在钢板桩施工过程中,支撑焊接是确保基坑稳定、保障施工安全的重要环节。特别是在广州这样的软土地基区域,地质条件复杂,地下水位高,对支护结构的强度和稳定性提出了更高的要求。因此,科学合理地实施支撑焊接流程,并满足当地规范中的强度标准,成为工程成败的关键。
钢板桩施工通常用于深基坑支护,其基本原理是通过将钢板桩打入土体形成连续墙体,再结合内支撑系统共同承担土压力和水压力。支撑系统一般由钢围檩(腰梁)、水平支撑杆件(如H型钢或钢管)以及必要的斜撑组成。这些构件之间的连接主要依靠焊接工艺完成,因此焊接质量直接关系到整个支护体系的安全性与耐久性。
在广州地区,由于广泛分布着淤泥质土、粉细砂层及强风化岩层,地基承载力较低,且受珠江流域水文影响显著,基坑开挖时极易发生侧向位移甚至坍塌。为此,《广州市建筑基坑工程技术规程》(DBJ/T 15-208-2020)等地方标准明确要求:支护结构的设计必须考虑最不利工况下的极限状态,支撑节点的焊缝需达到一级或二级焊缝质量等级,关键受力部位应进行全熔透焊接,并按规范进行无损检测。
支撑焊接的具体流程一般包括以下几个步骤:
第一步:材料准备与预处理
所有用于焊接的钢材(如Q345B级H型钢或无缝钢管)进场前须具备合格证和材质报告,并经现场复检确认符合设计要求。焊接前应对钢板桩上的连接板、围檩托架及支撑端头进行除锈、去油污处理,确保焊接面清洁干燥,以提高焊缝成形质量和结合强度。
第二步:定位与临时固定
根据设计图纸精确放样,确定围檩安装标高及支撑轴线位置。使用吊机将围檩吊装就位后,先用螺栓或卡具进行临时固定,再将支撑杆件两端与围檩或牛腿连接板对齐。此阶段需严格控制几何尺寸偏差,避免因错边导致应力集中。
第三步:正式焊接作业
焊接采用手工电弧焊或CO₂气体保护焊,焊条选用E50系列,焊丝为ER50-6,焊接参数依据母材厚度和环境温度调整。对于承重节点,必须执行全熔透坡口焊,坡口形式多为V型或K型,根部间隙控制在2~4mm之间。焊接过程应分层施焊,每道焊缝完成后清除焊渣,检查有无气孔、夹渣、未熔合等缺陷。重要节点要求对称焊接,减少变形。
第四步:焊后检验与补强
焊缝外观检查由专职质检员完成,重点查看焊缝饱满度、余高、咬边等情况。对于一级焊缝,需100%进行超声波探伤(UT),二级焊缝抽检比例不低于20%。若发现不合格焊缝,须彻底铲除后重新施焊。必要时加设加劲板或外包钢板进行局部补强,确保承载能力不低于原设计值。
第五步:防腐处理
考虑到广州潮湿多雨的气候特点,焊接完成后应及时对焊缝及其热影响区涂刷防锈底漆,并恢复原有防腐涂层,防止长期暴露造成锈蚀削弱结构性能。
从强度角度来看,广州地区的钢板桩支撑系统不仅要满足《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205)的要求,还需结合本地经验进行优化。例如,在深度超过8米的深基坑中,常采用φ609×16钢管作为主支撑,其轴心抗压承载力设计值不得小于1800kN;而焊缝的抗剪强度应不低于母材的90%,且在极端荷载组合下保持延性破坏特征,避免脆性断裂。
此外,施工期间还应配合监测系统实时跟踪支撑轴力、桩体位移和周边沉降数据,一旦发现异常应及时采取加固措施,如增设预应力锚索或追加横向支撑。
综上所述,钢板桩施工中的支撑焊接不仅是技术操作问题,更是关乎整体结构安全的核心工序。在广州这一特殊地质与气候环境下,唯有严格执行标准化焊接流程,强化全过程质量管控,并充分考虑地域性强度要求,才能有效保障基坑工程的顺利推进与周边环境的安全稳定。
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