在城市深基坑工程中,钢板桩作为一种常见的支护结构形式,因其施工便捷、可重复利用、止水性能良好等优点被广泛应用于广州地区的市政、地铁及地下空间开发项目中。为确保基坑开挖过程中的整体稳定性与周边环境安全,支撑系统的预紧力施加是钢板桩支护施工中的关键环节。根据《广州市深基坑工程技术规范》(DBJ/T 15-76)及相关地方标准的要求,钢板桩施工支撑预紧力的施加必须遵循严格的流程和控制标准,以保障支护体系的有效性和安全性。
首先,在支撑系统安装前,施工单位应根据设计图纸完成支撑构件的加工与检验,包括钢围檩、支撑梁、连接节点等。所有钢材需具备出厂合格证,并经现场抽检合格后方可使用。支撑安装位置应与设计轴线一致,偏差不得超过±20mm,高程偏差控制在±15mm以内。同时,钢围檩与钢板桩之间的接触面应平整密贴,必要时采用钢板垫片或砂浆填充,确保传力均匀。
支撑安装完成后,进入预紧力施加工序。根据广州规范要求,预应力支撑(通常为轴力可调的钢管支撑或型钢支撑)应在基坑开挖至支撑设计标高以下500mm内及时安装并施加预紧力,避免围护结构产生过大变形。预紧力的施加应采用液压千斤顶配合测力装置进行,设备需定期校准,确保测量精度满足±5%的要求。
施加预紧力前,应对支撑系统进行全面检查,确认支撑两端固定牢靠、连接螺栓紧固、支撑轴线无偏移、千斤顶安放平稳且与支撑中心对齐。广州规范明确指出,预紧力应分阶段施加,一般分为初始预紧和最终锁定两个阶段。初始预紧力通常为设计轴力的30%~50%,用于消除构件间的间隙和接触松动;待结构稳定后,再逐步加载至设计值的100%,并在达到目标值后保持压力稳定不少于5分钟,随后锁定支撑端部的可调螺母或焊接固定件,完成锁定。
值得注意的是,广州地区软土层较厚,地层水平位移敏感,因此对支撑预紧力的施加速率和顺序有严格要求。规范建议采用“对称、均衡、分级”的原则进行加载,避免单侧或集中施力导致围护结构受力不均。对于多道支撑的基坑,应遵循“先上后下、逐层施加”的顺序,每道支撑预紧力施加后须监测其实际轴力,并与设计值对比,偏差超过±10%时应查明原因并调整。
在预紧力施加过程中,必须同步开展基坑监测工作。根据《广州市深基坑工程监测技术规程》(DBJ/T 15-139),监测内容包括支撑轴力、围护结构侧向位移、地表沉降、邻近建筑物变形等。支撑轴力传感器应在安装时预埋或后期加装,并实时上传数据至监测平台。一旦发现轴力损失超过设计值的15%,或围护结构变形速率异常,应立即启动预警机制,必要时进行预应力补张拉。
此外,广州规范特别强调支撑预紧力的长期有效性。由于软土地基存在蠕变特性,支撑在服役期间可能出现轴力松弛现象。因此,要求施工单位在基坑暴露期间定期复测支撑轴力,特别是在降雨、周边加载或交通振动等外部扰动后,应及时检查并视情况补充预紧力,确保支护系统持续处于有效工作状态。
最后,支撑拆除阶段也需谨慎操作。根据规范,支撑拆除应遵循“先拆后撑、逐级卸载”的原则,严禁一次性大面积卸除预应力。卸载前应确认主体结构已具备足够承载能力,并制定专项拆除方案。卸载过程应缓慢进行,每级卸载量不宜超过设计轴力的20%,并同步监测结构反应,防止因突然失撑引发安全事故。
综上所述,钢板桩施工中支撑预紧力的施加不仅是技术性操作,更是保障基坑安全的核心措施。广州地区基于其特殊的地质条件和密集的城市环境,对预紧力施加流程提出了系统而严格的要求。施工单位必须严格按照规范执行,强化过程控制与动态监测,确保支护结构在全生命周期内的稳定性与可靠性,为城市地下工程建设提供坚实的安全保障。
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