
在广州地区,尤其是珠江三角洲冲积平原地带,广泛分布着深厚软土层,其特点是含水量高、压缩性大、承载力低、灵敏度高,给基坑支护工程带来了较大挑战。在深基坑或临水区域施工中,拉森钢板桩因其施工便捷、止水性能良好、可重复利用等优点,被广泛应用于临时支护结构。然而,在广州软土区使用拉森钢板桩时,必须科学合理地设计支护体系,以确保基坑稳定、周边环境安全及施工顺利进行。
首先,应根据地质勘察报告对场地软土特性进行详细分析。广州地区的软土多为淤泥质土和淤泥,天然孔隙比大,抗剪强度低,易产生较大的侧向位移和沉降。因此,在设计前需明确土层分布、地下水位、土体物理力学参数(如黏聚力、内摩擦角、重度、渗透系数等),并评估软土的流变性和长期变形特性,为后续计算提供可靠依据。
支护体系的设计应遵循“安全、经济、可行”的原则,结合基坑深度、平面形状、周边环境(如临近建筑物、地下管线、交通干道等)以及施工周期等因素综合考虑。对于开挖深度小于6米的浅基坑,通常可采用悬臂式拉森钢板桩支护;而对于深度超过6米的深基坑,则需设置内支撑或锚索系统,形成多道支撑体系,以有效控制桩体变形和地表沉降。
在具体设计过程中,钢板桩的选型至关重要。广州地区常用的是SP-IV型或更高级别的拉森钢板桩,因其截面模量大、抗弯能力强,适用于软土地层中的深基坑支护。需通过结构计算确定钢板桩的入土深度,一般采用静力平衡法或弹性地基梁法(如m法)进行分析,确保桩体具有足够的嵌固深度,防止倾覆和滑移。同时,应验算整体稳定性、抗隆起稳定性及抗渗流稳定性,特别是在高水位条件下,需重点防范管涌和底部土体隆起风险。
支撑系统的布置是支护设计的关键环节。在城市密集区,常采用混凝土内支撑或钢管支撑。对于狭长形基坑,宜设置对撑或角撑,减少支撑跨度,提高整体刚度;对于大面积基7坑,可采用环形支撑或桁架式支撑体系。支撑的竖向布置应结合开挖工况分层设置,通常第一道支撑设于地面以下1.5~2.0米处,避免地面荷载直接作用于桩顶。各道支撑之间的间距应控制在3~4米以内,确保受力均匀。
此外,考虑到广州软土的蠕变特性,支护结构在长期荷载作用下可能发生持续变形,因此在设计中应适当提高安全系数,并加强监测措施。建议在基坑周围布设深层水平位移测斜管、地表沉降观测点、支撑轴力计和地下水位监测井,实现实时动态监控,及时预警异常情况。
施工工艺也直接影响支护效果。拉森钢板桩宜采用振动锤沉桩,但在软土中应控制沉桩速度,避免剧烈振动引起土体扰动和邻近建筑物开裂。对于难以穿透的硬夹层或孤石,可预先引孔。桩与桩之间应确保锁口咬合紧密,必要时注入膨润土泥浆以减少摩擦阻力并增强止水效果。基坑开挖应遵循“分层、分段、对称、限时”原则,随挖随撑,严禁超挖。
最后,降水设计不可忽视。广州地下水丰富,应在基坑外围设置封闭式止水帷幕或结合轻型井点降水,降低地下水位,减少水压力对支护结构的影响。同时,应做好地表排水系统,防止雨水倒灌。
综上所述,在广州软土区设计拉森钢板桩支护体系,必须充分考虑软土工程特性,合理选型、精确计算、优化支撑布局,并配合严格的施工管理和实时监测,才能实现基坑安全、环境保护与施工效率的统一。唯有如此,方能有效应对复杂地质条件带来的挑战,保障工程建设顺利推进。
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