
在广州市区及周边地区,由于地质条件复杂,尤其是在珠江沿岸、河涌附近或低洼地带,广泛分布着深厚的砂层。这类地层具有高渗透性、低内聚力和易流动的特点,给基坑开挖、支护结构施工带来了较大挑战。拉森钢板桩作为一种常用的临时支护结构,在砂层地质条件下应用广泛,因其具备施工速度快、止水性能良好、可重复使用等优点。然而,如何科学合理地设计适用于广州砂层地质的拉森钢板桩施工方案,是确保工程安全与质量的关键。
首先,应进行详细的地质勘察工作。广州地区的砂层通常以中细砂为主,局部夹杂粉砂或淤泥质土,地下水位普遍较高。因此,在方案设计前必须获取准确的地勘报告,明确砂层的厚度、密实度、渗透系数、地下水位埋深以及周边建筑物、管线分布情况。这些数据是后续结构计算和施工组织的基础。
在结构设计方面,需根据基坑深度、平面形状及周边环境确定拉森钢板桩的选型。常见的型号有IV型、V型和VI型,其中IV型适用于深度不超过8米的基坑,而V型及以上适用于更深或对止水要求更高的项目。针对广州砂层易发生管涌和流砂的问题,建议优先选用咬合紧密、抗弯能力强的V型钢板桩,并适当增加入土深度,一般要求嵌固深度不小于1.5倍开挖深度,以确保整体稳定性。
接下来是支护结构的受力分析。采用理正、同济启明星或Plaxis等专业软件进行土压力计算,考虑主动土压力、被动土压力及水压力的共同作用。砂层中水土分算较为合理,需分别计算土压力和静水压力。同时,应验算整体抗倾覆、抗隆起和抗管涌稳定性。对于较深基坑,通常需设置一道或多道钢支撑或锚索。支撑系统宜采用Φ609mm钢管支撑,水平间距控制在3~6米之间,角撑或对撑布置应结合基坑形状优化,确保传力路径清晰。
施工工艺流程的设计也至关重要。典型的施工顺序包括:测量放线→场地平整→导向架安装→钢板桩打设→冠梁施工→支撑安装→分层开挖→监测与维护→回填拔桩。在广州软弱砂层中,推荐采用振动锤配合液压打桩机进行沉桩,避免冲击过大引起周边沉降。若遇密实砂层难以贯入,可采取引孔辅助措施,即先用套管钻机预钻孔,再插入钢板桩,减少施工阻力。
止水与降水措施不可忽视。尽管拉森钢板桩本身具有一定止水效果,但在高水头差的砂层中仍可能出现渗漏。因此,应在桩间涂抹止水膏或注入聚氨酯等化学浆液增强密封性。同时,结合轻型井点或管井降水系统,将地下水位降至基坑底面以下0.5~1.0米,防止流砂和底部突涌。降水井布置应避开支撑位置,且持续监测水位变化,防止过度降水引发地面沉降。
安全监测体系必须同步建立。在钢板桩顶部设置位移观测点,定期测量水平位移和沉降;在支撑上安装轴力计,实时监控受力状态;同时布设水位观测井,掌握降水效果。一旦发现位移速率加快或支撑轴力异常,应立即启动应急预案,如增设临时支撑、回填反压或停止开挖。
环境保护与文明施工同样重要。广州城区人口密集,施工过程中应控制噪音、振动和扬尘。夜间尽量避免打桩作业,必要时办理夜间施工许可。废弃泥浆应集中处理,不得随意排放,防止污染河道。
最后,施工完成后应及时拔除钢板桩,并对拔桩后形成的空隙进行注浆回填,防止地面塌陷。回收的钢板桩应清理、校正后入库,便于下次使用。
综上所述,针对广州砂层地质特点设计拉森钢板桩施工方案,必须坚持“地质先行、设计严谨、施工规范、监测到位”的原则。通过科学选型、合理计算、精细施工和全过程管控,才能有效应对砂层带来的技术难题,保障基坑工程的安全与效率,为城市地下空间开发提供可靠支撑。
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