
在城市基础设施建设中,深基坑支护工程的安全性与稳定性至关重要。广州作为中国南方的重要城市,其地质条件复杂,地下水位较高,软土层分布广泛,因此在深基坑施工中普遍采用拉森钢板桩配合内支撑系统进行支护。其中,6米长的拉森钢板桩因其适中的长度和良好的抗弯性能,在中小型基坑工程中应用尤为广泛。然而,支撑系统的有效性不仅取决于结构设计,更依赖于支撑预紧力的合理施加。科学、规范地施加预紧力,是确保支护体系稳定、控制基坑变形、防止周边建筑物沉降的关键环节。
拉森钢板桩支撑系统通常由钢板桩、围檩、钢支撑及支撑端部的千斤顶或液压装置组成。支撑预紧力是指在支撑安装完成后,通过机械手段对支撑施加的初始轴向压力。该力的作用在于消除支撑构件之间的间隙,使整个支护体系形成连续受力的整体,从而提高结构刚度,减小基坑开挖过程中的水平位移。若预紧力不足,支撑无法及时发挥作用,可能导致墙体侧移过大;而预紧力过大,则可能引起支撑屈曲或对围护结构造成附加应力,带来安全隐患。
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)及相关地方标准,结合广州地区的工程实践经验,6米拉森钢板桩支撑预紧力的施加应遵循以下基本原则。首先,预紧力的设定应基于设计计算结果,通常取支撑设计轴力的30%~50%作为初始预紧力。例如,若某道钢支撑的设计轴力为400kN,则预紧力宜控制在120kN至200kN之间。具体数值需结合地质条件、基坑深度、周边环境敏感度等因素综合确定。
其次,预紧力的施加应采用分级加载方式,避免一次性加力过大导致结构突变。一般建议分为两到三个阶段完成:第一阶段施加30%的设计预紧力,观察结构反应;第二阶段加至70%,监测位移变化;第三阶段达到目标值,并保持稳定不少于5分钟,确保力值有效传递。每级加载后均需使用全站仪或测斜仪对钢板桩的侧向位移进行监测,同时检查支撑接头、围檩连接部位是否存在松动或变形。
在实际操作中,预紧力的施加多采用液压千斤顶配合反力架的方式进行。广州地区常见的是使用穿心式千斤顶在支撑两端同步加压,确保受力均匀。加压过程中应实时读取压力表数据,并换算为实际轴力。考虑到现场误差,建议每10个支撑进行一次标定校核,确保设备精度符合要求。此外,对于较长的支撑(如超过8米),还需考虑温度变化引起的热胀冷缩效应,在昼夜温差较大的季节适当调整预紧力值,防止因温度应力导致支撑失效。
值得注意的是,预紧力并非一成不变。在基坑开挖和后续施工过程中,应建立动态监测机制。通过自动化监测系统对支撑轴力、桩体位移、地表沉降等参数进行持续跟踪。一旦发现支撑轴力显著下降(如降幅超过15%),应及时进行补张拉,恢复预紧状态。特别是在雨季或地下水活动频繁时期,土压力变化剧烈,更需加强巡视与维护。
此外,施工管理也应规范化。所有预紧力施加作业必须由持证专业人员操作,记录加力时间、力值、环境温度及监测数据,并纳入施工档案。监理单位应全程旁站监督,确保工序合规。对于邻近既有建筑、地下管线或交通干道的敏感区域,建议提高预紧力控制标准,并增加监测频率,必要时采用预应力锚索等复合支护措施增强整体稳定性。
综上所述,广州地区6米拉森钢板桩支撑预紧力的施加,是一项技术性强、影响面广的关键工序。它不仅关系到基坑本身的稳定安全,更直接影响周边环境的安全保障。施工单位应在设计指导下,结合本地地质特点和施工经验,严格执行预紧力施加的标准流程,做到精准控制、动态调整、全程监控。唯有如此,才能充分发挥拉森钢板桩支护体系的效能,确保城市地下空间开发的安全高效推进。
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