
在城市基础设施建设与深基坑工程中,钢板桩支护作为一种高效、经济且可重复利用的临时支护结构,被广泛应用于各类土方开挖工程。广州黄埔区作为广州市重要的工业和科技创新中心,近年来城市建设发展迅速,地铁、市政管网、地下停车场等深基坑项目日益增多,对临时支护结构的安全性、经济性和施工效率提出了更高要求。其中,9米拉森钢板桩因其良好的抗弯性能、便于打拔作业以及较高的止水效果,成为该区域常见的一种支护形式。而在实际工程应用中,是否需要设置内支撑以及如何进行相关计算,是确保支护结构安全稳定的关键环节。
首先,9米拉森钢板桩通常采用U型或Z型截面,材质多为Q235或Q345钢材,具有较高的抗弯模量和良好的锁口连接性能,适用于深度在6至10米之间的基坑支护。当基坑开挖深度接近或达到9米时,单纯依靠钢板桩自身的悬臂作用往往难以满足稳定性要求,特别是在软土地层(如黄埔区常见的淤泥质土、粉质黏土等地层)条件下,土压力较大,容易导致钢板桩发生过大位移甚至倾覆。因此,在多数情况下,仅靠钢板桩悬臂支护无法保证安全,必须结合内支撑系统共同作用。
内支撑系统的设置与否,主要取决于基坑的几何尺寸、地质条件、周边环境以及施工周期等因素。对于长度较长或宽度较大的基坑,若不设内支撑,钢板桩顶部的水平位移可能超过规范允许值(一般控制在3‰H以内,H为基坑深度),影响邻近建筑物或地下管线的安全。此外,根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)的相关规定,当基坑深度大于7米且处于软弱土层中时,宜采用支撑式或锚拉式支护结构。因此,在广州黄埔区9米深的基坑工程中,通常建议采用“拉森钢板桩+内支撑”的联合支护方案。
内支撑的计算是整个支护设计中的核心内容之一。其设计流程一般包括以下几个步骤:首先是地质勘察资料分析,明确各土层的物理力学参数,如重度、内摩擦角、黏聚力等;其次是主动土压力和被动土压力的计算,常用方法有朗肯土压力理论或库仑土压力理论;接着进行钢板桩入土深度的验算,确保其有足够的嵌固深度以抵抗倾覆和滑移;然后进行内支撑布置设计,通常采用钢管支撑(如Φ609×16mm)或型钢支撑,按等弯矩原则或弹性地基梁法进行受力分析。
在具体计算过程中,常使用专业软件如理正深基坑、迈达斯(MIDAS)或Plaxis进行建模分析,模拟不同工况下的结构受力状态。例如,在分层开挖过程中,每道支撑的设置位置需与开挖面协调,一般首道支撑设置在冠梁位置(地面以下1.5~2.0米),后续支撑间距控制在3~4米之间。通过计算可得出支撑轴力、钢板桩最大弯矩及剪力,进而校核构件强度和整体稳定性。同时,还需考虑支撑的预加轴力,以减少基坑变形。
值得注意的是,内支撑不仅承担水平荷载,还对控制基坑整体变形起着关键作用。尤其在黄埔区这类地下水位较高、土体含水量大的地区,支护结构还需具备良好的止水性能。拉森钢板桩本身通过锁口咬合具有一定防水能力,但若存在渗漏风险,还需配合旋喷桩或注浆帷幕进行补充止水。
此外,施工过程中的监测也不容忽视。应布设深层水平位移、支撑轴力、地表沉降等监测点,实时掌握支护结构的工作状态,一旦发现异常应及时预警并采取加固措施。内支撑拆除也需遵循“先换撑后拆撑”的原则,避免因突然卸载引发结构失稳。
综上所述,在广州黄埔区9米深的基坑工程中,采用拉森钢板桩支护时,通常需要设置内支撑系统,并进行系统的结构计算与稳定性验算。这不仅是满足规范要求的必要手段,更是保障施工安全、控制周边环境影响的重要举措。合理的支护方案应综合考虑地质条件、基坑规模、工期要求及经济性,通过科学的设计与精细化的施工管理,实现安全、高效、环保的工程建设目标。
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