
在广州白云区的基坑工程与河道整治项目中,砂层地质条件给围堰施工带来了较大的技术挑战。由于该区域广泛分布着松散、透水性强的砂层,地下水丰富且动水压力较大,在采用拉森钢板桩作为支护结构进行围堰施工时,极易发生管涌现象,严重威胁施工安全和周边环境稳定。因此,科学合理地制定防管涌措施,成为确保工程顺利推进的关键环节。
首先,必须充分掌握场地地质水文条件。在施工前,应通过详细的地质勘察与水文监测,明确砂层的厚度、颗粒级配、渗透系数以及地下水位动态变化规律。对于白云区常见的中细砂层,其渗透系数通常在1×10⁻³ cm/s以上,具备较强的导水能力,若不采取有效止水措施,极易在钢板桩内外形成水头差,诱发管涌。因此,建议在设计阶段即引入三维渗流数值模拟,评估不同工况下的渗流路径与潜在破坏区域,为后续防渗方案提供数据支持。
其次,拉森钢板桩本身的闭合性与咬合质量是防止管涌的第一道防线。应优先选用高强度、大截面的SP-IV或SP-IVW型拉森钢板桩,确保其具有良好的抗弯性能和锁口密封性。在打桩过程中,须采用振动锤配合导向架精准施打,保证桩体垂直度偏差控制在1/150以内,并确保每根桩的锁口完全咬合。对于地质复杂区域,可采用“先插后打”或“静压沉桩”工艺,减少对土体的扰动,避免因打桩震动导致砂层液化或锁口松脱。
然而,仅依靠钢板桩自身止水往往难以完全阻断渗流,特别是在高水头差条件下。为此,必须结合辅助防渗措施。一种有效的做法是在钢板桩外侧设置旋喷桩或水泥搅拌桩帷幕,形成复合止水体系。旋喷桩可通过高压喷射水泥浆切割土体并固结成桩,有效填充砂层孔隙,降低整体渗透性。一般建议在钢板桩外侧布置单排或双排Φ600@400mm旋喷桩,深度应穿透主要砂层并进入相对隔水层不少于1.5米,以切断渗流通道。
此外,降水措施也是控制管涌的重要手段。在围堰内部布设深井降水系统,通过持续抽排降低坑内水位,减小内外水头差。深井间距宜控制在15~20米,井深应低于开挖面3~5米,并配备自动监控设备实时监测水位变化。需要注意的是,降水过程可能引发周边地面沉降,因此应在周边布设沉降观测点,并根据监测数据动态调整降水速率,必要时采取回灌措施保护邻近建构筑物。
在施工过程中,还应建立完善的应急响应机制。一旦发现渗漏点或局部冒砂现象,应立即停止开挖,采用“外堵内压”的方式快速处置。外部可使用袋装黏土或速凝水泥封堵锁口漏水点,内部则通过堆载反压或插入短钢管注浆加固薄弱区域。对于已发生轻微管涌的部位,可实施化学灌浆(如聚氨酯或丙烯酸盐类材料),利用其快速膨胀特性封堵渗流通道。
最后,全过程信息化管理不可或缺。建议引入智慧工地系统,集成水位、土压力、位移监测等传感器数据,实现对围堰稳定性和渗流状态的实时预警。管理人员可通过移动端及时掌握现场情况,提前预判风险并采取干预措施。
综上所述,在广州白云区砂层地质条件下开展拉森钢板桩围堰施工,必须坚持“以防为主、多措并举、动态调控”的原则。通过优化桩型选择、提升施工精度、构建复合止水体系、科学组织降水及建立应急机制,能够有效遏制管涌发生,保障工程安全高效推进。未来随着新型防水材料与智能监测技术的发展,此类复杂地质环境下的围堰施工将更加安全可控,为城市基础设施建设提供坚实支撑。
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