
在广州城市基础设施建设不断推进的背景下,桥梁工程作为交通网络的重要组成部分,其施工安全与效率备受关注。特别是在深基坑施工中,如何有效控制土体变形、防止坍塌、保障周边建筑和管线安全,成为施工管理的核心问题。在深度达18米的深基坑工程中,拉森钢板桩因其良好的止水性、可重复使用性和较高的结构强度,被广泛应用于基坑支护体系中。而支撑系统的预紧力设置,则直接关系到整个支护结构的稳定性和安全性。
拉森钢板桩是一种U型或Z型截面的钢制挡土结构,通过机械打设形成连续的围护墙体,能够有效阻挡地下水和土体侧向压力。在18米深的桥梁基坑中,通常采用Ⅳ型或更高级别的拉森钢板桩,以满足抗弯、抗剪及整体稳定性要求。然而,仅靠钢板桩自身难以完全抵抗深层土压力,必须配合内支撑系统共同作用。常见的支撑形式包括混凝土支撑和钢支撑,其中钢支撑因安装便捷、可调节性强,在广州地区的市政工程中应用更为普遍。
支撑系统的预紧力是指在支撑安装完成后,通过液压千斤顶等设备对支撑施加的初始轴向压力。这一过程并非简单的“顶紧”,而是需要根据设计计算和现场监测数据精确控制的关键工序。预紧力的作用在于:一是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;二是提前建立反向应力,抵消部分土体主动压力,减少基坑开挖过程中的位移;三是提高支护结构的整体刚度,降低长期变形风险。
在广州某跨河桥梁深基坑项目中,基坑深度达到18米,地质条件复杂,主要为淤泥质土、粉砂层及局部强风化岩层,地下水位较高。项目采用了双排拉森钢板桩结合三层钢支撑的支护方案。第一道支撑设置在地面以下2.5米处,第二道位于8米深度,第三道位于14米深处。每道支撑均采用Φ609×16mm的钢管,通过围檩与钢板桩连接。在支撑安装后,技术人员依据设计文件要求,对每根支撑施加了800kN至1200kN不等的预紧力,具体数值根据所在位置的土压力分布和监测反馈动态调整。
预紧力的施加过程需遵循严格的施工流程。首先,在支撑两端安装特制的活络头和反力架,确保传力路径明确;然后使用同步液压千斤顶从两侧对称加压,避免偏心受力导致结构失稳;当达到目标压力值后,迅速锁紧支撑端部的楔块或螺栓,保持预应力恒定。整个过程中,需配合全站仪、测斜仪和轴力计进行实时监测,确保钢板桩的水平位移控制在允许范围内(一般不超过30mm),支撑轴力变化平稳。
值得注意的是,预紧力并非越大越好。过大的预紧力可能导致钢板桩向基坑外侧变形,引发周边地面沉降甚至邻近建筑物开裂;而预紧力不足则无法有效抑制土体蠕变,造成基坑持续收敛。因此,合理的预紧力设定必须基于详细的地质勘察报告、有限元模拟分析以及类似工程经验综合判断。在广州地区,由于软土层较厚、固结缓慢,往往需要在施工后期进行二次补张拉,以补偿支撑轴力的自然损失。
此外,拉森钢板桩的租赁模式在当前工程建设中日益普及。相比一次性采购,租赁不仅降低了项目初期资金压力,也提高了材料周转效率。许多专业租赁公司提供“钢板桩+支撑+预紧设备+技术指导”一体化服务,协助施工单位完成从打桩到拆除的全过程管理。这种模式尤其适用于工期紧凑、空间受限的城市桥梁工程,有助于提升施工组织的灵活性和响应速度。
综上所述,在广州18米深桥梁基坑工程中,拉森钢板桩与支撑系统的协同工作至关重要,而支撑预紧力的科学施加则是保障基坑稳定的关键环节。它不仅是技术问题,更是管理与协调的体现。未来,随着智能监测技术和自动化张拉设备的发展,预紧力控制将更加精准高效,进一步推动城市深基坑施工向安全、绿色、智能化方向迈进。
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