
在进行广州地区深基坑支护工程时,拉森钢板桩作为一种高效、经济且施工便捷的挡土结构,被广泛应用于各类市政、房建及地下空间开发项目中。特别是在软土地层、地下水位较高或周边环境敏感的区域,采用合理的支撑体系设计对于确保基坑稳定、控制变形和保障施工安全至关重要。本文将围绕“拉森钢板桩施工方案中的完整版支撑体系设计”展开详细阐述。
首先,支撑体系的设计需基于详细的地质勘察报告和周边环境调查。广州地处珠江三角洲冲积平原,地层以淤泥质土、粉砂、细砂及黏性土为主,具有含水量高、压缩性强、承载力低等特点。因此,在选择拉森钢板桩型号时,应优先考虑抗弯能力强、锁口密封性好的U型或Z型钢板桩,如常用的SP-IV型拉森桩,其截面模量大,适用于深度6~12米的基坑支护。
支撑体系通常采用多道水平内支撑形式,结合冠梁与围檩共同作用,形成稳定的受力结构。根据基坑开挖深度的不同,可设置一道至三道钢支撑。一般情况下,第一道支撑设置在地面以下0.5~1.5米处,既可有效控制顶部位移,又能为后续土方开挖提供作业空间。支撑材料多选用Φ609×16mm或Φ800×16mm的钢管,材质为Q345B,具备较高的轴向承载能力和良好的可焊性。
在平面布置上,支撑宜采用对撑、角撑或桁架式组合支撑形式。对于矩形或规则形状的基坑,推荐采用对撑加角撑的混合布局,既能提高整体刚度,又便于机械通行和土方运输。支撑节点应进行详细力学验算,确保连接牢固,常用法兰连接或焊接方式,并设置临时斜撑以增强安装过程中的稳定性。
竖向布置方面,各道支撑之间的间距应控制在2.5~3.5米之间,避免因跨度过大导致围檩挠度过高。同时,须根据土压力分布特点,合理调整支撑预加轴力,一般预加力取设计轴力的50%~70%,以抵消部分初始变形,减少对邻近建筑物的影响。
冠梁与围檩是支撑体系的重要组成部分。冠梁通常采用钢筋混凝土结构,截面尺寸不小于600mm×400mm,混凝土强度等级不低于C30,主筋应与钢板桩有效锚固,确保整体协同工作。围檩则多采用双拼H型钢(如HM400×300),通过高强螺栓与钢板桩连接,并在转角部位设置加腋板加强局部受力。
此外,支撑体系还应配备完善的监测系统。包括支撑轴力计、测斜管、沉降观测点和水位监测井等,实现实时动态监控。一旦发现位移速率异常或支撑受力突变,应及时启动应急预案,必要时施加二次预应力或增设临时支撑。
施工流程方面,应遵循“先支后挖”的原则。具体步骤包括:测量放线→打设拉森钢板桩→施工冠梁→安装首道钢支撑→分层对称开挖至下一道支撑设计标高→安装下道支撑→继续开挖,直至基底。每层土方开挖深度不得超过支撑间距的1.5倍,严禁超挖。支撑安装完成后,须经专项验收合格方可进入下一工序。
在拆除阶段,应按照“先换撑后拆撑”的顺序进行。即在主体结构达到足够强度后,设置换撑构件(如混凝土传力带或型钢换撑),再逐步释放支撑预应力并拆除钢支撑,防止结构突然失稳。
最后,整个支撑体系设计必须经过结构计算验证。采用理正、Midas GTS或Plaxis等专业软件进行有限元分析,模拟不同工况下的受力状态,确保钢板桩抗倾覆、抗隆起、整体稳定性及支撑承载力均满足规范要求。设计文件应包含荷载取值依据、计算模型说明、关键节点详图及应急预案等内容,形成完整的施工技术方案。
综上所述,广州地区拉森钢板桩支护工程中的支撑体系设计是一项系统性、综合性极强的技术工作。只有在充分掌握地质条件、科学选型、精细计算、规范施工和严密监测的基础上,才能实现安全、经济、高效的基坑支护目标,为城市地下空间的安全建设提供坚实保障。
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