
在现代城市基础设施建设中,水利工程作为保障水资源调配、防洪排涝和生态环境改善的重要组成部分,其施工安全与效率备受关注。广州地处珠江三角洲腹地,水网密布,地质条件复杂,软土层广泛分布,这给水利工程施工带来了较大的技术挑战。特别是在深基坑开挖过程中,如何有效控制土体变形、防止坍塌、确保周边建筑和地下管线的安全,成为工程设计与施工中的关键问题。拉森钢板桩作为一种成熟的支护结构形式,因其施工便捷、可重复使用、止水性能良好等优点,在广州地区的水利工程中得到了广泛应用。
拉森钢板桩通过锁口连接形成连续的挡土墙结构,能够有效承受侧向土压力和水压力,适用于深度在6至12米之间的基坑支护。在实际应用中,单一的钢板桩结构往往难以满足深层开挖的稳定性要求,因此通常需要配合内支撑体系共同工作,构成完整的支护系统。支撑体系的设计是整个支护结构安全性的核心环节,必须结合工程地质条件、基坑形状、开挖深度、周边环境等因素进行科学计算与优化布置。
在广州某典型水利泵站工程中,基坑开挖深度达9.5米,临近河道,地下水位较高,土层以淤泥质黏土和粉细砂为主,承载力低且易发生流砂现象。针对该工程特点,设计团队采用了U型拉森Ⅳ型钢板桩,并设置两道钢管内支撑体系。第一道支撑设置在地面以下2.0米处,第二道位于开挖面以上1.5米位置,支撑水平间距为6米,采用φ609×16mm的热轧无缝钢管,两端通过围檩与钢板桩牢固连接。支撑轴力通过预加应力的方式施加,以减少基坑开挖过程中的墙体位移。
支撑体系的受力分析采用有限元软件进行模拟,考虑了分步开挖、支撑安装时序以及土体—结构相互作用等因素。计算结果显示,在最不利工况下,钢板桩最大弯矩出现在第二道支撑下方约1.8米处,未超过材料允许应力;墙体最大侧向位移为28mm,满足规范对邻近建筑物保护的要求(一般控制在30mm以内)。同时,通过设置降水井将地下水位控制在开挖面以下1米,有效防止了管涌和隆起风险。
在施工过程中,钢板桩的打设采用振动锤沉桩工艺,为减少对周边环境的振动影响,施工方采用了低频液压锤,并在桩位附近布设了监测点,实时跟踪地表沉降和邻近构筑物的变形情况。支撑安装紧跟开挖进度,在每层土方开挖完成后立即架设支撑并施加预应力,确保支护系统的及时性和有效性。所有支撑构件均来自专业租赁公司,采用“以租代购”模式,不仅降低了项目初期资金投入,也提高了设备周转率,符合绿色施工和可持续发展的理念。
值得注意的是,支撑体系的设计还需充分考虑拆除顺序对结构安全的影响。在主体结构施工完成并具备足够反压能力后,支撑拆除应遵循“先撑后拆、对称均衡”的原则,避免局部应力突变引发事故。此外,租赁设备在进场前需经过严格检测,确保无裂纹、变形或锈蚀超标等问题,退场后由专业单位进行维护保养,保障后续项目的使用安全。
从整体来看,拉森钢板桩与内支撑组合体系在广州水利工程中的应用,体现了技术成熟性与经济合理性的统一。尤其是在城市建成区内的水利改造项目中,该支护形式能够在有限空间内实现高效、安全的深基坑作业。未来,随着智能监测技术和装配式支撑构件的发展,支撑体系将朝着更加精细化、自动化和模块化的方向演进。例如,集成光纤传感的实时监测系统可动态反馈支撑轴力变化,为信息化施工提供数据支持;而标准化设计的可调式装配式支撑,则能进一步提升安装效率和适应性。
综上所述,广州地区水利工程中拉森钢板桩租赁支撑体系的设计,必须立足于本地地质与水文特征,结合先进计算手段和施工管理经验,兼顾安全性、经济性与环保性。通过科学的设计、严格的施工控制和高效的资源配置,该支护体系将继续在城市水利建设中发挥重要作用,为保障城市水安全和推动基础设施高质量发展提供坚实的技术支撑。
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