
在广州地区进行深基坑支护与降水施工时,由于其地质条件普遍以软土为主,具有高含水量、高压缩性、低强度等特点,给基坑开挖和支护带来了较大挑战。特别是在城市密集区进行地下结构施工时,如何有效控制地下水位、防止基坑坍塌及周边地表沉降,成为工程成功的关键。拉森钢板桩结合井点降水的支护与排水方案,因其施工便捷、止水效果良好、可重复利用等优点,在广州地区的软土地基工程中得到了广泛应用。
拉森钢板桩是一种U型或Z型截面的冷弯型钢,通过机械打桩设备逐根打入土层中,形成连续的挡土挡水结构。在软土地基中,钢板桩能够有效承担侧向土压力和水压力,同时具备一定的抗渗性能。针对广州典型的淤泥质土、淤泥和粉质黏土等地层,选用SP-IV或SP-III型拉森钢板桩较为适宜,其截面模量和抗弯能力可满足一般深度(6~10米)基坑的支护要求。钢板桩的入土深度需根据基坑深度、土层参数及安全系数进行计算,通常要求嵌固深度不小于开挖深度的0.8~1.2倍,以确保整体稳定性。
然而,仅依靠钢板桩挡水难以完全阻止地下水渗入基坑,尤其是在渗透性较强的粉砂夹层存在的情况下。因此,必须配套设置有效的降水系统。井点降水作为一种成熟的地下水控制技术,适用于渗透系数在1×10⁻³~1×10⁻⁵ cm/s范围内的软土层,正符合广州多数区域的水文地质条件。常用的轻型井点或喷射井点系统,可通过在基坑外围布设降水井,形成稳定的降水漏斗,将地下水位降至基坑底面以下0.5~1.0米,从而保证干作业施工条件。
在具体设计中,井点布置应结合基坑平面形状和尺寸进行优化。对于矩形基坑,通常采用环形布置方式,沿钢板桩外侧1.0~1.5米处设置井点管,间距控制在1.0~1.5米之间。每套井点系统连接至集水总管和真空抽水泵组,通过持续抽吸降低孔隙水压力。为提高降水效率,可在基坑内部增设少量辅助井点,特别是在局部低洼或渗流集中区域。同时,应考虑分阶段降水,避免一次性大幅降水引发周边地面过度沉降。
在软土地基中实施井点降水,必须高度重视环境影响控制。广州城区建筑物密集,地下管线复杂,若降水不当,易引起邻近建筑不均匀沉降甚至开裂。为此,应在降水前建立完善的监测体系,包括地下水位观测孔、地表沉降监测点及邻近建筑物变形观测点。实时监控数据可指导调整抽水速率和运行策略,必要时采取回灌措施,补充地下水以平衡土体应力变化。
此外,拉森钢板桩与井点系统的协同工作也需精细设计。钢板桩作为止水帷幕,可显著减少外部水源补给,降低井点系统负荷;而井点降水则减轻了作用在钢板桩上的水土压力,提高了支护结构的安全性。两者结合,形成“挡+排”一体化的地下水控制模式,特别适用于狭窄场地或对变形控制要求较高的市政工程,如地铁出入口、地下通道、泵站等。
施工过程中,应严格控制打桩顺序和速度,避免因振动过大扰动软土结构。推荐采用静压植桩机或液压振动锤配合水冲辅助工艺,减少施工噪音和土体扰动。井点成孔宜采用套管跟进法,防止塌孔,滤料填充应均匀,确保透水性。所有设备安装完成后需进行试运行,检验真空度、出水量及降水效果,确认系统正常后方可进入正式抽水阶段。
综上所述,在广州软土地基条件下,拉森钢板桩与井点降水相结合的支护与排水方案,具有技术成熟、适应性强、经济合理等优势。通过科学的设计计算、合理的布置方案以及严格的施工管理,可有效解决深基坑开挖中的稳定性和渗流问题,保障施工安全与周边环境安全。未来随着智能化监测与自动调控技术的发展,该类方案将进一步提升精细化管理水平,为城市地下空间开发提供更加可靠的技术支撑。
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