
在城市轨道交通建设中,广州地铁作为华南地区最繁忙的地下交通系统之一,其周边环境复杂,施工安全与环境保护要求极高。尤其是在软土地基区域进行基坑支护或临时围护结构施工时,如何控制施工振动对既有地铁结构、邻近建筑物及地下管线的影响,成为工程实施中的关键问题。拉森钢板桩作为一种常见的围护结构形式,因其施工便捷、止水性能良好,在广州地区的深基坑工程中被广泛应用。然而,其打设过程中产生的振动可能对周边敏感设施造成不利影响,因此设定合理的振动限值并采取有效控制措施显得尤为重要。
广州地处珠江三角洲冲积平原,广泛分布着深厚软土层,主要为淤泥质土和粉质黏土,具有高含水量、高压缩性和低强度等特点。在此类地层中施打拉森钢板桩,通常采用振动锤沉桩工艺。该方法通过高频振动使土体液化,降低土体阻力,从而将钢板桩压入设计深度。虽然效率较高,但振动能量会通过土体向四周传播,尤其在饱和软土中传播距离更远,衰减较慢,极易引发邻近地铁隧道结构的微小位移或加速度响应,进而影响运营安全。
根据《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB 55002-2021)以及《城市轨道交通结构安全保护技术规程》(CJJ/T 202-2013)的相关规定,邻近轨道交通设施的施工活动必须严格控制振动强度。一般以质点峰值振动速度(PPV,单位:mm/s)作为评价指标。针对广州地铁保护区范围内的施工项目,结合本地地质条件和运营经验,建议执行如下振动限值标准:在距离地铁结构外边线30米范围内,施工引起的地面质点峰值振动速度不应超过2.0 mm/s;对于特别敏感区段(如盾构隧道接头处、已存在裂缝或变形区域),应进一步收紧至1.5 mm/s以内。
为实现上述振动控制目标,需从施工工艺优化、设备选型与监测预警三个方面协同推进。首先,在施工工艺方面,应优先采用静压植桩机替代传统振动锤。静压法通过液压系统将钢板桩逐步压入土中,几乎不产生显著振动,特别适用于紧邻地铁线路的工程。若因地质条件限制必须使用振动沉桩,则应采用低频、大振幅振动锤,并控制每次连续作业时间,避免长时间集中激振。同时可结合“跳打”方式,即间隔打入若干根桩后再补打中间桩位,以减少累积振动效应。
其次,在设备选型上,应选用具备变频调节功能的先进振动锤,能够根据现场监测数据实时调整激振频率和振幅,避开地铁结构的共振频率区间(通常为5~15 Hz)。此外,可在钢板桩顶部加装减振垫或设置临时导向架,减少锤击过程中的冲击能量传递。
第三,建立全过程振动监测体系是保障施工安全的核心环节。应在地铁隧道内部及地表布设高精度三向振动传感器,实时采集振动速度、加速度和频率数据,并通过无线传输系统接入监控平台。一旦监测值接近预警阈值(如达到限值的80%),即刻启动应急预案,暂停施工并分析原因。必要时邀请第三方检测机构进行结构安全性评估,确保不影响地铁正常运行。
值得注意的是,不同区段的地铁结构对振动的敏感程度存在差异。例如,新建线路尚未投入运营的区间相对容忍度较高,而处于高负荷运营状态的老城区线路则需更加严格的管控。因此,在制定具体项目的振动控制方案时,应结合线路埋深、结构形式(明挖、暗挖或盾构)、运营时段等因素进行差异化设计。
综上所述,广州地铁周边软土地基中进行拉森钢板桩施工,必须高度重视振动控制问题。科学设定振动限值,合理选择施工工艺与设备,并辅以严密的监测手段,才能在保障工程进度的同时,最大限度地保护既有地铁结构的安全稳定。未来随着智能传感技术和绿色施工理念的发展,非扰动式或微扰动施工技术将在城市密集建成区发挥更大作用,推动轨道交通建设向更高水平的安全与环保目标迈进。
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