
在沿海城市基础设施建设中,海岸防护工程是保障城市安全、抵御风暴潮和海浪侵蚀的重要手段。广州作为我国南方重要的港口城市,地处珠江入海口,常年面临台风、强降雨及海水倒灌等自然灾害的威胁。因此,在海岸防护结构的设计与施工中,采用高效、耐久且适应性强的技术尤为关键。近年来,拉森钢板桩因其良好的抗弯性能、施工便捷性以及可重复利用等特点,被广泛应用于广州地区的海岸防护工程中。本文将围绕广州地区拉森钢板桩施工工艺及其在抗浪性能方面的技术参数进行系统阐述。
拉森钢板桩是一种具有锁口结构的冷弯或热轧型钢构件,通过相互咬合形成连续的挡土或挡水墙体。在广州的海岸防护项目中,通常选用U型或Z型拉森钢板桩,其材质多为Q235或Q355级别的钢材,具备良好的抗腐蚀性和结构强度。施工前需根据地质勘察报告、水文资料及设计波浪荷载进行详细计算,确定钢板桩的入土深度、截面尺寸及支撑体系布置方案,以确保结构在极端天气下的稳定性。
施工工艺流程主要包括测量放线、导架安装、钢板桩沉桩、接头处理、防渗措施及后期监测等环节。首先,依据设计图纸进行精确放样,设置导向架以保证钢板桩打入的垂直度和直线度。导向架通常由工字钢或H型钢焊接而成,固定于临时施工平台上。随后采用振动锤配合履带吊机进行沉桩作业。广州地区软土地基较为普遍,因此常使用高频液压振动锤,以减少对周边环境的扰动并提高沉桩效率。沉桩过程中需实时监测垂直度偏差,控制在1/150以内,确保整体墙体的连续性和密封性。
在抗浪性能方面,拉森钢板桩墙的设计必须充分考虑波浪力的作用。根据《海港工程设计规范》(JTS 167)及相关地方标准,广州海域的设计重现期通常取50年一遇,极端情况下可达100年一遇。波浪爬高、越浪量和冲击压力是评估防护结构安全性的核心参数。通过数值模拟与物理模型试验相结合的方式,可确定钢板桩墙体所需抵抗的最大水平波压力。一般情况下,波峰作用下产生的瞬时冲击压力可达15~25kPa,而持续静水压力则随潮位变化动态调整。
为提升抗浪能力,实际工程中常采取多项强化措施。其一是在钢板桩后侧回填级配良好的砂砾石,并分层压实,增强背填土的整体稳定性,减少被动土压力损失;其二是在桩顶设置钢筋混凝土冠梁,将各根钢板桩连接成整体,提高结构的空间协同工作能力;其三是在迎水面加装消浪块体或扭王字块护面层,有效削弱波浪能量,降低直接冲击力。此外,对于长期暴露于海水环境中的钢板桩,防腐处理至关重要。常用方法包括表面热浸镀锌、喷涂环氧沥青涂层或采用阴极保护系统,延长结构使用寿命至30年以上。
值得注意的是,广州地区的地下水位较高,土壤含盐量大,易导致钢材电化学腐蚀。因此,在设计阶段即应结合环境类别划分腐蚀等级,并据此选择合适的防腐方案。同时,施工过程中应避免锁口损伤,确保每根钢板桩咬合紧密,防止海水沿缝隙渗透造成内部锈蚀。对于接长钢板桩的情况,应采用等强度焊接工艺,并进行无损检测,确保焊缝质量符合GB/T 50621标准要求。
在施工完成后,还需建立长期监测机制,包括墙体位移、倾斜、应力变化及周围地表沉降等指标的自动化采集系统。特别是在台风季节前后,应对结构进行全面检查,及时发现潜在隐患并采取补强措施。部分重点工程还引入了BIM技术和智能传感设备,实现全生命周期管理,提升运维效率。
综上所述,拉森钢板桩在广州海岸防护工程中的应用已趋于成熟,其施工工艺标准化程度不断提高,抗浪性能也通过科学设计和多重技术手段得到有效保障。未来,随着新材料、新工艺的不断涌现,如复合材料钢板桩、自感知智能桩等,该技术体系有望进一步优化,为粤港澳大湾区的海洋基础设施建设提供更加安全可靠的技术支撑。
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