
在进行广州地区深基坑支护工程中,拉森钢板桩作为一种常见的挡土结构形式,广泛应用于地铁、地下管廊及高层建筑基础施工中。其施工过程中的支撑系统设计与拆除顺序直接关系到基坑的整体稳定性与周边环境安全。因此,在实际工程中,必须对支撑拆除顺序进行严格的验算,以确保施工过程的安全可控。
拉森钢板桩通常配合内支撑体系(如混凝土支撑或钢支撑)共同作用,形成稳定的支护结构。支撑的拆除并非简单的逆向施工过程,而需结合土压力变化、结构受力转换以及变形控制等多方面因素进行系统分析。特别是在广州软土地区,土体具有高含水量、低强度和显著流变特性,若支撑拆除顺序不当,极易引发基坑侧壁位移增大、地表沉降甚至整体失稳等风险。
支撑拆除顺序的验算首先应基于基坑支护设计阶段的计算模型,采用有限元法或弹性地基梁法对不同拆除工况下的结构受力与变形进行模拟。验算内容主要包括:各阶段钢板桩弯矩、剪力的变化趋势;支撑轴力的重新分布;围护结构水平位移及地表沉降的发展情况;以及关键节点的应力集中现象。通过对比不同拆除顺序下的计算结果,优选出对结构最有利的拆除方案。
在具体验算过程中,应遵循“分层、对称、均衡”的基本原则。例如,对于设置有多道支撑的深基坑,通常建议自下而上逐层拆除。但需注意,并非所有情况下都适用“先下后上”的顺序。在某些地质条件较差或邻近重要建筑物的区域,可能需要保留底部支撑较长时间,以控制底部土体隆起和墙体回弹。此时,可采用“先上后下、间隔拆除”或“同步卸载”等方式,结合监测数据动态调整拆除节奏。
以广州某地铁站明挖区间为例,该基坑深度达15米,采用PU400型拉森钢板桩配合三道Φ609mm钢支撑支护。在支撑拆除前,项目团队建立了三维有限元模型,模拟了三种典型拆除顺序:① 自下而上逐层拆除;② 自上而下逐层拆除;③ 中间支撑先行拆除,上下交替进行。计算结果显示,方案①在拆除第一道支撑时,钢板桩最大弯矩增加约28%,且墙顶位移显著增大;方案③则导致中部支撑轴力突增,存在局部失稳风险;而方案②虽初期墙体位移较小,但在拆除底层支撑时易引起坑底回弹过大。最终通过综合比选,确定采用“自上而下、分段跳拆”的优化方案,即每层支撑分区域拆除,相邻区域错开施工时间,同时加强实时监测,确保结构受力平稳过渡。
此外,支撑拆除顺序的验算还需考虑施工工艺与现场条件的匹配性。例如,大型机械作业空间受限时,难以实现全断面同步拆除,此时应在计算中充分考虑偏心荷载和不均匀卸载的影响。同时,应结合地下水位控制措施,避免因降水不当导致土压力骤增,进而加剧结构负担。
在验算过程中,还应重视监测数据的反馈作用。广州地区的深基坑工程普遍设有完善的自动化监测系统,包括墙体测斜、支撑轴力、地表沉降、水位观测等内容。这些实测数据可用于验证计算模型的准确性,并在拆除过程中实施“信息化施工”。一旦发现位移速率超过预警值,应立即暂停拆除作业,重新评估结构状态,必要时采取加固措施。
综上所述,拉森钢板桩支护体系中支撑拆除顺序的验算是一项复杂而关键的技术工作。它不仅涉及结构力学的基本原理,还需结合地域地质特点、施工组织设计及实时监测信息进行综合判断。在广州这类软土地区,更应注重精细化管理和动态调控,杜绝经验主义操作。只有通过科学的计算分析与严密的施工控制,才能确保基坑在整个使用周期内的安全性与稳定性,为城市地下空间开发提供可靠保障。
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