在现代桥梁工程建设中,桥墩深基坑施工是极为关键的一环。特别是在地质条件复杂、地下水位高、土层不稳定等不利条件下,如何确保基坑的安全稳定和施工效率,成为工程技术人员面临的重大挑战。近年来,随着基础工程技术的不断进步,拉森钢板桩作为一种高效、安全、环保的支护结构形式,在桥墩深基坑建设中得到了广泛应用,并成功攻克了多项技术难题。
拉森钢板桩是一种具有互锁结构的U型或Z型钢制构件,通过打桩机械将其连续打入地层中,形成一道连续的挡土和止水结构。其主要优点包括:
高强度与良好的抗弯性能:钢材本身的强度较高,能够承受较大的侧向土压力和水压力。
良好的止水效果:板桩之间的锁扣结构紧密,可有效防止地下水渗入基坑内部。
施工速度快、效率高:相比传统支护方式如地下连续墙或灌注桩,拉森钢板桩施工周期短,设备移动灵活。
可重复使用:多数情况下,钢板桩在完成施工任务后可拔出并用于其他项目,经济性显著。
适应性强:可根据不同地质条件选择合适的桩长、截面形式和布置方式,灵活应对复杂工况。
桥墩通常位于河道、软土地基或交通繁忙区域,这些地段往往存在以下不利因素:
地下水丰富,易造成基坑涌水、管涌甚至坍塌;
软弱土层较厚,承载力低,开挖过程中易发生侧向位移;
周边建筑物密集,对沉降控制要求高;
施工空间受限,传统支护方式难以实施。
在这样的环境下,采用拉森钢板桩作为围护结构,可以有效解决上述问题。例如,在某跨江大桥桥墩施工项目中,该地区为冲积平原地貌,地下水位高,且存在流塑状淤泥质黏土层,常规支护方式难以满足安全施工要求。工程团队最终决定采用拉森Ⅳ型钢板桩进行基坑围护,桩长24米,形成封闭式围堰结构。通过精确计算和合理布设支撑系统,成功实现了深度达18米的基坑安全开挖。
在实际施工过程中,拉森钢板桩的应用并非一蹴而就,需结合具体工程情况制定详细的施工方案和技术措施。
在施工前,必须进行详尽的地质勘察,明确各土层的物理力学性质、地下水位及潜在风险。根据勘察结果,确定钢板桩的类型、长度、布置形式以及支撑体系的设计参数。
由于钢板桩在打入过程中会受到土体阻力,容易出现偏斜、锁口损坏等问题,因此需要采用先进的打桩设备(如液压振动锤)和导向架,确保桩体垂直度和锁口连接质量。同时,应避免因打桩震动引起周边建筑物沉降或开裂。
对于深基坑,仅靠钢板桩本身难以抵抗巨大的侧向压力,必须配合内支撑或锚杆系统共同作用。常见的支撑形式包括H型钢横撑、钢管支撑等。支撑点的布置应科学合理,确保受力均匀,避免局部失稳。
在地下水丰富的区域,除了利用钢板桩自身的止水功能外,还需辅以轻型井点降水、深井降水等方式降低地下水位,减少水头压力,确保基坑干燥作业环境。
在整个施工过程中,应建立完善的监测系统,实时掌握钢板桩变形、基坑位移、地下水位变化等数据,及时调整施工方案,确保施工安全可控。
以南方某城市跨河立交桥桥墩施工为例,该项目桥墩基坑深度达16米,位于粉砂与淤泥交互层中,地下水位接近地表,施工难度极大。工程团队采用了拉森Ⅳ型钢板桩+双道H型钢支撑的组合支护体系,并结合井点降水措施。经过两个月的紧张施工,顺利完成了基坑开挖与混凝土浇筑工作,未发生任何安全事故,周边建筑沉降控制在允许范围内,取得了良好的工程效果。
随着我国基础设施建设的持续推进,越来越多的桥梁工程面临复杂地质条件下的施工挑战。拉森钢板桩凭借其优异的力学性能、良好的止水效果和高效的施工能力,在桥墩深基坑建设中展现出强大的适应性和应用前景。未来,随着新型材料、智能监测和绿色施工理念的发展,拉森钢板桩技术将进一步优化升级,为更多复杂地质条件下的基础工程提供可靠保障,推动我国桥梁建设水平迈向更高台阶。
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