深基坑支護(hù)中鋼板樁的應(yīng)用
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摘要：鋼板樁已廣泛應(yīng)用于基坑支護(hù)中，它是通過一定的咬合連接措施，使抗彎強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求的鋼板與基坑一定深度，以防止基坑塌方，抵抗基坑周圍的土壓力，維護(hù)施工期間土層的穩(wěn)定。伴隨著我國城市建設(shè)的快速發(fā)展，地下工程事業(yè)的迅猛發(fā)展，如何在施工過程中加強(qiáng)地下工程的安全施工，已成為建筑界討論的熱點(diǎn)，鋼板樁作為一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用研究對我國市政工程的發(fā)展具有重要意義。本文以鋼板樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用為例，對鋼板樁的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：鋼板樁；深基坑支護(hù)；應(yīng)用
由于鋼板樁自身的特點(diǎn)，使其在基坑支護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用，施工用途和地質(zhì)環(huán)境條件的不同，施工工藝和施工注意事項(xiàng)也有很大的差異，目前我國的鋼板樁施工技術(shù)雖已成熟，但在深基坑支護(hù)中，相關(guān)技術(shù)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，本文對鋼板樁在深基坑支護(hù)中的施工流程、常見問題及施工注意事項(xiàng)進(jìn)行了研究與分析，對今后的基坑支護(hù)和鋼板樁應(yīng)用具有一定的實(shí)踐意義。
1鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要選擇鋼板樁的型式，目前我國市場上常見的鋼板樁型式有U型鋼板樁、Z型鋼板樁、S型鋼板樁、直線型鋼板樁等。在選擇了鋼板樁和支撐形式后，最重要的是對鋼板樁的受力計(jì)算，由于鋼板樁是在土體中插入，這部分外邊部通常被視為懸臂梁。首先，根據(jù)勘察報(bào)告對相關(guān)土體的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算得到的值計(jì)算出支撐結(jié)構(gòu)的土壓力，計(jì)算出鋼板樁的土壓力一般是主動(dòng)土壓力，然后根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對鋼板樁的抗彎強(qiáng)度允許值進(jìn)行計(jì)算，從而得出懸臂板的長度。然后對圍檁分別進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)以連續(xù)梁為計(jì)算單位，以支撐跨為計(jì)算單位，以支撐跨為計(jì)算單位，以鋼板所受土壓力為依據(jù)，確定其均布荷載。針對不同工況下三道圍檁的長邊和短邊進(jìn)行了計(jì)算，以保證其截面的抗彎剪強(qiáng)度。并按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算支承壓桿。
2鋼板樁施工過程中常見問題分析
為更好地分析鋼板樁施工過程中出現(xiàn)的問題，首先對我國基坑施工中鋼板樁所遇到的問題進(jìn)行了分析，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鋼板樁施工中出現(xiàn)的問題主要有以下幾點(diǎn)：（1）對鋼板樁施工工藝不夠重視，由于鋼板樁施工工藝比較簡單，有很多施工單位在進(jìn)行鋼板樁施工時(shí)沒有進(jìn)行可行性研究和施工進(jìn)度計(jì)劃的編制，而是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接進(jìn)行，這雖然在一定程度上節(jié)省了時(shí)間，但造成了現(xiàn)場施工管理混亂，鋼板樁材料堆放混亂，基坑開挖所占面積較小，如果施工工藝不合理，將增加鋼板樁的施工成本。（2）鋼板樁施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題。鋼板樁施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件，采用相應(yīng)的土體物理力學(xué)參數(shù)，有很多設(shè)計(jì)者根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠?jì)算文件，采用工程類比法，而不自己計(jì)算，照搬別人的方案，降低了工程造價(jià)。但由于工程情況多種多樣，借鑒他人的方案設(shè)計(jì)未必適合當(dāng)前的情況。此外，有些設(shè)計(jì)單位，在計(jì)算鋼板樁受力時(shí)，沒有嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定，特別是計(jì)算圍梁時(shí)，往往采用連續(xù)梁法，忽視了其合理性分析，最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)文件不符合要求，提出的鋼板樁型及其尺寸不能很好地適應(yīng)工程需要。（3）現(xiàn)場監(jiān)督管理嚴(yán)重不足，地下工程最重要的一環(huán)是基坑開挖與支護(hù)，因?yàn)檫@是保證地下工程安全的前提條件，而在施工過程中，許多施工單位本末倒置，只注重基坑支護(hù)，忽視工程進(jìn)度，常常造成基坑坍塌，發(fā)生安全事故。作為一種安全支撐結(jié)構(gòu)，鋼板樁在施工過程中往往被許多施工單位忽略，其位移監(jiān)測相當(dāng)于對基坑穩(wěn)定性的忽略。（4）施工后期問題。鋼板樁是一種可再利用的工程設(shè)備，地下工程完工后必須回收。目前施工結(jié)束后，許多施工人員在拔出鋼板樁時(shí)不注意拔出速度，造成鋼板樁變形或回填土松動(dòng)，影響工程質(zhì)量，鋼板樁變形嚴(yán)重影響接縫。拔樁后，不注意表面清理，會(huì)殘留地下水和某些具有腐蝕性的物質(zhì)，造成鋼板樁樁身的腐蝕，降低了鋼板樁的抗彎、抗剪承載能力，在二次利用時(shí)會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)、鼓起等問題。
3施工工藝流程及注意事項(xiàng)
在施工過程中，鋼板樁支護(hù)施工工藝流程簡單，操作方便，且成本較低，鋼板樁可多次循環(huán)使用，因此在基坑支護(hù)中應(yīng)用較為普遍。鋼板樁施工時(shí)，首先是場地平整，施工前對施工路段進(jìn)行護(hù)欄維護(hù)，確保行人和車輛的流通，鋼板樁及打樁機(jī)械設(shè)備的放置位置處理，材料設(shè)備堆放整齊。其次是對施工場地地質(zhì)條件的調(diào)查，一般是通過鉆孔來完成，當(dāng)鉆孔布置合理時(shí)，即可一次獲得正確的土層厚度和物理力學(xué)參數(shù)，便于鋼板樁設(shè)計(jì)時(shí)確定尺寸。測定放樣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼板樁的放置位置，控制偏差在5cm左右。一般情況下是用振動(dòng)錘來打樁，在打樁時(shí)應(yīng)根據(jù)施工圖紙用水平儀或全站儀對某支護(hù)段兩端的控制樁進(jìn)行定位，用振動(dòng)錘來固定控制樁，在固定控制樁時(shí)必須保證其垂直度，不能一次性將樁打進(jìn)土中，應(yīng)分幾次，每次的入土深度應(yīng)保證在1.5m~2.5m之間。一次打完后及時(shí)檢查樁身垂直度，如有偏差應(yīng)及時(shí)糾正。當(dāng)控制樁安裝完畢后，其余鋼板樁依次在中間打入，同樣控制樁的入土深度。在打樁時(shí)應(yīng)注意兩鋼板樁接頭處的摩擦，采取相應(yīng)措施減少接頭處的摩擦，確保接頭處的穩(wěn)定。在對鋼板樁進(jìn)行基坑監(jiān)測的過程中，開挖時(shí)采用分層對稱開挖模式，當(dāng)支架桿件設(shè)計(jì)標(biāo)高為30cm時(shí)即進(jìn)行鋼板樁維護(hù)結(jié)構(gòu)施工，以保證鋼板樁的穩(wěn)定性。開挖施工過程中地下水通過鋼板樁接縫滲漏時(shí)，接縫處采用防水止水材料及時(shí)處理。挖方時(shí)應(yīng)注意減少對鋼板樁的沖擊，盡量避免因沖擊造成的不穩(wěn)定因素。保持建筑物的側(cè)向變形、地下管線的位移、建筑物的沉降等均應(yīng)控制在允許的范圍內(nèi)，進(jìn)行開挖時(shí)，用全站儀或相應(yīng)的設(shè)備對鋼板樁樁頂?shù)膫?cè)向位移和豎向位移進(jìn)行監(jiān)測。如樁頂?shù)膫?cè)向位移與豎向位移在允許的范圍內(nèi)，則不用對鋼板樁進(jìn)行處理。如果發(fā)現(xiàn)鋼板樁產(chǎn)生的位移比較大，鋼板樁連接處出現(xiàn)鼓包等現(xiàn)象，應(yīng)加強(qiáng)支撐體系，進(jìn)行位移控制。在施工結(jié)束后，鋼板樁必須拆除，拆除時(shí)必須保證封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，鋪設(shè)地下管涵，采用回填土進(jìn)行回填，在保證不破壞地下管涵的前提下，對回填土進(jìn)行分層壓密，回填后，澆水讓回填土經(jīng)過一定時(shí)間沉降后，進(jìn)行鋼板樁的拔除。在拔鋼板樁的過程中，要松動(dòng)鋼板樁，松動(dòng)時(shí)間一般保持在5min左右，拔樁的速度不能過快，避免由于摩擦而使回填土產(chǎn)生松動(dòng)，拔樁時(shí)若發(fā)現(xiàn)荷載突然增加，應(yīng)立即停止拔樁，將其放下一定距離后再松動(dòng)，然后慢慢拔。在鋼板樁的拔除過程中，先拔除控制樁，然后是中間樁。
4結(jié)語
鋼板樁施工是一個(gè)簡單的施工過程，但其涉及內(nèi)容較多，對整個(gè)地下工程的施工質(zhì)量、施工安全和工程造價(jià)都有很大影響。但很多施工單位對此重視不夠，在深基坑支護(hù)施工中不能嚴(yán)格執(zhí)行施工程序，鋼板樁受力計(jì)算不夠科學(xué)合理，后期處理不到位，嚴(yán)重影響了工程質(zhì)量。本文討論了鋼板樁在深基坑中的應(yīng)用，分析了鋼板樁在施工全過程中應(yīng)采取的各種措施，并對整個(gè)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，這對我國地下工程的發(fā)展具有重要意義。
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作者：汪世亮 單位：四川科宏石油天然氣工程有限公司