基于路桥工程基坑钢板桩支护技术的研究

刘卫光 温登鹏

摘 要：随着国民经济发展速度的不断提升，在路桥工程施工中，只有根据路桥工程施工的具体要求，选择与之相适应的技术，才能更好地提升工程的质量，这是施工的重点内容。为此，本文主要对钢板桩的概况、路桥工程基坑施工中钢板桩支护技术的应用及质量控制进行了分析与探究。

关键词：路桥工程；基坑施工；钢板桩支护

1 钢板桩的概况

钢板桩是治理两个堤段堤基渗透破坏险情，增强堤防抵御洪水能力的一种防护装置。钢板桩是带有锁口的一种型钢，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各种大小尺寸及联锁形式。常见的有拉尔森式，拉克万纳式等。其优点为：强度高，容易打入坚硬土层；可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼。防水性能好；能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用，因此，它的用途广泛。在桥梁施工中常用于沉井顶的围堰，它的用途广泛。管柱基础、桩基础及明挖基础的围堰等。这些围堰多采用单壁封闭式，围堰内有纵横向支撑，必要时加斜支撑成为一个围笼。如中国南京长江桥的管柱基础，曾使用钢板桩圆形围堰，其直径21.9米，钢板桩长36米，有各种大小尺寸及联锁形式。待水下混凝土封底达到强度要求后，抽水筑承台及墩身，抽水设计深度达20米。

在水工建筑中，一般施工面积很大，则常用以做成构体围堰。它系由许多互相连接的单体所构成，每个单体又由许多钢板桩组成，单体中间用土填实。围堰所围护的范围很大，不能用支撑支持堰壁，因此每个单体都能独自抵抗倾覆、滑动和防止联锁处的拉裂。常用的有圆形及隔壁形等形式。

2 基坑钢板桩支护技术在路桥工程施工中的应用

1、工程案例

某桥梁总长度为0.718千米，起止桩号为DK273+685-DK274+403，连续梁只有一个，其主墩8#、9#承台具有较大面积，及具有较深开挖深度，因其与公路距离较近，南邻施工便道，常规放坡开挖条件不具备。通过多方分析比较，本工程承台基坑开挖主要采取钢板桩进行支护施工。

2、方案拟定

按照承台的实际情况确定钢板桩围堰的尺寸，并对承台模板安装工作人员操作的净空需求进行满足。以15米x11米作為承台基坑开挖尺寸的标准，开挖深度则控制在3.6米。选用长度为8米的36a工字钢作为钢板桩，入土深度则控制在4米左右，并外露地表0.4米，进而避免基坑内落入杂物。

3、施工准备

在路桥工程基坑施工中，应进行符合施工要求便道的修筑，进而确保机械设备的正常运行，并进行临时施工用电的架设。对基坑位置进行粗放线施工，并进行钢板桩放样施工。施工前应对施工现场是否存在管线等情况进行详细分析与确定，如影响到工程施工，应对有关管线加以保护或进行移位。同时做好雨季预防工作，如排水工作。

4、钢板桩进场及检验

检验、吊运及堆放等工作应在钢板桩进场时同时进行。施工企业应选用专人在钢板桩进入施工现场后，及时检查与审核其数量、质检报告等，尤其要重视其质量，避免质量不达标进入施工现场，确保符合施工要求后，才能进行施工。

在钢板桩检验中，主要检验内容包括：表面缺陷、长度、宽度及平直度等。检验过程中，应割除影响钢板桩打入的焊接件，补强制孔、断面缺损等问题。在检验其材质时，主要检验内容包括：钢材的化学成分、构件的拉伸、弯曲试验等。不同规格的钢板桩则进行拉伸、弯曲试验的次数也有所不同。

5、钢板桩吊运及堆放

一般选用两点吊的方式进行钢板桩装卸，钢板桩每次起吊的数量不能太多。堆放钢板桩的位置必须设置在不因压中出现较大沉降变形的平坦位置，这样有利于打桩施工及材料的运送。堆放施工中应对型号、规格及长度加以重视，并确保钢板桩堆放的合理性。如施工需要，则需要分层进行钢板桩堆放，同时应将适量的枕木垫在各层中间位置，相邻两根枕木的距离则控制在2到3米之间。

6、钢板桩施打及围囹施工

选用振动锤施打钢板桩，工字钢打设时遵循一顺一丁布设以增加围堰整体刚度。按照围堰尺寸进行每边钢板桩数量与角桩位置的确定，这样可以为钢板桩顺利合拢提供有利条件。

完成钢板桩施打合拢工作后，在桩顶标高及承台设计标高测量后，进行围囹标高的准确计算。如基坑开挖达到围囹标高后，必须对围囹进行及时施工，避免围囹施工没有进行的情况下向基坑底进行开挖作业。

7、拔除钢板桩

完成承台与墩身施工后，应回填基坑到围囹位置，围囹与内支撑拆除作业应遵循由下到上的顺序。选用振动锤进行钢板桩拔除施工。其作业原理为通过振动锤产生的强迫振动，对土质进行扰动作业，进而对钢板桩附近土的粘聚力产生破坏，并对拔桩阻力加以克服，同时依靠附加起吊力作用拔除钢板桩。

3 基坑钢板桩支护技术应用中的质量控制

基坑支护体系随着开挖深度的不断增加会出现侧向变位的情况，这种情况在施工中无法避免，基于此，基坑支护监测的关键就在于侧向变位的发展及控制。通常情况下，体系的破坏都具有相应的预兆性，在基坑支护监测中，施工单位必须做好现场指导工作，利用检测等方式及时分析、了解支护体系的受力情况。在监测中不仅要做好整个基坑支护检测工作，还要充分考虑其附近环境。这种监测方式可以掌握好基坑附近支护的稳定情况，在目前深基坑支护工程理论与相关技术支持下，施工实际情况往往存在或多或少的问题，根据本工程现场施工的具体情况，其地质环境较为复杂，可选用变形监测的方式进行基坑支护作业，这样可以保证施工的安全性。

用机械开挖时，应设专人盯测，以防坑底和坑侧超挖。坑底的控制标高应比设计标高提高15-30厘米，坑壁的控制线应比设计标线提高10-15厘米或先打桩后挖土，机械挖完后，再用人工清坑。对设内支撑的基坑，在每层土开挖中，同时开挖的部分，在位置及深度上，要保持对称，防止基坑结构承受偏载。基坑开挖应分层进行，高差不宜过大。土质越软，高差应越小。基坑开挖到设计标高后，一定要将支护桩根部的淤泥清挖，否则会造成支护桩倒塌。基坑底面不能暴露时间过长。基坑开挖中间间歇间过长，变形会随着时间不断增加。这种情况下，应考虑增加支护结构的强度。遇有粉、细砂层时，要采用恰当的排水方式，以防产生流砂造成基坑坍塌。如果基坑开挖后，不能立即进行下一道工序施工时，可在基坑设计标高之上，预留0.15-0.3m厚的一层土不挖，待下一工序开始前，再用人工开挖至槽底的设计标高。否则在下雨时，基坑会浸水坍塌。验收合格方可进行作业，未经验收或验收不合格不准作下一道工序作业。

4 结束语

综上所述，钢板桩施工技术在路桥基坑施工中的应用，可以有效提升路桥工程的稳定性及承载能力，进而增强了路桥工程的强度、使用寿命及降低了工程施工的投资成本。随着社会主义市场经济发展水平的不断提升，要求不断提钢板桩施工技术水平，规范路桥施工工艺，有效提升现代路桥品质的衡量标准。

参考文献

[1]赵娟. 探讨基坑钢支撑围护技术在路桥工程施工中的应用[J]. 江西建材. 2014（04）

[2] 李海波. 基坑钢支撑围护技术在路桥工程施工中的应用分析[J]. 企业技术开发. 2014（21）

[3] 侯军. 基坑钢板桩支护结构设计与数值模拟[D]. 南京大学 2011

[4] 宋培亚，欧阳东升. 基坑钢支撑围护技术在路桥施工中的应用[J]. 技术与市场. 2014（04）

[5] 董慧. 深基坑支护工程施工技术管理重点与方法的分析[D]. 华南理工大学 2013