深基坑钢板桩支护技术在建筑安全工程中的应用

白 伟

（甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730030）

1 引言

近年来，随着我国经济水平的不断提高和城市化进程的加快，城市高层建筑越来越多，建筑结构也越来越复杂，尤其是工业建筑对建筑基础的要求越来越高。在深基坑支护中，钢板桩支护具有可靠性高、施工简单等优点。因此，分析和研究深基坑钢板桩支护施工技术在建筑安全工程中的应用，对于保证施工安全、建筑质量具有重要意义。

2 深基坑钢板桩支护施工技术

一般来说，在建筑工程中深基坑施工容易受到多方面因素的影响，从而影响施工质量，如基坑土壁稳固性较低、基坑坍塌等。在建筑工程中，如果使用一般支护技术进行施工，可以在一定程度上提升基坑土壁的稳固性，但是，其整体的支护效果不能达到预期目标。而深基坑钢板桩支护施工技术，可以在基坑深层土层中进行桩基础埋设，进一步提升加固质量。同时，由于钢板桩自身的强度、刚度及承载性能相对较强，能够在最大程度上避免桩基础结构出现损坏等情况。在建筑安全工程中，通过有效应用深基坑钢板桩支护施工技术，可以发挥钢板桩结构良好的支护作用，避免施工安全事故，进一步提高建筑安全工程的质量与安全，实现建筑安全工程经济效益与社会效益的最大化。

在深基坑钢板桩支护施工技术应用过程中，要求技术人员从全局角度出发，始终围绕建筑安全工程项目情况，针对基坑开挖深度等因素进行分析和研究，展现深基坑钢板桩支护施工技术的优势。在深基坑钢板桩支护结构设计过程中，要把握设计环节的重点和难点，制定可行性较强的深基坑钢板桩支护施工方案，为后续各项施工的有序进行提供保障。首先，在建筑安全工程中，要加强对施工现场的分析与勘查，如果施工条件允许，可以选择分离式结构布置形式，将建筑工程主体结构与钢板桩支护结构进行有效地分离，并合理布置，确保其与承台边线的间隔距离符合建筑安全工程的实际需求。其次，要根据建筑安全工程实际施工情况，明确基坑顶部移动的荷载值及综合荷载系数，并对深基坑开挖的深度进行评估和分析。在此过程中，需要对建筑安全工程施工周边情况及地质条件等因素进行分析，及时明确深基坑安全等级，保证深基坑钢板桩支护结构性能的稳定性和安全性。最后，在制定深基坑钢板桩支护方案的过程中，要及时收集、整理好设计参考依据，提高方案的合理性和可行性。

3 基坑支护设计

3.1 基坑支护结构设计

本施工案例基坑位置位于某化工园区内，建筑面积约为53×32m2。以筏板作为基础，基底的标高在地下4.6m，在筏板基底下层会铺设厚度约为100mm的C15混凝土作为垫层。设计的基础形式为桩基础，绝对标高约为760m，基坑的底标高为753m。结合现场勘查及设计资料可知，场地相对平整，现场地面的标高约为757m，基坑从现场地面进行开挖，开挖深度约5m，基坑大致形状为长方形，长度为45m，宽度为39m，基坑整体面积约为1 912m2。

综合来看，基坑施工区域的环境相对简单，在基坑西侧区域存在建筑物基础外边线，长度约为5m，在基坑东侧存在两条工业回水管线路，长度为0.88m，东北侧为公路。基坑和钢板桩剖面图如图1所示。

图1 基坑和钢板桩剖面图

3.2 基坑支护结构及主要参数分析

在进行钢板桩支护的过程中，一定要重视钢板桩材料的选择。结合工程案例可知，在挑选钢板桩材料的过程中，应选截面抵抗矩为w=2 270cm3的拉伸型钢板桩。在正式投入施工之前，需要对钢板桩材料进行严格检验，检验其外观或对其缺陷加以纠正。同时，如果想要确保钢板桩的防水能力，需要在钢板桩的咬口处进行涂油处理。在进行打桩作业的过程中，需要根据施工现场的环境进行分析，选择振动较小的打桩方式。在拔桩完毕后要求迅速进行回填，避免造成沉降等问题。

除此之外，在选择支撑体系的过程中，需要根据实际情况采用型号为Q235-B级型的钢材。在连接构件的过程中，可以采用平接的焊接方式对基坑支撑体系的节点进行焊接。同时，可以选择用接触边满焊的方式对构件的连接处进行焊接，焊缝的高度需要超过8mm。要确保钢板桩和围檩的紧密接触，需在水平支撑杆的相应部位增加围根预加应力，且要确保传力的均匀性。另外，在实际施工过程中，要确保基坑的开挖高度，结合施工图纸中的型号设计要求进行施工，对钢板桩的相应部位进行设置，对围檩和构件进行安装，并确定高程，最后针对构件节点进行安装。需要注意的是，在施工过程中一定要严格按照《钢结构工程施工规范》（GB 50755-2012）做好质量检验工作。

4 钢板桩支护技术在深基坑施工中应用的重要意义

4.1 可以有效避免基坑壁出现滑坡

在工业建筑施工过程中，采用钢板桩支护技术，可以对基坑基层内部土壤松软区域以及泥土壁不稳定区域起到较好的加固作用。另外，应用桩基础施工技术可以对处于较深位置的松软土层进行加固。应用桩基础可以减少土壤内部的空隙，在进行加固的同时，避免土壤继续下滑。在具体的施工过程中，若排水管道的直径超过既定的范围，且挖方较深，如果采用普通的桩基础进行加固，会增加土壤承受的压力，可能导致桩基础损坏。而钢板桩支护结构不仅具有良好的承载能力，同时也不受土壤压力的影响，其加固作用非常显著。

4.2 减少深基坑施工对道路产生的影响

本工程案例周围有工业园道路，基坑施工是沿着道路周边展开，在基层支护施工的过程中应用钢板桩支护施工技术，一方面，可以让基层施工环境变得更加安全和稳固；另一方面，也可以最大程度降低对道路功能产生的影响。由于该工程项目周围包含园区重要的运输公路，所以，对采用的施工技术及施工时间的要求非常严格。应用钢板桩支护施工技术，可以确保公路的运输性能不被影响，这一点往往是其他支护桩结构难以实现的。同时，和其他支护桩施工技术相比，钢板桩支护施工技术可以有效地降低施工成本。当前，钢板桩支护施工技术已在高层建筑施工及工业建筑深基坑施工中广泛应用，不仅可以降低安全事故发生的概率，还可以避免基坑周围土体滑坡，有效缩短施工时间，最大程度降低基坑施工对周边环境产生的影响。

5 深基坑钢板桩支护施工技术在建筑安全工程中的应用措施分析

5.1 现场勘察及桩位放线

结合大量施工案例分析可知，钢板桩支护结构是目前基坑支护模式中常用的支护结构之一，具有较好的支护效果。和其他支护模式相比，钢板桩支护结构在深基坑施工中具有安全性强、占地小、施工质量容易控制等优势。考虑到钢板桩支护施工技术的应用特点，在正式施工前需要做好施工现场的勘察和检验工作，并对打桩位置进行确定，再开展桩位放线工作。在进行现场勘察的过程中，需要借助专业的仪器来辅助勘察，并结合勘察过程中获取的相关数据展开二次勘察，最终确定桩位的位置和设计方案。桩位放线工作需要测量人员结合施工设计图纸展开测量，在实际的施工过程中，需要对挖方的区域进行标记，并对管道放置位置以及桩基础施工中心位置进行标记。

5.2 开挖和打桩

在施工现场勘察完毕后，需要确定桩位的放线情况，再开始进行现场挖沟、打桩。根据施工案例中预设的基坑面积，应用大型挖掘机和小型挖掘机相互配合开挖。在开挖的过程中要对开挖的深度和宽度进行控制，避免施工过量产生的回填问题。在确定钢板桩的过程中，每个钢板桩之间必须间隔一定距离，一方面，可以大幅提升支护效果；另一方面，可以为现场施工提供便利。同时，在开挖过程中，需要利用间隔距离生成5m左右的作业平面。另外，在进行钢板桩打桩的过程中，要严格控制打桩的角度，如果在打桩的过程中存在角度倾斜，会影响后期支护效果；还要做好打桩过程中的施工质量管理工作，及时对基层表面进行清理，如果基层内含有石块等物质，会对打桩工作产生影响。如果使用液压设备对钢板桩进行打桩施工，一定要确保打桩压力，只有压力足够才能深入到地基。在进行桩基础施工的过程中，要严格控制打桩的速度，打桩速度过慢或过快，会导致钢板桩损坏或倾斜。

5.3 基坑开挖

深基坑钢板桩支护工程施工过程中，各施工环节环环相扣，在完成基础勘察、放线、挖坑等施工后，需对基坑进行开挖。在开挖进入到预设深度后，展开支护焊机施工。在工程项目施工阶段，为确保施工质量，需要根据施工深度设计施工步骤：首先，如果挖方深度为2m，需要根据设计图纸开展双向支撑钢板材料焊接工作，进而产生第一层支护结构面，同时，要在结构面上放置监测设备。其次，当进入到第二阶段挖方工程项目时，当挖方到达预期的深度数值后，需开展两道焊接支撑。在进行焊接的过程中，要结合不同的挖方步骤做好施工现场指导工作。

5.4 支撑焊接

上述工程项目结束之后，在深基坑距离地面2m处，需要进行支撑结构焊接工作，首先需要从水平方向展开垂直焊接，然后再开展横向整体结构支撑焊接。在深基坑工程项目中，横向结构板非常重要，需要应用直径在18cm的圆形钢管进行支撑。当焊接工作完成后，技术人员需要深入施工现场，检查施工现场的焊接结构是否存在变形。如果存在变形，需要立刻停止后续开挖工作，并对当前采用的支撑体系进行优化和调整。在深基坑施工中，只有支撑体系能够确保承重作用和施工效果。承台焊接作为钢板桩支护结构成型的基础，对后续的施工有着非常重要的影响，如果焊接结构存在质量问题，会对工程项目的安全性能产生影响。鉴于此，要开展多次施工质量检查工作，以确保施工效果。

5.5 拔桩施工

在深基坑钢板桩支护工程项目中，拔桩属于最后的施工步骤。在进行拔桩之前，需要对之前搭建的临时支护体系进行拆除，并对深基坑支护工程应用的混凝土材料进行加固。在进行加固的过程中，需要做好深基坑的回填工作，回填完毕，要进行检验，以确保回填质量。另外，需要严格按照加工顺序对临时铺设的支护结构进行拆除，需要注意的是，拆除顺序应按照先垂直后水平的顺序。当支撑体系拆除结束后，钢板桩支护结构的拔桩处理工作基本完成。

在上述施工步骤中，应因地制宜，结合施工现场条件挑选合适的支护体系和支护结构搭建模式，以确保建筑工程施工任务的安全性和施工质量。

6 结语

随着科技水平的不断提高，我国建筑施工技术也相应地得到了提高。钢板桩支护技术作为一种常见的深基坑施工技术，具有防水、耐受性强、施工方便等独特优势，在深基坑施工中占有举足轻重的地位，影响着建筑施工质量，保证建筑的安全稳定，加快施工进程。因此，要利用这项技术提高工程质量，必须具备相应的施工技术，从勘察、开挖、拔桩等环节都要认真细致，才能保证深基坑支护的安全稳定。