路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用

陈贺宇、曹文健

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州450001）

0 引言

为确保路桥工程基坑支护施工质量达到预期效果，施工单位须始终坚持强调质量优先、安全治理的原则理念，采取多种技术手段提高基坑支护结构质量以及耐久性效果。然而结合实际情况来看，因部分路桥工程基坑支护施工现场所面临的工程地质条件以及环境条件相对复杂，导致基坑支护施工期间所面临的风险问题较多。为切实增强基坑支护安全性与稳定性，现场施工人员可以通过采取钢板桩支护工艺方法进行施工操作，进一步保障路桥工程基坑支护质量安全。

1 钢板桩支护技术应用原理及优势分析

1.1 应用原理

钢板桩作为功能性建筑部件的一种形式，是路桥工程基坑支护常用的技术手段。在使用过程中，钢板桩需要与其他支撑部件以及钢围檩协调应用，才能够达到预期的支护效果。一般来说，钢板桩本身材质相对特殊，可以起到良好的防水以及防土作用效果。最重要的是，钢板桩可以有效承受较高强度的压力，可以保障主体结构质量安全以及承载能力效果。目前，钢板桩支护施工技术已经在多个施工建设领域中得到了广泛应用。

从作用原理上来看，钢板桩支护施工可通过利用振动锤以及自身重量产生的振动效应，促使钢板材顺着冲击力方向缓慢进入地面内部结构中，最终均匀分布在导向桩周围。除此之外，相邻钢板桩之间会设置套嵌锁口。目的在于促使套嵌锁口与钢板桩形成一体，达到良好的封闭效果。结合大量施工经验来看，钢板桩支护施工方式在地下水位较高的承台基础工况条件中可以取得良好的应用效果。

1.2 应用优势

钢板桩支护施工技术作为路桥工程施工建设中常用的技术手段，区别于传统基坑支护施工方式，在支护效果以及质量安全方面所表现出的优势特点更加明显。举例而言，在基坑支护渗透破坏险情治理工作中，现场施工人员可通过利用钢板桩支护施工操作达到良好的防御效果，利于进一步提高路桥基础结构防护性能与安全性能。

除此之外，规范使用钢板桩支护施工技术可以进一步缩短路桥工程项目施工工期，确保整体施工操作可以在合同规定期限内竣工完成。最重要的是，钢板桩支护施工所表现出的结构稳固性以及施工高效性特点比较明显，值得推广与应用。

2 工程概况

某大型路桥工程桥梁总体长度为700m，承台基坑长度为14m、宽12m、深度3.7m。因施工现场工程地质条件相对复杂且容易存在基坑支护结构塌陷、不均匀沉降等风险问题，故施工单位决定在承台开挖施工操作方式的选择上，优先采取基坑钢板桩施工技术进行操作处理，以达到良好的止水效果与维护效果。结合现场施工情况来看，因该大型路桥工程项目所涉及的工艺流程相对较多且复杂程度较高，在现场施工建设期间容易受到人为操作以及环境因素等影响，而出现技术落实效率不高或者质量风险问题。为防止基坑钢板桩支护施工操作出现施工风险问题，施工单位必须严格按照设计图纸以及专项施工方案部署要求，加强监督基坑钢板桩支护技术应用流程，妥善处理重难点问题，以期可以达到良好的施工作业成效。

3 路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用流程及重难点问题分析

3.1 施工前期准备工作

为确保基坑钢板桩支护施工作业得以顺利开展，在正式施工之前，施工单位应该全面了解施工方案内容，尤其要重点针对钢板桩支护施工作业流程进行详细了解与深度分析。期间，施工单位应该指派专业勘察人员深入施工场地，对现场工程地质条件以及环境特征进行勘测分析。根据分析反馈结果，判断当前各项技术指标是否符合标准要求，以防止后续施工出现安全风险问题。与此同时，施工单位应该提前完成机械设备调试管理工作。在具体实施过程中，施工单位应该对入场使用的机械设备进行质量检测与调试管理，明确掌握机械设备运作状态，避免出现运行风险问题。

除此之外，路桥项目所在地区地下管线以及障碍物分布数量较多。建议施工单位提前对各项障碍物以及管线分布情况进行详细了解，做好专业施工协调工作，避免钢板桩支护施工对地下管线安全运行构成威胁。需要注意的是，部分路桥项目施工场地环境条件相对复杂，建议施工单位可在施工场地内设置合理的排水渠道，实现对场地积水问题的有效处理。一般来说，排水管道通常会设置在施工便道两侧位置，避免出现大面积积水。完成上述施工准备工作之后，施工单位可按照设计图纸以及专项施工方案部署要求，对施工操作要点进行精准贯彻与落实。

3.2 钢支撑设置优化要点

钢腰梁与钢支撑基本上可以视为基坑钢板桩支护施工体系的重点内容。在施工操作过程中，施工人员要按照设计图纸要求，在钢腰梁上部位置设置钢支撑，并利用三脚架设施，对上述结构进行固定处理。其中，为确保固定效果达到预期，施工人员也可以利用膨胀螺进行固定处理。

为提高吊装过程的安全性与合理性，施工人员需要紧挨墙面完成钢腰梁的有序吊装工作。在此基础上，对斜拉筋进行规范安装，避免钢腰梁在使用过程中出现失稳或者其他风险问题。除此之外，施工人员在开展钢支撑组装操作时，需要严格按照组装技术规程要求进行规范施工。在组装施工完成之后，可以施加适当轴力，避免钢板桩结构出现内向位移问题。

3.3 钢板桩检验内容

钢板桩材料进入施工现场之后，施工单位应该组织相关人员对材料质量进行全方位检测分析。其中，检测人员需要重点针对钢板桩材料质量以及数量进行有效检测，对当前钢板桩材料质量、数量是否满足设计要求进行合理判断。需要注意的是，该工程项目所使用到的钢板桩材料数量相对较多，因此现场检测人员必须加强检测力度。尤其要针对钢板桩外表是否存在质量缺陷问题进行检测分析，同时还需要重点针对钢板桩宽度以及长度质量规格是否满足标准要求进行检测分析。一旦发现钢板桩焊接件质量不符合规定条件，施工人员就必须及时切除，并对缺损部位进行修补处理，以防止对后续施工操作带来阻碍影响。

3.4 规范开展吊运和堆放施工

钢板桩堆放期间，施工单位应该优先选取地表相对平坦且无明显变形问题的区域进行堆放处理。为确保钢板桩材料质量性能不受损，在吊装操作期间，操作人员必须始终遵守轻拿轻放的吊装原则，避免出现超载或者其他影响钢板桩材料质量性能的问题。除此之外，为确保钢板桩堆放质量效果达到预期，现场操作人员也可以通过采取分层堆放方式以及合理设置枕木等措施手段，避免钢板桩出现结构破损问题。

3.5 钢板桩施打重难点问题

屏风施工与单独施工基本上可以视为钢板桩施打操作常用的技术形式。其中，对于屏风施工而言，施工人员需要将一定数量的钢板桩有序插入基坑内部，经施工处理之后，可形成性能相对稳定的屏风墙结构。为进一步提升钢板桩垂直度效果，施工人员可提前将钢板桩打入土中，并通过有效焊接处理进一步增强钢板桩支护效果。而对于单独施工操作而言，所涉及的工艺流程更加简单。

在施工操作期间，施工人员可将钢板桩插入地基结构当中，并顺着一定顺序方向，将其余钢板桩依次打入地基内部结构当中。虽然这种操作方法所涉及的流程内容相对简便，但是无法保障钢板桩垂直度效果，因此在施工操作过程中很容易受到偏差问题影响，而出现施工风险问题。以该工程项目为例，施工单位通过采取屏风施工方式基本上可以满足钢板桩施工质量要求。在施工操作期间，现场施工人员可通过利用振动锤等设施进行施打处理。

3.6 基坑回填施工操作

完成钢板桩施工作业之后，现场施工人员需要及时做好基坑回填施工操作。期间，质量检验人员应该深化个人的岗位责任意识，重点加强对回填土质量问题的检测力度，避免杂物进入回填土内，引发施工风险问题。需要注意的是，回填土含水量不宜超过14%。与此同时，基坑回填施工之前，施工人员需要将基槽内部水源以及各类杂物进行全面清除，并采用分层摊铺形式进行操作处理，而且各层摊铺厚度不可以超过200mm。摊铺作业结束之后，施工人员应该进行夯击处理，保障基坑填土压实度效果。

此外，钢板桩拔出过程中，建议施工人员利用履带式挖掘机设备+振动锤相结合的施工方式进行拔除操作。需要注意的是，基坑周围土质容易受到扰动作用影响而出现施工风险问题。为减少阻力带来的负面影响，施工人员可以采取边振动边拔除的方式进行操作处理。

4 基坑钢板桩支护施工管理要点及措施分析

4.1 渗入精细化管理理念，减少施工风险

一方面，管理人员可以按照精细化管理理念，加强对路桥工程基坑支护工程施工各阶段工艺流程的质量管控。如在前期施工准备期间，施工单位应该指派专业勘察人员深入施工场地，对路桥工程地质条件进行精准勘察分析，根据分析反馈结果，对施工方案以及设计图纸内容进行适当调整优化，提前加强对风险问题的管控。除此之外，管理人员应该加强对生态环境的保护以及贯彻落实绿色建筑施工理念，避免基坑支护施工现场出现环境污染问题。如施工现场所选择的机械设备应该尽量满足绿色环保要求，减少噪声污染以及粉尘污染等问题。

另一方面，现场管理人员应该加强对基坑支护施工安全风险防范问题的重视程度。在管理过程中，可利用新型管理理念对危险施工区域以及具体范围进行合理确定。如管理人员可以利用HSE风险管理方法，对施工危险区域进行提前识别，并对当前施工危险区域存在的扰动因素进行防控管理。此外，现场施工管理期间，施工管理人员必须严格贯彻落实质量安全管理理念，重点针对路桥工程基坑支护施工现场所涉及的重难点施工内容以及管控内容进行妥善处理，并通过不断规范现场施工人员施工操作行为，减少基坑支护施工风险问题出现。

4.2 坚持贯彻质量优先、安全治理的原则理念，保障基坑支护施工质量安全

路桥工程基坑支护施工必须始终坚持贯彻质量优先、安全治理的原则理念，以确保基坑支护施工质量安全效果达到预期。在具体实施过程中，管理人员应该对钢板桩基坑支护施工所使用到的机械设备以及材料设施进行重点管理。以机械设备质量安全管理为例，钢板桩支护施工所使用到的机械设备数量较多，在施工作业之前，相关负责人员应该做好机械设备调试管理工作，避免机械设备在使用过程中出现运行风险问题。使用后应及时做好维护保养工作，确保设备始终处于高效稳定的运行状态。除此之外，现场施工人员必须始终坚守个人的岗位责任，能够严格按照设计图纸以及技术规程要求对基坑支护施工重难点问题进行贯彻落实，保证钢板桩基坑支护施工质量安全。

4.3 明确施工现场质量控制要点，加强对风险问题的防范管理

路桥工程基坑支护施工容易受到人员操作因素及管理因素等影响而出现施工风险问题。因此，为确保基坑钢板桩支护技术得以良好应用，施工单位应该提前做好技术交底工作，并结合场地实际情况对基坑开挖坡度以及深度进行合理确定。一旦发现基坑存在坍塌风险或者监测数据异常，施工人员就必须停止施工操作，并采取安全可靠的防护措施，避免基坑工程出现严重坍塌事故。在此基础上，施工单位可通过合理设置排水明沟以及积水坑，实现对基坑边坡位置的保护管理，增强基坑边坡结构的稳定性与安全性。

除此之外，施工单位还应该结合路桥项目基坑开挖特点，加强对坡面的防护管理，通过改进优化施工操作方案以及相关流程，保障基坑工程钢板桩支护效果得以全面加强。

5 结语

总而言之，为确保路桥工程基坑钢板桩支护施工效果达到预期，施工单位应该主动结合工程地质条件以及路桥工程基坑钢板桩支护施工需求，从多个层面针对基坑钢板桩支护施工方案内容进行完善。在此基础上，施工管理人员应该深入施工场地对基坑钢板桩支护施工落实情况以及技术重难点问题进行动态管理，避免施工作业期间出现安全风险问题。除此之外，现场施工人员应该严格规范个人的技术操作行为，坚持按照设计图纸以及专项施工方案部署要求，加强对施工重难点问题的妥善处理，以期从根本上夯实路桥工程基坑钢板桩支护施工效果。