钢板桩在农村生活污水处理项目的应用研究

2023-12-07刘新洋

工程机械与维修 2023年6期

关键词：应用

刘新洋

摘要：为了保证农村生活污水处理项目的建设质量，通常需要采用深基坑基础，并配合钢板桩支护。基于此，以天津市宁河区农村生活污水处理项目一期工程作为研究对象，对钢板桩支护在农村生活污水处理项目中施工要点进行分析。

关键词：钢板桩；农村生活污水处理；应用

0 引言

农村生活污水处理项目施工免不了基坑开挖，基坑施工中存在着多种不同类型的支护施工模式，钢板相支护是其中较为常见的一种。钢板相支护具有操作简单、质量容易控制、对周边环境的干扰较小、支护稳定性较强等诸多优势，被广泛应用到各种工程中。基于此，本文以天津市宁河区农村生活污水处理项目一期工程为研究对象，对钢板桩支护在农村生活污水处理项目中的应用进行了研究。

1 工程概况

天津市宁河区农村生活污水处理项目一期工程共包括44个村庄，本次施工为大贾村段污水处理，主管线管材为高密度聚乙烯双壁波纹管（HDPE），采用明开槽施工方法。天津市宁河区地质条件较差，地下水位高，槽深3m以上，开挖土质多为淤泥质粉质黏土层或淤泥质土。且农村街道相对狭窄，不具备大放坡施工条件。根据设计说明要求，在3m≤槽深＜4m时，采用9m长拉森Ⅲ型钢板桩，桩顶设双拼40b钢围檩，设一道299×12钢支撑，水平间距5m。在4m≤槽深＜5m，采用12m长拉森Ⅲ型钢板桩，桩顶设双拼40b钢围檩，设一道299×12钢支撑，水平间距5m。

2 钢板桩围护施工流程

采用双侧9m长拉森Ⅳ型钢板桩，桩顶设双拼40b钢围檩，设一道299×12钢支撑，水平間距5m。采用拉森钢板桩进行防护，完成后进行沟槽开挖、管道埋设。大贾村P49-P76管段污水管沟钢板桩支护断面如图1所示。钢板桩施工流程如图2所示。

3 钢板桩施工要点

3.1 钢板桩的选用与检验

对于钢板桩支护周长的设计，应保证两侧长度达到100m，且每根钢板桩的周转周期约为20次。在进行钢板桩施工之前，应首先检查钢板桩表面是否存在严重的缺陷，钢板桩的长度与宽度是否符合相关设计规范的要求。在对钢板桩检查过程中，应注意以下两点：一是对钢板桩有影响的焊接件，应对其进行凿除；二是钢板桩出现断面或割孔时，应对其进行及时补强。

通过供应方的技术部门，对Ⅳ型钢板桩进行严格检查与验收。在实际施工过程中，应保证钢板桩的垂直度控制在1/150之内，在基坑轴线方向上两侧的偏差控制在300mm以内。钢板桩插入桩底部时，应控制偏差在500mm之内。

3.2 施工放样与定位

对钢板桩施工区域的相应控制点进行标记处理，并进行多次复合。对钢板桩的顺序进行严格控制，并撒上灰线进行标记。

3.3 钢板桩吊装、堆放

吊装前需要对钢板桩进行检查，确保没有明显的断裂、变形、裂纹等质量问题。在吊装过程中，应避免钢板桩与周围设施、人员碰撞，注意保持吊装平衡，防止发生意外事故。吊装钢板桩时，需要使用专业的吊装工具和设备，严格按照吊装规范进行操作，确保安全。

吊装完毕后，应妥善地存放钢板桩。如果长期堆放，应保证堆放平稳、整齐，不得超过规定的高度，防止发生倒塌。在钢板桩的堆放过程中，应根据尺寸、型号等进行分类，标识清晰，方便后续使用。钢板桩堆放地点应选在平坦、坚固、干燥的场地上，避免受到地基不稳、水浸等因素的影响，导致变形、腐蚀等问题。

3.4 导架安装

在钢板桩的施工中，为了确保桩的安装质量和施工效率，常常需要设置一定刚度的导架或施工围檩。导架的作用是支撑和引导钢板桩沿着预定位置垂直打入地下，同时避免桩的屈曲变形，提高桩的贯入能力。

导架具备以下4项功能：一是确保沉桩轴线位置的正确。导架可以根据设计要求设置桩位，固定在地面上，从而保证沉桩轴线位置的正确。二是控制桩的打入精度。导架可以限制钢板桩的偏移和旋转，从而控制桩的打入精度，使得桩的竖直度符合设计要求。三是防止板桩的屈曲变形。在沉桩的过程中，桩的变形往往是一个难以避免的问题，特别是当钢板桩长度较长时，导架可通过支撑钢板桩的边缘，防止桩体发生屈曲变形。四是提高桩的贯入能力。导架刚性较高，能提高桩的贯入能力，使钢板桩可以更加顺畅地进入土壤中。

3.5 钢板桩施作

3.5.1 整体操作要点

施工前必须对施工现场进行认真的勘察和设计，以确定钢板桩的位置、数量和施工方案。在进行钢板桩的沉桩前，必须对钢板桩进行检查，确保其质量符合要求，并清理桩端和桩身表面的污物和锈蚀物。

钢板桩沉桩过程中，必须保证沉桩的竖直度和深度符合设计要求。同时，在沉桩过程中，还应注意桩的偏移和旋转，避免桩身变形和损坏。沉桩时应采取适当的冲击力和沉桩速度，以避免过度冲击和沉桩过快导致桩体变形、断裂等问题。沉桩时应注意力的均匀分布，防止出现局部过载。

钢板桩沉桩完毕后，必须进行沉桩质量检查，检查桩身是否有裂缝、变形等缺陷，以及桩头和桩身是否存在缺口、变形等问题。然后根据要求进行防腐、防锈等处理，以延长钢板桩的使用寿命。

在钢板桩的堆放、运输、安装和拆除过程中，必须按照相关的安全规定进行操作，保证施工人员的安全。

3.5.2 钢板桩打入操作要点及特点

屏风式打入法是利用一组钢板作为屏风，将钢板桩打入土中的方法。这种方法常用于较软土层、淤泥层、浅水区等场合。在屏风式打入法中，首先需要钢板桩司机将钢板桩沉入土中一定深度，再将屏风钢板安装在钢板桩的顶端，与土壤紧密贴合。之后使用油压打桩机沿着钢板桩向下打入，将钢板桩逐渐推进土中。在推进钢板桩时，屏风钢板不断向下降低，以确保钢板桩的竖直性。

屏风式打入法有以下4个优点：一是可以减少对周围环境的影响，降低施工噪声和振动，使施工更加安全和环保。二是可以适用于多种土层和场地条件，不需要进行大规模的土方作业和地基处理，节省了施工成本。三是可以控制沉桩深度和沉桩质量，使得施工更加精准和高效。四是可以在限制空间下施工，例如在城市中心或其他场地限制较大的地方。

3.5.3 振动沉桩操作要点及特点

振动沉桩是通过振动器在桩头端施加振动力，使钢板桩在振动中逐渐沉入土层中。振动作用下，土层颗粒发生破碎和压密，形成一定的孔隙度，从而使钢板桩的贯入能力得到提高。

振动沉桩施工前，应根据实际情况选择合适的振动器、桩型和施工参数，以确保施工的安全和效果。此外，在施工过程中，还需要注意现场环境保护和周边设施的安全，避免对周围环境和设施造成不良影响。

振动沉桩的优点如下：施工速度快，振动影响范围小，振动能量可调节，适用范围广，能够改善土层的力学性质，增加地基的承载能力和稳定性。振动沉桩的缺点如下：施工过程中会产生较大的振动噪声和振动，可能会对周边环境造成一定的影响。在土层条件较为复杂或存在硬块和硬夹层时，振动沉桩的施工效果可能会受到影响。

3.6 安装钢围檩

钢板桩打设完成后，开挖1.5m深安装钢围檩。桩顶设双拼40B钢围檩，设一道钢支撑，水平间距5m。

4 基坑开挖施工要点

4.1 周边环境保护

在开始开挖前，需要对基坑周围的环境进行保护，防止施工过程中对周围的建筑物、道路和管线等設施造成损害。对于需要临时拆除的建筑物和管线，应按照有关规定进行拆除，并对拆除后的残余物进行处理。

4.2 周边土方支撑结构施工

在周围环境保护措施完成后，需要先建立土方支撑结构，以确保周围的土体不会因开挖导致滑坡或者坍塌。根据具体情况，可以采用钢板桩、预制板墙、深层土钉等支护形式。

4.3 土层开挖与基坑内排水

地面层土开挖的目的是清除地表杂物和泥土，并为开挖深度做好准备。地面层土的开挖可以采用机械化开挖或者人工开挖等方式。在地面层土开挖完成后，进行深层土的开挖，同时对基坑内的土体进行支撑和加固。

深层土的开挖可以采用挖掘机等机械化设备，也可以采用人工开挖。在深层土开挖过程中，需要进行基坑内的排水处理，以确保基坑内水位低于地下水位，保证施工的安全性和效率。土方开挖工程的质量检验标准见表1。

4.4 基础处理与土方支撑结构拆除

在深层土开挖完成后，需要进行基础处理，包括基础表面清洁、基础尺寸检查、底部填充层铺设等工作，为后续的基础施工做好准备。在基础处理完成后，可以对土方支撑结构进行拆除，回填周围土体，并进行环境整治。

5 钢板桩拔除

基坑回填后需要拔除钢板桩，以便重复使用。但在进行拔桩前，必须仔细研究拔桩的方法、顺序和拔桩时间以及土孔的处理方法，否则拔桩振动和拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，给已施工的地下结构带来危害，并可能影响临近原有建筑物、底下管线的安全。

在拔桩前，应该先进行现场勘察，分析基坑内的土体、地下管线等情况，确定拔桩的方法和顺序，以避免产生不必要的影响。在拔桩时，需对土孔进行处理。土孔直径较小，拔桩时带出的土体较少，可以直接用振动拔桩机进行拔桩。若土孔直径较大，拔桩时带出的土体较多，需要对土体进行补充和加固，以避免拔桩过程中产生地面沉降和位移。拔桩过程中，需要对拔桩机进行调试和检查，以确保拔桩机的各项参数和功能正常。拔桩时应该控制拔桩速度和力度，避免产生过大的振动影响。同时，应在拔桩周围设置振动监测设备，及时监测振动的变化情况，以确保拔桩过程的安全性。

6 施工常见问题及处理

若遇到土壤坚硬，导致桩无法顺利打入，可采用先挖孔的方法，在孔中加入水，利用水压力降低土壤阻力，再采用振动沉桩等方法将钢板桩打入。

若遇到地下水位过高，导致桩底部泥沙状土层稳定性不足，影响桩的承载力，可以采用人工钻孔的方式，将泥沙状土层进行清理，再采用振动沉桩等方法将钢板桩打入。若遇到施工现场空间狭小，导致施工设备无法进入，可采用小型振动沉桩机进行施工。

若遇到桩身弯曲、变形等问题，影响钢板桩的承载力和使用寿命，应及时检查钢板桩的品质，严格控制施工质量，避免钢板桩在施工过程中发生弯曲、变形等问题。若钢板桩本身出现问题，应及时更换或修补。

7 结束语

钢板桩支护技术因具有质量轻、堆放方便、承载力高、桩长易调节、施工速率快等优势，而被广泛应用到基坑支护当中。应用该技术能够有效提升整个施工基坑的稳定性，防止基坑挖掘时出现坍塌等问题。工程施工中，应针对施工区域地质条件情况，结合工程特点要求，设计出合理的施工流程与方案，为后续施工提供指导。

参考文献

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