论文部分内容阅读
【摘要】建筑工程建设规模与数量持续增加，为了确保地下空间应用的科学性，必须建设地下室设施，相应促进了深基坑支护技术的发展。深基坑支护技术，能够维护工程质量与安全，全满提升工程建设可靠性与安全性。钢板桩已广泛应用于基坑支护中，它是通过一定的咬合连接措施，使抗弯强度符合设计要求的钢板与基坑一定深度，以防止基坑塌方，抵抗基坑周围的土压力，维护施工期间土层的稳定。本文以钢板桩在深基坑支护中的应用为例，对钢板桩的应用进行了探讨。
【关键词】钢板桩;深基坑支护;应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.124
深基坑支护主要指地下建筑工程施工中，为切实保障周边环境和地基安全所采取的保护措施。由于钢板桩自身的特点，使其在基坑支护中得到了广泛的应用，施工用途和地质环境条件的不同，施工工艺和施工注意事项也有很大的差异，目前我国的钢板桩施工技术虽已成熟，但在深基坑支护中，相关技术还有待进一步加强，本文对钢板桩在深基坑支护中应用进行研究分析，希望对今后的基坑支护和钢板桩应用具有一定的实践意义。
1、建筑工程深基坑支护特点
建筑工程深基坑，一般是支护结构大于5m的基坑。在深基坑施工建设中，必须优化施工设计，做好检测、基坑支护工作，以此维护深基坑施工的顺利性，避免损伤周边环境，同时可以维护主体地下结构的安全性。
深基坑支护主要指地下建筑工程施工中，为切实保障周边环境和地基安全所采取的保护措施。在深基坑工程建设和施工中，应将施工人员的人身安全作为重点管理内容，并采取切实可行的地下防护措施，预防严重的坍塌事故。深基坑支护技术在建筑工程施工中发挥着极为关键的作用，能有效提高地基的稳定性和安全性，同时该技术也对施工人员的专业水平提出了较高的要求，施工团队务必高度重视深基坑支护施工技术。从上述分析可知，深基坑支护施工具备较强综合性，工程建设比较复杂。工程建设特点如下：
第一，基坑深度持续增加，由于土地资源减少，为了提升用地率，出现了较多高大建筑。建筑高度的持续增加，导致基础承压需求加大，致使深基坑必须加深深度方向，以此满足施工建设要求。
第二，区域性较强。由于水文地质条件不同，深基坑工程建设也不同。在同一区域中，不同土地岩土与性质也存在不同。在开挖深基坑时，必须按照地区实际情况开展操作。
第三，周边环境影响大。针对超高层、高层建筑来说，一般位于交通发达、人流密集、建筑物数量多的区域，所以，深基坑施工建设的影响因素较多。
第四，风险性与随机性。深基坑支护工程为临时性工程，施工企业的资金、技术投入度不足，致使基坑支护的安全防范不足，增加工程建设的风险性。此外，深基坑工程施工周期持续增加，会面临较多意外事件，因此工程建设的随机性强。
2、钢板支护技术
钢板桩是一种建筑部件，钢板桩支护，需要应用热轧型钢、钢板桩，通过钢板墙方式，固定和隔离土壤，挡水性能显著。在应用钢板桩支护技术时，能够在8m内深基坑工程中发挥显著优势，并且多应用于软土质建筑施工中。钢板桩支护，能够实现重复使用、循环利用。因为建筑材料的缘故，不仅防水、防土，而且能承受高强度的压力，质量相对较轻便，并且能够进行循环利用。
3、工程概述
根据建设单位提供的用地红线图和设计单位提供的勘察任务书，该地块拟建8栋高层住宅（21～30层），结构型式为剪力墙结构，整个场地均设两层地下室，地下室的结构型式为框架结构。本文考虑两个基坑：1号和2号，尺寸为17.5m×12.5m。
U型钢板桩为基坑开挖支护结构，钢板桩长18m，嵌入长度7.37m，单桩钢板桩的宽度、高度和厚度分别为400，170，15.5mm。由于开挖基坑距小区较近，所以在靠近既有建筑物一侧加以钢管桩支护，以避免基坑开挖对既有建筑物的影响。每个支撑结构中有4个环型梁。各环型梁均采用中撑和角撑支撑，支撑结构的布局如图1。
钢板桩施工时，首先是场地平整，施工前对施工路段进行护栏维护，确保行人和车辆的流通，钢板桩及打桩机械设备的放置位置处理，材料设备堆放整齐。其次是对施工场地地质条件的调查，一般是通过钻孔来完成，当钻孔布置合理時，即可一次获得正确的土层厚度和物理力学参数，便于钢板桩设计时确定尺寸。测定放样时，应严格控制钢板桩的放置位置，控制偏差在5cm左右。
一般情况下是用振动锤来打桩，在打桩时应根据施工图纸用水平仪或全站仪对某支护段两端的控制桩进行定位，用振动锤来固定控制桩，在固定控制桩时必须保证其垂直度，不能一次性将桩打进土中，应分几次，每次的入土深度应保证在1.5m～2.5m之间。一次打完后及时检查桩身垂直度，如有偏差应及时纠正。当控制桩安装完毕后，其余钢板桩依次在中间打入，同样控制桩的入土深度。在打桩时应注意两钢板桩接头处的摩擦，采取相应措施减少接头处的摩擦，确保接头处的稳定。
在对钢板桩进行基坑监测的过程中，开挖时采用分层对称开挖模式，当支架杆件设计标高为30cm时即进行钢板桩维护结构施工，以保证钢板桩的稳定性。开挖施工过程中地下水通过钢板桩接缝渗漏时，接缝处采用防水止水材料及时处理。挖方时应注意减少对钢板桩的冲击，尽量避免因冲击造成的不稳定因素。保持建筑物的侧向变形、地下管线的位移、建筑物的沉降等均应控制在允许的范围内，进行开挖时，用全站仪或相应的设备对钢板桩桩顶的侧向位移和竖向位移进行监测。如桩顶的侧向位移与竖向位移在允许的范围内，则不用对钢板桩进行处理。如果发现钢板桩产生的位移比较大，钢板桩连接处出现鼓包等现象，应加强支撑体系，进行位移控制。
在施工结束后，钢板桩必须拆除，拆除时必须保证封底混凝土达到设计强度，铺设地下管涵，采用回填土进行回填，在保证不破坏地下管涵的前提下，对回填土进行分层压密，回填后，浇水让回填土经过一定时间沉降后，进行钢板桩的拔除。在拔钢板桩的过程中，要松动钢板桩，松动时间一般保持在5min左右，拔桩的速度不能过快，避免由于摩擦而使回填土产生松动，拔桩时若发现荷载突然增加，应立即停止拔桩，将其放下一定距离后再松动，然后慢慢拔。在钢板桩的拔除过程中，先拔除控制桩，然后是中间桩。
结语：
钢板桩作为一种经济、安全的支护方法在实际工程当中已经进行了广泛的应用，由于其施工速度快、施工周期短，可以给企业带来一定经济效益，钢板桩的使用范围值得推广，在不远的将来，钢板桩的应用必然更加广泛，有助于提高我国的建筑深基坑施工水平。
参考文献：
[1]罗新文.钢板桩在桥梁深基坑支护中的应用[J].土工基础，2015（06）
[2]马忠武.谈拉森钢板桩在深基坑支护工程中的应用[J].工程建设与设计，2017（09）
[3]陆泳.钢板桩支护在市政工程深基坑施工中的应用研究[J].中国标准化，2019（04）
[4]郭呈皓.钢板桩支护在软土地区深基坑工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（03）
作者简介：
刘裕衡（1988.01-），男，湖南衡阳，本科，工程师，研究方向：电网及公路工程。
【关键词】钢板桩;深基坑支护;应用
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.124
深基坑支护主要指地下建筑工程施工中，为切实保障周边环境和地基安全所采取的保护措施。由于钢板桩自身的特点，使其在基坑支护中得到了广泛的应用，施工用途和地质环境条件的不同，施工工艺和施工注意事项也有很大的差异，目前我国的钢板桩施工技术虽已成熟，但在深基坑支护中，相关技术还有待进一步加强，本文对钢板桩在深基坑支护中应用进行研究分析，希望对今后的基坑支护和钢板桩应用具有一定的实践意义。
1、建筑工程深基坑支护特点
建筑工程深基坑，一般是支护结构大于5m的基坑。在深基坑施工建设中，必须优化施工设计，做好检测、基坑支护工作，以此维护深基坑施工的顺利性，避免损伤周边环境，同时可以维护主体地下结构的安全性。
深基坑支护主要指地下建筑工程施工中，为切实保障周边环境和地基安全所采取的保护措施。在深基坑工程建设和施工中，应将施工人员的人身安全作为重点管理内容，并采取切实可行的地下防护措施，预防严重的坍塌事故。深基坑支护技术在建筑工程施工中发挥着极为关键的作用，能有效提高地基的稳定性和安全性，同时该技术也对施工人员的专业水平提出了较高的要求，施工团队务必高度重视深基坑支护施工技术。从上述分析可知，深基坑支护施工具备较强综合性，工程建设比较复杂。工程建设特点如下：
第一，基坑深度持续增加，由于土地资源减少，为了提升用地率，出现了较多高大建筑。建筑高度的持续增加，导致基础承压需求加大，致使深基坑必须加深深度方向，以此满足施工建设要求。
第二，区域性较强。由于水文地质条件不同，深基坑工程建设也不同。在同一区域中，不同土地岩土与性质也存在不同。在开挖深基坑时，必须按照地区实际情况开展操作。
第三，周边环境影响大。针对超高层、高层建筑来说，一般位于交通发达、人流密集、建筑物数量多的区域，所以，深基坑施工建设的影响因素较多。
第四，风险性与随机性。深基坑支护工程为临时性工程，施工企业的资金、技术投入度不足，致使基坑支护的安全防范不足，增加工程建设的风险性。此外，深基坑工程施工周期持续增加，会面临较多意外事件，因此工程建设的随机性强。
2、钢板支护技术
钢板桩是一种建筑部件，钢板桩支护，需要应用热轧型钢、钢板桩，通过钢板墙方式，固定和隔离土壤，挡水性能显著。在应用钢板桩支护技术时，能够在8m内深基坑工程中发挥显著优势，并且多应用于软土质建筑施工中。钢板桩支护，能够实现重复使用、循环利用。因为建筑材料的缘故，不仅防水、防土，而且能承受高强度的压力，质量相对较轻便，并且能够进行循环利用。
3、工程概述
根据建设单位提供的用地红线图和设计单位提供的勘察任务书，该地块拟建8栋高层住宅（21～30层），结构型式为剪力墙结构，整个场地均设两层地下室，地下室的结构型式为框架结构。本文考虑两个基坑：1号和2号，尺寸为17.5m×12.5m。
U型钢板桩为基坑开挖支护结构，钢板桩长18m，嵌入长度7.37m，单桩钢板桩的宽度、高度和厚度分别为400，170，15.5mm。由于开挖基坑距小区较近，所以在靠近既有建筑物一侧加以钢管桩支护，以避免基坑开挖对既有建筑物的影响。每个支撑结构中有4个环型梁。各环型梁均采用中撑和角撑支撑，支撑结构的布局如图1。
钢板桩施工时，首先是场地平整，施工前对施工路段进行护栏维护，确保行人和车辆的流通，钢板桩及打桩机械设备的放置位置处理，材料设备堆放整齐。其次是对施工场地地质条件的调查，一般是通过钻孔来完成，当钻孔布置合理時，即可一次获得正确的土层厚度和物理力学参数，便于钢板桩设计时确定尺寸。测定放样时，应严格控制钢板桩的放置位置，控制偏差在5cm左右。
一般情况下是用振动锤来打桩，在打桩时应根据施工图纸用水平仪或全站仪对某支护段两端的控制桩进行定位，用振动锤来固定控制桩，在固定控制桩时必须保证其垂直度，不能一次性将桩打进土中，应分几次，每次的入土深度应保证在1.5m～2.5m之间。一次打完后及时检查桩身垂直度，如有偏差应及时纠正。当控制桩安装完毕后，其余钢板桩依次在中间打入，同样控制桩的入土深度。在打桩时应注意两钢板桩接头处的摩擦，采取相应措施减少接头处的摩擦，确保接头处的稳定。
在对钢板桩进行基坑监测的过程中，开挖时采用分层对称开挖模式，当支架杆件设计标高为30cm时即进行钢板桩维护结构施工，以保证钢板桩的稳定性。开挖施工过程中地下水通过钢板桩接缝渗漏时，接缝处采用防水止水材料及时处理。挖方时应注意减少对钢板桩的冲击，尽量避免因冲击造成的不稳定因素。保持建筑物的侧向变形、地下管线的位移、建筑物的沉降等均应控制在允许的范围内，进行开挖时，用全站仪或相应的设备对钢板桩桩顶的侧向位移和竖向位移进行监测。如桩顶的侧向位移与竖向位移在允许的范围内，则不用对钢板桩进行处理。如果发现钢板桩产生的位移比较大，钢板桩连接处出现鼓包等现象，应加强支撑体系，进行位移控制。
在施工结束后，钢板桩必须拆除，拆除时必须保证封底混凝土达到设计强度，铺设地下管涵，采用回填土进行回填，在保证不破坏地下管涵的前提下，对回填土进行分层压密，回填后，浇水让回填土经过一定时间沉降后，进行钢板桩的拔除。在拔钢板桩的过程中，要松动钢板桩，松动时间一般保持在5min左右，拔桩的速度不能过快，避免由于摩擦而使回填土产生松动，拔桩时若发现荷载突然增加，应立即停止拔桩，将其放下一定距离后再松动，然后慢慢拔。在钢板桩的拔除过程中，先拔除控制桩，然后是中间桩。
结语：
钢板桩作为一种经济、安全的支护方法在实际工程当中已经进行了广泛的应用，由于其施工速度快、施工周期短，可以给企业带来一定经济效益，钢板桩的使用范围值得推广，在不远的将来，钢板桩的应用必然更加广泛，有助于提高我国的建筑深基坑施工水平。
参考文献：
[1]罗新文.钢板桩在桥梁深基坑支护中的应用[J].土工基础，2015（06）
[2]马忠武.谈拉森钢板桩在深基坑支护工程中的应用[J].工程建设与设计，2017（09）
[3]陆泳.钢板桩支护在市政工程深基坑施工中的应用研究[J].中国标准化，2019（04）
[4]郭呈皓.钢板桩支护在软土地区深基坑工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018（03）
作者简介：
刘裕衡（1988.01-），男，湖南衡阳，本科，工程师，研究方向：电网及公路工程。