钢板桩在桥梁深基坑支护中的应用分析
前言
桥梁施工中,要提高桥梁基础施工过程中的安全性、可操作及确保基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用,深基坑支护技术应运而生,合理应用钢板桩可以实现上述目标。
1 钢板桩支护技术在桥梁深基坑工程应用的背景
随着城镇化建设规模的不断扩大许多桥梁通常位于市中心或较繁华的商业区。如果桥梁基础基坑支护不到位,容易造成安全事故,造成生命、财产损失和不良的社会影响,因此,在桥梁工程施工的过程中,应重视基坑支护技术的应用。在众多深基坑支护技术中,钢板桩支护因其绿色环保、节约造价、养护工期短及性能稳定等优势在城市桥梁深基坑支护得到广泛的应用。
2 钢板桩支护的特点
根据不同基坑安全等级、周边环境及地质条件,常见的基坑支护技术有地下连续墙、排桩(灌注桩、钢板桩)双排桩、锚杆、土钉墙、重力式水泥土墙。钢板桩支护在城市桥梁工程得到广泛的应用,优势明显,主要特点如下。[1]
其一,构造简单,拆装方便,能多次周转使用。不需要使用大量的混凝土,不需要经历混凝土的浇筑和养护过程。在混凝土施工的过程中,还会产生大量的污染物,而使用钢板桩则不会。所以,使用钢板桩具有节能减排的效果。其二,可以多次周转使用钢板桩支护,可以重复使用,能够节省大量资金,减少材料消耗,所以能够节约造价。其三,钢板桩市场供应充足且施工工艺成熟,施工完成后无须养护,便可进行下一道工序,提高项目施工进度。其四,钢板桩,刚度大,抗变形能力强,不仅性能稳定,而且支护牢固。
3 钢板桩在桥梁深基坑支护施工技术的应用分析
钢板桩施工技术是深基坑施工技术中常见的支护技术。整体支撑结构的稳定性具有非常高的优势。因此,钢板桩技术被广泛应用于各种地质环境下的桥梁工程深基坑工程中。
(1)钢板桩施工程序。钢板桩的具备位置准确定位之后,进行放线,之后挖沟槽直到钢板桩施打面,将导梁安装好之后,对钢板桩施打,将导梁拆除,对锚杆所在位置高程土方清理干净,之后是挖土,实施承台施工,最后将钢板桩拔除。
(2)钢板桩的原材料检验。在检验钢板桩的时候,对钢板桩的材质进行检验,还要对其外观进行检验,矫正不符合规定之处,避免由此导致的施工问题。在检验材质的时候,需要采用实验的方法验证钢板桩母材中所含有的化学成分以及所具备的机械性能。主要的实验项目是分析钢材的化学成分,对构件进行拉伸实验和弯曲实验,实施锁口强度实验,还要进行延伸率实验等。每个钢板桩都要对两个试件进行实验检测。
(3)合理控制切割面。钢板桩施工中需要注意其断面切割控制。一般情况下,在施工过程中,钢板桩的断面切割需按照相应要求切割,桩间的凹口应用油脂封闭,以防止钢板桩因进入而变形或腐蚀实际施工中的砂土[2]。要保证钢板桩的形状符合工程标准。施工中一旦发现钢板桩变形,必须采用千斤顶顶升或火烤的方法进行矫正。
(4)实施加固处理。为保证钢板桩在打桩过程中不发生弯曲,在实际施工中应采取一定的支护和加固处理。必须保证经纬仪能准确控制打桩方向,保证钢板桩的垂直度。在钢板桩施工过程中,施工初期要注意两个钢板桩的施工精度。打桩时要注意测量和校正,以保证打桩过程的规范性和准确性。以保证能为其他钢板桩的后续施工提供参考。另外,当钢板桩达到预定的深度的时候,应进行临时加固处理,防止后续施工对其深度产生不利影响。
4 施工监测与施工控制
无论从事什么行业的施工监理,安全始终是第一位的。在钢板桩施工过程中,应随时观察和记录钢板桩的位置变化,这不仅是为了保证工程的安全,也是为了考虑施工效率。钢板桩监测一般应选取有代表性的控制点,且控制点稳定且距离较远。主要观测内容为支护结构的竖向位移和水平位移。另外,还要注意周边建筑的变化。为了将监测结果与基坑开挖的试验结果进行比较,为了使计算结果更具说明性,至少要计算一天两次,假定两个测量结果之间存在较大的间隙,就需要进行多个计算。
现行国家标准中钢板桩的垂直度和垂直度偏差不应超过1°。对于有弯曲变形的钢板桩,一般采用液压千斤顶顶升或火烧处理。处理后,钢板桩可通过周边支撑垂直打入土层。为防止钢板桩移位,可在打桩方向的锁口处设置夹板。如果钢板桩因质量问题或操作问题倾斜,会对后续的封孔工作产生一定影响,但也可以采用异形板桩或轴线封桩的方法进行纠正。基坑周围应设置安全围栏、安全标语和安全警示标志[3]。上下基坑应设置安全梯。夜间施工应设置足够的照明设备。施工机械设备在使用前必须进行强制性的安全检查和维护,使其处于良好的工作状态和良好的安全装置。所有机械设备操作人员必须经过严格培训,持证上岗,严格遵守操作规程,严禁非法经营。
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