工程施工中的深基坑鋼板樁支護技術探究

摘 要：深基坑鋼板樁支護技術作為一項重要的地下工程支護技術，廣泛應用于城市建設和基礎設施工程中，具有顯著的經濟和技術優勢。本文將探討深基坑鋼板樁支護技術的原理、特點以及在工程施工中的關鍵步驟，包括現場勘察、樁位放線、開挖施工、支撐焊接和拔樁施工等。通過深入研究工程施工中的深基坑鋼板樁支護技術的應用，以期可以更好地理解其在不同工程項目中的應用，并為工程領域的專業人員提供有關深基坑鋼板樁支護技術的有益參考。

關鍵詞：工程施工；深基坑鋼板樁支護技術；應用文章編號：2095-4085（2024）02-0064-03

0 引言

在城市化進程和基礎設施建設的快速發展背景下，深基坑工程成為城市建設中不可或缺的一部分。然而，深基坑的施工常伴隨著地下水位較高、土壤條件復雜、周圍環境敏感等挑戰。為了確保深基坑施工的安全性和穩定性，深基坑鋼板樁支護技術應運而生，已成為解決這些挑戰的有效手段之一。本文深入探究深基坑鋼板樁支護技術，通過全面了解深基坑鋼板樁支護技術的原理和實際應用，旨在更好地理解其在現代工程施工中的重要性，為城市建設和基礎設施工程的成功提供支持。

1 鋼板樁支護技術應用原理

深基坑鋼板樁支護技術是一種常用的基坑支護方法，鋼板樁通常由高強度的鋼材制成，因此具有良好的抗壓和抗彎強度，能夠承受高強度的壓力和荷載。由于鋼板樁本身密封性好，可以有效地防止地下水和土壤的滲透，從而保護基坑內部免受水和土壤的侵蝕。振動錘通過振動沖擊的方式將鋼板樁逐漸推入地下，這樣的安裝方式能夠有效地穿越不同類型的土壤和巖石，振動安裝還有助于減少周圍土壤的密實度，降低安裝阻力，使鋼板樁能夠更輕松地進入地下。相鄰的鋼板樁之間設置套嵌鎖口，這些鎖口能夠相互嵌合，形成一個堅固的支撐結構，增強支護系統的整體穩定性，防止土壤滲透［1］。同時，鋼板樁通常不是獨立使用的，而是與其他支撐部件，如鋼圍檁、支撐橫梁等協調應用，以構建完整的基坑支護系統。鋼板樁支護技術在路橋工程基坑支護中廣泛應用，因為它能夠有效地應對不同地質條件下的挑戰，如高地下水位、松散土壤、軟巖等，可以用于創建臨時或永久性基坑，以支持道路、橋梁和隧道等基礎設施的施工。

2 深基坑鋼板樁支護技術的特點

2.1 地域性特點

中國的地理環境多樣，南方和北方的地理條件存在顯著的差異。南方通常有更多的高地下水位、松軟的土壤和多雨的氣候，而北方則可能有較低的地下水位、堅硬的土壤和干燥的氣候，地理和土壤條件的差異直接影響深基坑的設計和支護方式的選擇。由于地域性差異，深基坑鋼板樁支護技術的應用會因地區而異。在南方地區，更常見的是應對高地下水位和松軟土壤的挑戰，因此需要更多的水文控制和防水措施。而在北方地區，更注重對堅硬土壤和巖石的支護。不同地區的工程項目的深基坑規模和深度也可能不同，一些城市的土地利用和建筑需求導致需要更深更大的基坑，會影響到深基坑鋼板樁支護技術的具體設計和施工方式。

2.2 復雜性特點

地下土壤的性質在不同地區和深度可能會發生顯著變化，包括土壤類型、壓縮性、剪切強度等。施工人員需要在不同的地質條件下應用深基坑鋼板樁支護技術，因此必須具備適應性和靈活性。在進行基坑支護工程前，進行地質勘察和土壤測試是必要的，但這些數據的獲取通常受到一定的限制，地下地質信息的不確定性使得工程師難以準確預測地下條件。深基坑支護中的一個重要任務是計算地下土壤對支護結構的壓力。然而，土壓力的計算涉及到復雜的土力學原理，包括活動土壓力、靜止土壓力、地下水壓力等，這些因素的相互影響使得土壓力計算變得復雜，需要精確的數據和分析［2］。由于復雜性特點，深基坑鋼板樁支護工程存在一定的風險，如土壤塌方、鋼板樁變形等，工程師需要制定有效的風險管理計劃，包括監測措施和應急處理方案，以應對可能發生的問題。同時，由于復雜性特點，深基坑鋼板樁支護工程需要更多的時間和資源來處理不確定因素和應對挑戰，從而增加工程成本。

2.3 多因素性特點

深基坑鋼板樁支護技術的多因素性特點是指在實際施工中，涉及到多種因素和變量，這些因素的相互作用可能導致各種復雜情況和問題，從而對施工安全和工程質量造成潛在威脅。第一，復雜地下環境。深基坑的地下環境涉及多種因素，包括地質條件、地下水位、土壤類型、地下結構等，這些因素的變化可能會導致基坑施工難度的增加，需要綜合考慮多種因素來確定最佳的支護方案。第二，土壤數據的不確定性。地下土壤數據的準確性對深基坑鋼板樁支護技術的應用至關重要。然而，由于地質條件的多樣性和復雜性，土壤數據的測量和分析可能存在一定的不確定性，導致支護方案的調整和風險管理的需求。第三，施工監督和管理。深基坑施工需要嚴格的監督和管理，包括施工進度、質量控制、安全管理等多個方面。如果施工監督不到位或管理不當，可能會導致施工事故的發生。第四，應對突發情況。在深基坑施工中，突發情況如地下水涌出、土體塌方等可能隨時發生。工程師和施工團隊需要具備處理緊急情況的能力，迅速采取行動以保障安全。

3 工程施工中的深基坑鋼板樁支護技術的應用

3.1 做好現場勘察和樁位放線工作

在深基坑施工中，特別是在采用鋼板樁支護技術的情況下，做好現場勘察和樁位放線工作至關重要，對于確保深基坑的穩定性、安全性以及支護工程的成功具有關鍵性作用。現場勘察是深入了解地下地質條件的關鍵步驟，工程師需要仔細研究土壤類型、巖石分布、地下水位、地下障礙物等地質特征，以便制定合適的支護方案。在現場勘察中，必須查明是否存在任何現有的地下管道、電纜、地下設施等，以避免損壞或干擾這些設施。現場勘察還需要考慮周邊環境因素，如氣象條件、地震風險、鄰近建筑物等，以確保支護方案的設計能夠應對這些因素現場勘察數據的準確性對支護工程至關重要［3］。因此，采用專業儀器進行測量和數據采集是必要的，以確保勘察數據的準確性和可靠性。同時，樁位放線工作是為了確保每根鋼板樁都準確地位于設計要求的位置上，從而滿足支護結構的穩定性和承載能力要求。樁位放線工作需要高度精確，任何偏差都可能對支護系統的性能產生不利影響。使用現代測量技術和工具，如全站儀、GPS等，可以提高放線的準確度，樁位放線工作需要與設計圖紙的內容充分協調，以確保樁的位置、深度和間距與設計要求一致。一旦樁位放線完成，需要在施工區域標記出樁位的位置，特別是管道和樁基礎位置，以確保后續的支護施工不會損害地下設施。

3.2 做好開挖和打樁施工

在深基坑鋼板樁支護技術的應用中，進行開挖和打樁施工對保證深基坑穩定及支護工作的順利進行起著決定性作用。在開挖過程中，要按照基坑的設置區域和深度，選用適當的挖掘機械，同時，還應將大型和小型的挖掘機械結合起來，以保證基坑的挖掘質量。在深基坑開挖過程中，應嚴格控制基坑的深度與寬度，以確保符合設計要求，同時避免對后續的回填施工造成不必要的影響。要想高效地進行深基坑鋼板樁支護施工，施工人員可以將鋼板樁之間的距離結合起來，將其劃分成5m的工作面，以便有序進行工作。在打樁施工中，施工人員必須嚴格按照樁位放線工作的結果來確定鋼板樁的準確位置，樁位的準確性對支護的有效性至關重要。每個鋼板樁之間的距離應根據設計要求進行精確控制，以確保支護結構的均勻分布和穩定性，鋼板樁的角度必須保持垂直，避免出現角度傾斜的現象，以確保鋼板樁的支護作用。

3.3 做好基坑開挖施工

在進行深基坑的開挖時，施工人員必須結合工程計劃和深度要求來控制施工進度，要確保按照設計要求逐步開挖基坑，避免過快或過慢的施工進度。當開挖深度達到一定程度時，需要進行支護焊機施工，通過焊接雙向支撐鋼板材料，形成第一層支護結構面，以確保基坑的穩定性和安全性。在第一層支護結構面完成后，必須在結構面上放置監測設備，監測基坑的變形、土壓力、地下水位等關鍵參數，以及支護結構的性能。一旦第一層支護結構面形成并監測設備安裝完畢，施工人員可以繼續進行第二階段的深基坑開挖。在這個階段，必須確保開挖深度達到設計要求。當第二階段開挖深度達到預期數值時，需要進行第二道焊接支撐施工，通過焊接額外的支護結構，以進一步加固和穩定基坑［4］。通過逐步開挖和支護的方法，確保基坑在施工過程中保持穩定，支護結構的焊接和施工必須嚴格按照設計要求進行，以確保支護的有效性（如圖1）。在所有施工階段，必須進行質量控制，包括焊接質量的檢查和監測設備數據的定期收集和分析，及時發現和糾正潛在問題，以確保基坑的施工質量。

3.4 做好支撐焊接施工

在深基坑的開挖過程中，支撐焊接施工是一個分階段的關鍵步驟。具體來說，施工人員需要根據不同的開挖深度進行支撐結構的焊接施工，這一過程需要特別的注意和技巧。在深基坑開挖的初始階段，首先進行第一層支撐結構的焊接。在這個階段，焊工需要確保支撐結構的垂直度，垂直焊接是通過水平方向進行的，以確保支撐結構的垂直性，確保焊接點均勻分布且焊接牢固。完成第一層支撐的垂直焊接后，才能進行橫向整體結構支撐的焊接施工，這一步驟至關重要，因為整體結構支撐起到支撐整個基坑的作用。通常，使用直徑為18cm的圓形鋼管進行焊接支撐，焊接時需要確保支撐材料的位置準確，焊接點牢固，以及焊接質量良好。在完成支撐焊接后，必須對焊接結構進行仔細檢查。檢查焊接點是否均勻，焊接是否牢固，以及結構是否出現變形，焊接結構的穩定性對于支撐的有效性至關重要。如果在檢查中發現任何問題，如焊接結構的變形或不牢固，施工人員必須立即采取措施。通常情況下，需要停止深基坑的開挖施工，并立刻對焊接支撐進行修復和優化，以確保其承重能力符合相關標準。同時，承臺是深基坑鋼板樁支護的重要結構，對整個支護施工至關重要，施工人員必須確保承臺的焊接質量，以確保其牢固穩定。

3.5 做好拔樁施工

在進行拔樁之前，施工人員必須先拆除臨時支護體系，需要按照嚴格的加工順序進行，通常是先拆除垂直方向的支護，然后再拆除水平方向的支護［5］。拆除工作必須謹慎進行，以防止對基坑的穩定性造成不必要的影響。在拆除臨時支護體系之前，必須加固支護中所用的混凝土材料，這涉及到深基坑的回填施工，確保回填材料填充均勻并緊實。完成回填后，還需要進行檢查，以保證回填的質量達到要求，從而增強基坑的穩定性。拔樁過程通常需要專用的設備，如拔樁機，需要保證設備能夠施加足夠的力量將鋼板樁從地下拔出，拔樁過程需要小心進行，以防止損壞鋼板樁或者對周圍環境造成損害。在拔樁施工中，必須進行質量控制，確保拔樁工作的順利進行，監測拔樁過程中的力量和位移，以及確保拔樁工作不會對基坑的穩定性產生不利影響。拔樁施工是一個具有潛在危險的工作，因此必須采取適當的安全措施，包括培訓和使用個人防護設備，以確保施工人員的安全。

3.6 基坑回填施工操作

基坑回填施工是深基坑鋼板樁支護技術應用中的一個不可忽視的環節。正確的回填施工操作可以保證基坑的穩定性和安全性，減少施工風險。在進行基坑回填之前，質量檢驗人員應增強自己的崗位責任意識，特別關注回填土質量問題，需要深化檢測力度，確保回填土質量符合要求。回填體的含水率應該合適，一般不超過14%，水分含量太高，會引起回填體不穩定，產生沉降問題。回填土應按照分層攤鋪的方式進行操作處理，每一層的攤鋪厚度不應超過200mm，有助于均勻分布回填土，并提高回填土的壓實度［6］。在攤鋪完每一層回填土后，必須進行夯擊處理，以確保回填土的密實度，有助于減少回填土的沉陷和穩定性問題。

4 結語

總之，深基坑鋼板樁支護技術作為地下工程領域的重要支護手段，不僅為城市建設和基礎設施工程提供了關鍵性的解決方案，也推動了施工技術的不斷創新與發展。在現代城市化進程中，深基坑工程的安全、高效施工對于推動城市建設、改善城市功能和提升人民生活質量至關重要。然而，在深基坑鋼板樁支護技術的實際應用中，仍然需要不斷挑戰和突破技術難題，進一步提升其適用范圍和施工效率。加強科研、工程實踐經驗的交流和分享，推動新技術、新材料的研發與應用，將是未來深基坑工程領域的發展方向。

參考文獻：

［1］陳紅限.基坑鋼板樁支護技術在路橋工程施工中的應用［J］.城市建設理論研究（電子版），2023（5）：92-94.

［2］張偉.深基坑鋼板樁支護技術在工程施工中的應用［J］.科技創新與應用，2023，13（4）：154-157.

［3］陳賀宇，曹文健.路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術的應用［J］.運輸經理世界，2022（10）：103-105.

［4］李剛.路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術的應用［J］.交通世界，2021（36）：59-60.

［5］張建偉.路橋工程施工中基坑鋼板樁支護技術的應用［J］.運輸經理世界，2021（24）：146-148.

［6］葉友節.基坑鋼板支護技術在路橋工程施工中的應用［J］.四川水泥，2019（12）：36.

作者簡介：王磊（1987—），男，漢族，湖北宜昌人，本科，工程師。研究方向：項目施工生產與管理。