路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用

张建伟

（烟台公路继续教育中心，山东烟台264000）

0 引言

钢板桩支护是在路桥深基坑工程施工中广泛应用的一种构件，从路桥施工实际情况来看，钢板桩支护不仅具有临时挡土、挡水的作用，而且具有质量轻、强度高、可重复利用的特点。社会的进步发展使得人们对路桥工程施工提出了更高的要求，相应地，对基坑钢板桩技术的应用也提出了更高的要求。为此，就基坑钢板桩支护技术在路桥工程中的应用问题进行探究。

1 基坑钢板桩

钢板桩是两个堤段堤基渗透险情治理、堤防抵御洪水能力增强的一种防护装置。在路桥工程施工中，钢板桩是一种节约型材料，在防范堤坝泄漏、加固堤坝、强化支护等方面发挥出了十分重要的作用。基坑钢板桩划分为U 型、Z 型、AS 型，后两个类型具有加工生产工艺复杂、价格高的特点，因而被广泛应用在美、日、韩等国家。U 型钢板桩被应用到亚洲地区，深度在600m 左右，弹性底面抵抗矩在600～3200cm3/m之间。

2 基坑钢板桩在路桥工程施工中的作用

2.1 增强路桥工程对洪水的防范能力

基坑钢板桩支护技术具有较强的防护功能，将其应用到路桥工程中能够有效阻挡洪水对工程的损害。通过对钢板桩的合理利用能够增强路桥工程的洪水防护功能。因此，为了能够提升钢板桩的利用率，需要施工人员在全面调查施工现场实际情况的基础上来选择钢板桩[1]。

2.2 能够推进路桥工程的施工进度

在路桥工程施工中通过合理使用钢板桩，能够在保障路桥工程施工质量的情况下缩短路桥工程的施工进度。不仅如此，在基坑钢板桥特殊性能的作用下还能够推进工程的施工进度，促进路桥工程的深远发展。

2.3 能够提升路桥工程的施工质量

基坑钢板桩支护技术的有效使用会进一步提升路桥工程的施工质量，长此以往还会促进我国道路交通建设发展。

2.4 增强路桥工程的安全性、稳定性

合理把控钢板桩安全系数、力学性能能够更好的保障钢板桩施工质量，减少外界因素变化对工程施工的不利影响。

3 工程概述

此路桥工程在某高速公路规划中的最南端，接连当地的高速公路，是沟通南北地区的重要公路桥梁。整个桥梁位于黄河河床周围，河漫滩，地形整体处于平稳的状态，地下水为浅薄。黄河主要河道水的深度在7～8.3m 之间，桥梁的冲刷厚度在6.7～7.3m。桥梁采用了单桩承载的形式，主副桥梁使用了群桩的设计形式。桥梁的下部分采用了空心墩、双薄壁实心墩。承台基坑的最大开挖深度在7.63～8.3m 之间，长宽分别为21m 和16m。在对当地地质情况调查研究基础上，将桥梁1～4 层的土层设定为粉土、粉质黏土、细砂、粉质黏土。路桥工程的最大深度为16.6m，属于深基坑。

4 路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术的应用

4.1 施工前的准备工作

4.1.1 施工材料和设备的准备

基坑钢板桩支护技术在路桥工程中的应用会使用到起重机、打拔机。为了能够发挥出设备的作用，需要施工人员根据路桥工程的施工实际情况来选择符合路桥工程施工需要的机械设备，并在设备选择好之后由专门的操作检验人员来调控设备的性能和参数，在发现零部件质量不符合路桥工程施工要求的情况下要及时将其淘汰。另外，在路桥工程施工中还需要施工人员严格按照规范的标准来选择钢板材料，特别要严格检查钢板材料的横断面尺寸、规格参数，只有在材料符合规范标准的情况下才能够将其应用到路桥工程中[2]。

4.1.2 科学设计施工方案

在路桥工程施工前需要施工人员结合路桥工程的实际情况来设定施工方案，按照规范的标准来计算钢板桩的最小入土深度，从而以最少的消耗来达到最为理想化的基坑钢板桩支护技术应用效果。基于抗弯矩、稳定性对路桥工程施工的重要影响，在路桥工程施工中需要施工人员按照规范的标准来选择基坑钢板桩的支护参数。

4.2 支护设计

以路桥深基坑工程所在场地的地质条件为参考依据来选择钢板桩，在对钢板桩支护处理的时候需要施工人员采取积极的措施阻挡地下水进入基坑中，并为周围的边坡开展支护处理，避免流砂的涌动。路桥深基坑钢板桩支护设计内容为：选择长度在7～10m的拉森钢板桩作为基本材料，在开展支护处理的时候支护桩要能够从砂层中穿越，穿越后确保其能够进入奥强风化岩层中。在支护桩支护设计的期间，为了能够保证基坑支护的连续性和稳定性，需要在其周围设定不低于110m 的帷幕结构，由此来保障路桥工程基坑的安全性、稳定性。与此同时，在各个基坑之间需要按照5～6m 的间隔距离来设置直径为48mm、长度在8～10m 的管锚，管锚应在支护桩施工之前3d 全面完成，以此有效拉结在围檩之前提高强度[3]。

4.3 钢板桩施工

4.3.1 钢板桩的进厂检验

钢板桩在被引入路桥工程前，需要施工人员按照规范的标准来检验钢板桩的入厂资料信息，并就钢板桩的吊运、运输、维护等参数进行全面的记录。在钢板桩被引入施工场地之后，路桥施工企业需要安排专业人员及时检查和审核钢板桩的数量、质量，并在检验后出具对应的检测报告，对于质量不达标的钢板桩不予以引入路桥工程施工中。在对钢板桩入厂材料进行检验的时候不仅需要关注钢板桩的长度、宽度、平直度，还需要检查板材的焊接件质量、断面破损情况、构件拉伸情况、构件弯曲试验等情况[4]。

4.3.2 钢支撑的设置

钢支撑、钢腰梁是钢板桩支柱体系的重要组成。从实际操作上来看，钢支撑一般会被设定在钢腰梁上，在将三脚架安放在腰梁上之后需要将角钢固定在斜拉筋的上面。在开展加固处理的时候要注重使用M20 膨胀螺栓予以加固处理，在对钢腰梁实施吊装处理的时候要注重将其和墙身密切联系在一起，与此同时安装斜拉筋。在组装设置钢支撑的时候需要施工人员严格遵循实际测量操作的发展原则，在确定钢支撑所在适合位置之后进行安装。在将钢支撑安装完成之后还需要向外适当的增加轴力，目的是拉近支护桩和腰梁、支撑之间的紧密度。

4.3.3 钢板桩的吊运和堆放

在路桥施工中一般适合使用两点吊的方式来对钢板桩进行装卸处理，为了能够保障钢板桩的吊装质量，每次起吊的钢板桩数量不能过多。一般情况下，钢板桩所在的位置不能够出现较大的沉降变形，只有将钢板桩设定在适合的位置上来有效提升打桩施工的质量。在吊运和堆放钢板桩的过程中还需要施工人员关注钢板桩的材料型号、规格和长度，之后选择分层的方式来堆放钢板桩，临近枕木的距离在2～3m之间。

4.3.4 钢板桩施打和围墙施工

在对钢板桩施工操作的时候要使用振动的方式来敲打钢板桩，在具体敲打的时候可以采取一顺一丁的原则来操作，由此来提升围堰的整体刚度。在完成钢板桩施打合龙工作之后要对桩顶标的高度和承台高度进行设计。同时，在基坑开挖达到图标的高度之后来进行围墙施工。

4.3.5 导向架的安装

为了能够保证路桥施工中基坑钢板桩的施工质量，需要施工人员严格按照规范的标准来确定钢板桩的位置、垂直度、深度，通过合理把控以上参数来减少钢板桩的施工误差，而后按照规范的标准来安装导向架。在安装导向架的过程中还需要施工人员采取有效的措施来规避钢板桩屈曲变形，并在这个过程中提升钢板桩桩体的贯入能力。在将钢板桩打入基坑中的时候还可以使用全站仪来精准测量全站仪打入桩体中的深度，在出现打入偏移的时候采取措施予以调整。

4.3.6 拔除钢板桩

在完成承台和墩身施工之后需要将基坑回填到适合的位置上。承台的内外部支撑操作要遵循从上到下的顺序，使用振动锤来开展钢板桩的拔除施工。在拔除钢板桩的过程中可以通过振动锤来达到理想的振动，最终克服拔桩的阻力。

4.3.7 基坑回填

在完成承台、钢板桩、管线的施工之后，施工人员要在第一时间申请验收，验收合格之后及时进行基坑回填。路桥施工质量检验人员还需要严格按照规范的标准来进行土质的检测，确保没有杂物被存储在回填土中，经过回填处理，土质中的水质含量在14%左右。在基坑回填之前，还需要施工人员采取恰当的措施来清洗基槽内的水和杂物，处理好杂物之后实施基坑的分层摊铺。每层基坑的铺土厚度需要控制在200mm，在摊铺三遍之后实施夯实打击处理，目的是确保基坑土体的铺设厚度满足工程施工要求。在拔出钢板桩的时候可以使用履带式挖掘机、振动锤来拔出钢板桩。在振动锤被强力振动扰动后，周围的土质黏着力会降低，拔桩的阻力也会减少，这个时候可以使用一边振捣一边拔除的方式来顺利拔除钢板桩。在钢板桩被拔除之后需要施工人员及时使用灌砂挤密法回填留下的桩孔[5]。

4.3.8 基坑监测

在路桥工程基坑钢板桩支护施工中，施工人员需要应用科学的技术形式来对基坑支护的稳定性及其周围环境的变化进行精准的预测分析，为相关人员维护基坑提供精准的数据信息支持。在基坑边坡顶部还需要设置1～3 个基坑变形点，之后使用经纬仪来对基坑支护桩的水平角度进行观测，检查基准线点是否出现偏移。在基线点的位置确定之后还需要根据临近角点的间隔距离来开展测试，并对预埋点的水平位移量来进行观测，观测之后根据之前确定的次序，使用水准仪完成地下管线的分布监测，根据监测结果布置基坑变形的实时观测点，对变形要求高和临近基坑距离较近的管线实施必要的加固处理。

4.4 土层锚杆施工

4.4.1 打入钢管

在基坑护坡的周围按照5～6m 的间隔距离设定48mm 直径长度的钢管，与此同时，需要在钢管的前端和尖部创设适合的注浆条件。钢管打管和土面的倾斜度为15o，在确保角度的精准后使用浅孔冲击器来开展打管操作。

4.4.2 压力灌浆

压力灌浆是提高土层锚杆施工的重要工序，通过压力灌浆操作会打造出完整的锚固段，将锚杆充分埋入到土层中，减少钢拉的腐蚀。在此期间，通过实施压力灌浆还能够完善土层裂缝、孔隙的充填操作，有效改善土质。

5 路桥工程施工中基坑钢板桩支护技术应用时的质量控制

5.1 强化实时性的监测

在开展钢板桩施工操作的时候，施工人员需要严格按照规范的技术标准予以实时性的监测控制，通过必要的监测来规避路桥工程施工中的钢板桩变形、支撑力量缺乏所引发的一系列施工质量问题。如果路桥基坑钢板桩施工出现了质量问题，则需要相关人员就出现的质量问题进行深入的分析，根据质量问题出现的原因来采取对应的处理措施。一般情况下，钢板出现变形问题的原因是基坑开挖深度超过施工方案对土压力的设定数值，由此会使得所选取钢板桩的断面偏小，在这个状态下，如果施工支撑断面无法满足施工要求就会出现支撑弯曲的问题，在支撑体系承受力量不均衡后就会出现变形，针对这个问题，可以通过增加支撑的方式予以解决[6]。

5.2 合理控制打桩过程中的垂直度标高

在打设钢板桩的过程中，路桥施工队伍要安排专门的人员检查钢板桩的垂直度，根据工程建设需要来调整钢板桩的垂直度，目的是减少钢板桩出现倾斜的概率。在桩体打入土层中的时候，施工人员还可以借助以往的经验去把控桩体的垂直度，确保桩底标高满足规范的标准，之后按照每间隔10m 的要求来审查桩体标高。基坑钢板桩标高和设计数值之间的误差要被控制在100mm 以内，轴线需要控制在100mm 内。

5.3 做好钢板桩支护的质量验收

通过开展钢板桩支护质量验收，能够有效提升路桥工程的施工质量。在路桥工程每阶段钢板桩支护施工后，施工单位要组织技术人员来开展钢板桩支护的质量验收，在出现验收故障问题后采取对应的措施予以处理。同时，在基坑钢板桩支护施工之前，施工单位还需要结合路桥工程的施工特点来组织施工人员开展必要的技术培训，通过培训使得施工人员能够按照制定好的标准组织施工，减少人为性因素对路桥工程施工的不利影响。

6 结语

综上所述，路桥工程在我国社会经济发展中占据十分重要的地位，而经济的飞速发展对路桥工程的施工质量也提出了更高的要求。立足路桥工程建设的基本内容、基本要求，提出基坑钢板桩支护技术的应用主张，就基坑钢板桩支护技术在路桥工程中的应用进行了全方位的探讨，提出了钢板桩支护技术在路桥工程中的应用优化对策，旨在能够更好地提高路桥工程施工质量，更好地发挥出路桥工程在推动社会经济发展中的作用。