基坑支護(hù)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的思考

馮學(xué)東

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600)

目前，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)往往只注重結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算，使整體穩(wěn)定性、抗傾覆、抗滑移滿足規(guī)范的要求，從而忽視了施工順序?qū)?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重要性。不僅造成浪費(fèi)、施工不便，而且也帶來了一定的施工風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程針對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案往往會(huì)有兩種甚至多種不同的設(shè)計(jì)方案，通過對(duì)這些不同方案的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)一些節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案忽視了施工順序?qū)Ψ桨傅挠绊?，造成浪費(fèi)、施工不便甚至帶來施工風(fēng)險(xiǎn)。

1 換撐基本不具有可實(shí)施性，應(yīng)盡量避免

在地鐵基坑設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到下層支撐拆除后導(dǎo)致其上下兩道支撐的豎向間距過大，這個(gè)時(shí)候喜歡在設(shè)計(jì)中使用換撐，根據(jù)本人配合施工的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為換撐基本不具有可操作性，或者說可操作性非常低。換撐時(shí)往往為了綁扎側(cè)墻鋼筋施工單位會(huì)搭起腳手架(見圖1)，要換撐必須要拆除后腳手架后才能進(jìn)行，在實(shí)際施工過程中往往會(huì)取消掉換撐。

2 水平并撐與豎向并撐

在上文已指出換撐基本不具備可實(shí)施性，那么，在實(shí)際施工中，還有的設(shè)計(jì)者考慮出土方便，多采用豎向并撐，而在施工過程中發(fā)現(xiàn)，施工單位為了節(jié)約造價(jià)，并不采用長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行豎向出土，而是多采用退挖法進(jìn)行水平出土。這樣，出土情況不再是控制因素，而豎向并撐存在一定的危險(xiǎn)性，實(shí)際中的兩根支撐并不是撐在同一個(gè)支點(diǎn)上的，也并非同時(shí)架設(shè)，下面一根支撐加預(yù)加軸力之后，造成上面支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分離，加之施工單位的施工質(zhì)量太差，而本身防脫落措施又不到位等等，諸多因素，很容易造成支撐脫落的情況(見圖2)。因此若條件許可，盡量不要采用豎向并撐。

圖1 換撐時(shí)腳手架搭設(shè)

3 連梁用雙槽鋼與工字鋼

比較分析:

圖3a)中選擇工字鋼作為連系梁，且工字鋼放在格構(gòu)柱的一邊，工字鋼梁自重及鋼支撐的重量加上對(duì)格構(gòu)柱產(chǎn)生偏心彎矩，抗彎計(jì)算會(huì)增大格構(gòu)柱的截面。

圖3b)中采用重量較輕的槽鋼，而且在格構(gòu)柱兩側(cè)對(duì)稱布置，鋼梁自重及支撐重量對(duì)格構(gòu)柱的彎矩相互抵消，格構(gòu)柱為軸心受壓構(gòu)件，能充分的利用材料，減少浪費(fèi)。

圖3 連梁構(gòu)造圖

在基坑設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到設(shè)計(jì)者忽視了構(gòu)造本身，從而造成了結(jié)構(gòu)受力不合理，增大了結(jié)構(gòu)的截面，增加了工程成本和施工難度。

4 鋼管臨時(shí)立柱與格構(gòu)式臨時(shí)立柱

分析比較:

圖4a)中結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，圓鋼管不但貴而且需要在工廠加工，支承連系梁的鋼板與鋼管格構(gòu)柱的連接不可靠，連系梁也不能與鋼管形成有效的連接。

圖4b)中槽鋼和角鋼均可以與格構(gòu)柱形成有效的連接，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)施作。

圖4 臨時(shí)立柱構(gòu)造圖

5 單獨(dú)做壓頂梁與冠梁兼作壓頂梁

圖5 抗浮壓頂梁設(shè)計(jì)圖

比較分析:

圖5a)中冠梁與抗浮壓頂梁分開設(shè)置，設(shè)計(jì)者原意是設(shè)置抗浮壓頂梁后鑿除原有的冠梁，使用抗浮壓頂梁作為結(jié)構(gòu)的抗浮措施，需要在地連墻中預(yù)埋鋼筋接駁器，不僅施工麻煩，而且還存在由于地連墻沉降造成預(yù)埋位置不準(zhǔn)確的問題。

圖5b)中冠梁兼作抗浮壓頂梁，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工易行，避免浪費(fèi)，節(jié)省工期，經(jīng)濟(jì)效益也很好。

圖6 鋼支撐脫落

6 鋼支撐預(yù)加力過小

有些設(shè)計(jì)者為了盡量大的發(fā)揮鋼支撐的作用，往往會(huì)采用較小的預(yù)加軸力保證鋼支撐能最大的發(fā)揮作用，這樣的風(fēng)險(xiǎn)是鋼支撐會(huì)在端部發(fā)生與接頭結(jié)合不緊密，容易造成鋼支撐脫落，如圖6所示。

7 結(jié)語

相對(duì)其他設(shè)計(jì)行業(yè)來講，地鐵算是個(gè)新興的行業(yè)，加上地鐵設(shè)計(jì)中新人較多，許多新人(包括有一定經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師)總是照搬現(xiàn)成的圖紙，思考不夠深入，導(dǎo)致做出的方案欠缺，加之施工配合的經(jīng)驗(yàn)太少，給設(shè)計(jì)造成一定的危險(xiǎn)隱患，因此，作為設(shè)計(jì)者必須對(duì)問題給予足夠的思考，同時(shí)對(duì)施工單位給出告誡，一定要保證工程的安全。

［1］劉國(guó)彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.