深基坑內(nèi)支撐施工的研究

趙 峰

(太原市第一建筑工程集團(tuán)有限公司，山西太原 030001)

1 工程概況

山醫(yī)大二院綜合樓工程位于山醫(yī)大二院內(nèi)，地下2層，地上24層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積96 900 m2，是目前省內(nèi)單體建筑面積最大的教學(xué)、科研綜合樓。

2 適用范圍

深基坑內(nèi)支撐技術(shù)應(yīng)用范圍非常廣泛，適用于各種施工場(chǎng)地的深基坑施工要求，特別是開挖深度超過9 m、地下水位較高的深基坑施工，且受氣候環(huán)境及周邊環(huán)境影響小，特別是在有限的場(chǎng)地進(jìn)行深基坑施工時(shí)均可使用。

3 工藝原理

深基坑內(nèi)支撐體系應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，編制專項(xiàng)施工方案，合理布置立柱樁及鋼立柱的位置，力求不影響主體結(jié)構(gòu)的正常施工。當(dāng)基坑平面尺寸較大，支撐長(zhǎng)度超過15 m時(shí)，需設(shè)立柱支撐和水平支撐，鋼立柱不能直接支撐在地基上，如基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁時(shí)，可直接將鋼立柱插入工程樁內(nèi)，插入長(zhǎng)度一般不小于4倍的立柱邊長(zhǎng);立柱位置如無工程樁時(shí)應(yīng)增加立柱樁;在進(jìn)行樁基施工過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將立柱樁及鋼立柱打入地基內(nèi)，嚴(yán)格控制立柱樁的標(biāo)高及位置，避免偏離支撐交叉部位。采用鋼筋混凝土灌注樁作圍護(hù)墻時(shí)需設(shè)置冠梁，達(dá)到70%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，即可挖出樁頭并截樁，支設(shè)冠梁模板、綁扎鋼筋埋設(shè)支撐埋件(位置及標(biāo)高應(yīng)與鋼立柱相對(duì)應(yīng))、澆筑混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C30;冠梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到70%后，即可進(jìn)行鋼支撐安裝，先在冠梁和鋼立柱上焊支撐托架(或牛腿)，托架上表面必須在同一標(biāo)高上，以保證支撐在同一水平面上。安裝時(shí)，先安裝短向支撐，再安裝長(zhǎng)向支撐，在縱橫支撐的相交處，先用卡具固定，調(diào)整平直后再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接固定。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

基礎(chǔ)灌注樁施工時(shí)插入鋼立柱→挖出支護(hù)樁樁頭→截樁、整理鋼筋→支設(shè)冠梁模板→綁扎冠梁鋼筋、埋設(shè)支撐埋件→澆筑冠梁混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)(拆模)→開挖第一層土方→鋼支撐安裝。

1)內(nèi)鋼支撐的設(shè)置經(jīng)過了設(shè)計(jì)論證及施工論證，并經(jīng)過了專家的現(xiàn)場(chǎng)論證，鋼立柱的設(shè)置不影響承臺(tái)基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的正常施工，有效的降低了施工成本，保證深基坑施工安全;2)依據(jù)山西省建筑設(shè)計(jì)研究院《綜合住院大樓基坑支護(hù)314-10-1》設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境及基坑尺寸，支撐體系中，鋼管采用Q235，全部直撐和角撐采用圓630×14及圓273×8鋼管，鋼管連接采用坡口全焊透焊縫，鋼管對(duì)接時(shí)為保證焊接質(zhì)量，增設(shè)－300×100×12加強(qiáng)板四塊;3)冠梁鋼筋綁扎，模板支設(shè)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行施工，保證冠梁的標(biāo)高及截面尺寸，特別是在埋設(shè)支撐埋件時(shí)，嚴(yán)格控制埋件的位置及標(biāo)高，確保在進(jìn)行鋼支撐焊接時(shí)與鋼立柱在同一直線、同一水平面上;4)混凝土必須振搗密實(shí)，有效養(yǎng)護(hù);5)立柱樁與鋼立柱施工，立柱樁采用鋼筋混凝土灌注樁，鋼立柱與立柱樁進(jìn)行連接，立柱樁承受鋼立柱所傳遞下來的全部荷載，樁位采用全站儀進(jìn)行測(cè)放與控制，標(biāo)高采用測(cè)繩控制，確保鋼立柱位置準(zhǔn)確，標(biāo)高與冠梁埋件相符合;6)挖第一步土方(冠梁下平)，找出鋼立柱。在進(jìn)行土方開挖時(shí)，嚴(yán)格控制挖土標(biāo)高，專人進(jìn)行指揮挖機(jī)，找到鋼立柱后，人工配合挖機(jī)進(jìn)行開挖、清理，避免損壞鋼立柱(鋼立柱周邊1 m范圍內(nèi)挖深較冠梁梁底標(biāo)高低1 m左右，便于鋼支撐焊接);7)遵照“開槽先撐、先撐后挖，分層開挖、嚴(yán)禁超挖”開挖原則，在進(jìn)行開挖時(shí)，嚴(yán)格控制土方開挖的進(jìn)度與鋼支撐的安裝，在挖到鋼支撐位置前2 m左右，先進(jìn)行鋼支撐焊接安裝，然后采用人工配合小挖機(jī)進(jìn)行掏挖，確?；蛹颁撝蔚陌踩?8)采用吊車配合進(jìn)行鋼支撐焊接，先安裝短向支撐，再安裝長(zhǎng)向支撐，在縱橫支撐相交處，先用卡具固定，調(diào)整平直后再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接固定;操作過程中，由專人進(jìn)行統(tǒng)一指揮，由于鋼支撐長(zhǎng)度較長(zhǎng)，需進(jìn)行焊接連接，采用水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高，使各部位保持在同一水平位置，鋼管焊接采用坡口焊，并進(jìn)行滿焊，對(duì)鋼管進(jìn)行防腐處理;9)基坑周邊土方回填，達(dá)到設(shè)計(jì)及安全施工要求后，根據(jù)回填順序采用塔吊配合人工對(duì)鋼支撐進(jìn)行拆除。

5 材料與設(shè)備

1)角鋼:采用125×125×12及50×50×5的角鋼進(jìn)行鋼立柱的制作。2)鋼板:采用16 mm的鋼板進(jìn)行鋼立柱的制作。3)鋼管:采用圓630×14及圓273×8鋼管進(jìn)行深基坑內(nèi)支撐。4)焊條:采用E4303及E5003的天津大橋焊條進(jìn)行焊接連接。5)設(shè)備:采用晉塔5513配合25 t汽車吊進(jìn)行鋼支撐安裝。

6 質(zhì)量控制

1)基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格遵守“分層開挖”的原則，支撐架設(shè)與土方開挖密切配合，開挖時(shí)采用分層開挖土方，以防止機(jī)械碰撞支撐;采用人工配合小型機(jī)具開挖支撐樁附近土方，嚴(yán)禁機(jī)械開挖碰撞鋼支撐和鉆孔灌注樁，土方挖到鋼支撐位置時(shí)要及時(shí)上鋼支撐，減少無支撐暴露時(shí)間。2)鋼支撐安裝時(shí)，軸線偏差不大于5 cm，并保證支撐接頭的承載力符合設(shè)計(jì)要求，鋼支撐連接采用焊接連接。3)鋼支撐安裝前一定要檢查加工成型的支撐是否垂直，不垂直的要進(jìn)行矯正;然后將鋼支撐安裝在牛腿上，并且緊固好。

7 結(jié)語

深基坑內(nèi)支撐，安裝簡(jiǎn)便、安全系數(shù)高、可重復(fù)利用率高、維護(hù)少、具有更低的綜合成本。直接的節(jié)約了能源，間接、有效的起到了節(jié)能減排的作用，配合了我國(guó)當(dāng)前節(jié)能減排的任務(wù)。