預(yù)應(yīng)力魚腹梁在南通十字街深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院 江蘇南通 216007

摘要：結(jié)合南通十字街地下改造工程，詳細(xì)介紹了預(yù)應(yīng)力魚腹梁結(jié)構(gòu)及施工，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系選擇方案，以及基坑支護(hù)體系設(shè)計(jì)。從基坑支護(hù)體系的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，采取整體式預(yù)應(yīng)力魚腹梁支護(hù)結(jié)構(gòu)，剛度大、跨度大、控制變形可靠、工具式組裝、材料可重復(fù)利用，克服了傳統(tǒng)基坑支護(hù)體系在城市中心區(qū)基坑施工中應(yīng)用的不利影響。

關(guān)鍵詞：地下改造工程；預(yù)應(yīng)力魚腹梁；城市中心區(qū)；基坑支護(hù)

前言

隨著城市人防和地鐵建設(shè)的發(fā)展，有些待建的城市特大型超深基坑工程通常緊鄰重要建筑物或地鐵結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基坑變形受周邊環(huán)境的制約，限制了基坑結(jié)構(gòu)的選型。可采取的技術(shù)措施包括：控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)不超出規(guī)劃紅線、減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程量、盡量采用可循環(huán)利用的材料、充分利用廢泥漿、在可能的情況下采用支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方案等，以減少地下工程施工對(duì)地基的不利影響和對(duì)周圍環(huán)境的破壞。

1、工程概況

南通市十字街地下改造工程位于人民中路北側(cè)市民廣場(chǎng)、人民路十字街中心段及鐘樓南側(cè)，總建筑面積50000m2，框架結(jié)構(gòu)，地下二層，基坑埋深6.9m。工程分為A、B、C三個(gè)區(qū)域，A區(qū)為市民廣場(chǎng)地下結(jié)構(gòu)部分，分為5個(gè)標(biāo)段，B區(qū)為人民路地下部分，C區(qū)為人民路和市民廣場(chǎng)中間部分。項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜，為城市中心區(qū)，A區(qū)西側(cè)為百年歷史建筑鐘樓，B區(qū)位于城市主干道人民中路，施工期間交通不中斷，B區(qū)南側(cè)為商業(yè)街及高層建筑。

由于工程工期要求特別緊，施工環(huán)境復(fù)雜，綜合考慮工期、安全、經(jīng)濟(jì)等方面的因素，在B區(qū)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用SMW工法樁，水平支撐采用型鋼整體裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁，確保施工期間城市道路的正常運(yùn)行。

2、預(yù)應(yīng)力魚腹梁施工

2.1 預(yù)應(yīng)力魚腹梁工具式組合內(nèi)支撐拼裝施工工藝

2.2 預(yù)應(yīng)力魚腹梁支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝

（1）立柱樁施工

測(cè)量放樣，型鋼插樁就位后，用兩根90°方向鉛垂線以檢測(cè)樁身的垂直度，樁插入土中的垂直度偏差不得超過(guò)樁長(zhǎng)的0.5%。樁頂標(biāo)高誤差控制在+2cm左右。

（2）牛腿施工

為控制變形一致性，基坑四周閉合邊線上的鋼牛腿設(shè)置應(yīng)與其上圍檁中心線在同一個(gè)水平面，允許高差≤±2mm（中心線），須保證牛腿三處連接部位牢固可靠，穩(wěn)定性好，不得出現(xiàn)歪扭、虛焊現(xiàn)象；橫杠水平度誤差≤2㎜以內(nèi)且其仰角應(yīng)控制≥90°，且不得超過(guò)95°。依據(jù)GB50205-2001《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》對(duì)檢查焊接部位的坡口、間隙、鈍邊等現(xiàn)場(chǎng)檢查。

（3）基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置及定位放線

安裝軸線偏差≤±20mm?；觾?nèi)側(cè)圍檁單邊定位線需滿足在一條直線，保證施加預(yù)應(yīng)力后保證外側(cè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)均勻受力。

（4）圍檁安裝

采用人工配合吊機(jī)按順序逐段吊裝，將鋼圍檁安放于牛腿支架上，檢查牛腿支架是否松動(dòng)，如松動(dòng)需及時(shí)補(bǔ)焊。優(yōu)先使用較長(zhǎng)圍檁（12m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)），減少接頭數(shù)。圍檁的連接部位和搭接部位使用摩擦型高強(qiáng)螺栓緊固連接。高強(qiáng)螺栓緊固分兩次進(jìn)行，第一次初擰，初擰扭矩值為終擰的50%-70%，第二次終擰達(dá)到規(guī)范要求值TC =200N·m，偏差不大于±10%。拼接的整個(gè)鋼圍檁體系應(yīng)確保雙榀或多榀型鋼構(gòu)件形成整體、共同參與受力。在基坑轉(zhuǎn)角處，兩個(gè)方向圍檁端頭必須緊貼轉(zhuǎn)角，連接牢靠，防止產(chǎn)生不均勻的變形。

（5）托座與支撐梁安裝

托座件的安裝應(yīng)控制其水平標(biāo)高和垂直度，通過(guò)角撐、對(duì)撐、魚腹梁的定位標(biāo)高反推其頂面水平標(biāo)高，誤差不得超過(guò)±5mm。安裝后的托座件須與型鋼立柱樁牢靠緊固，摩擦型高強(qiáng)螺栓的扭矩應(yīng)≥200N·m。

（6）角撐安裝

角撐安裝前應(yīng)先在地面進(jìn)行預(yù)拼接，檢查預(yù)拼后支撐的順直度，拼接支撐兩頭（含千斤頂及TO構(gòu)件）中心線的偏心度控制在2cm之內(nèi)，經(jīng)檢查合格后按部位進(jìn)行整體吊裝就位。

（7）魚腹梁安裝

魚腹梁安裝應(yīng)按照設(shè)計(jì)跨度在地面進(jìn)行預(yù)拼，螺栓緊固應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。鋼絞線的張拉應(yīng)按順序逐根進(jìn)行，考慮因鋼束之間摩阻力的影響，分三次張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力（其值分別為設(shè)計(jì)應(yīng)力的20%、70%、100%），以保證整個(gè)魚腹梁鋼束張拉完畢后滿足設(shè)計(jì)規(guī)定應(yīng)力值。

（8）型鋼對(duì)撐安裝

型鋼對(duì)撐安裝應(yīng)在地面進(jìn)行預(yù)拼，嚴(yán)格控制支撐平面的平直度，拼接支撐兩頭中心線的偏心度控制在±2mm以內(nèi)；兩端安裝就位后的標(biāo)高差不大于20mm及整個(gè)對(duì)撐長(zhǎng)度的1/600；整體撓曲度控制不大于跨度的1/1000；對(duì)撐與對(duì)撐的水平軸線偏差不大于30mm；構(gòu)件SC的放置空擋中必須使用相對(duì)應(yīng)鋼板墊緊貼密，防止支撐體系整體偏心。

（9）傳力件安裝

施加預(yù)應(yīng)力之前，必須預(yù)先安裝整個(gè)型鋼支撐體系的限位焊接即T型傳力件，傳力件與圍護(hù)的后置埋件及鋼構(gòu)等的焊接應(yīng)逐層累焊至填滿坡口。

（10）預(yù)應(yīng)力施加

檢查各部件螺栓的連接是否緊固，圍檁與圍護(hù)體系的連接狀態(tài)；先加壓對(duì)撐，然后張拉魚腹梁，最后角撐加壓。

3、預(yù)應(yīng)力魚腹梁支撐基坑變形控制

本工程地處城市中心區(qū)，基坑的變形不但涉及自身的安全和穩(wěn)定，還將影響到其上棧橋（臨時(shí)主干道路）、周邊高層建筑、城市主要管網(wǎng)和構(gòu)筑物的安全和運(yùn)行。由于本工程時(shí)間非常緊張，同時(shí)要求基坑開挖期間不影響道路正常通行，經(jīng)多方案比對(duì)，在B區(qū)采用預(yù)應(yīng)力魚腹梁支撐體系，該體系型鋼對(duì)撐之間無(wú)立柱，開挖工作面大，降低了基坑開挖的難度，剛度大，變形較小。為控制基坑變形，需滿足以下幾個(gè)方面：

（1）由于B區(qū)基坑寬度24m，型鋼對(duì)撐主肢采用一排3根H350mm×350mm×12mm×19mm型鋼橫向連接而成，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算，圍護(hù)樁頂?shù)乃轿灰茲M足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)有限元分析計(jì)算，基坑魚腹梁處的剛度是角撐處6-8倍，因此在施工時(shí)應(yīng)注意控制好角撐部位的連接，嚴(yán)格按規(guī)范要求施工。

（2）要使得預(yù)應(yīng)力魚腹式水平支撐正常工作，需型鋼對(duì)撐及魚腹梁等構(gòu)件完全安裝完畢，并分步施加預(yù)應(yīng)力，支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)傳力封閉后才能有效發(fā)揮作用。為此需按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行專業(yè)化施工，保證變形滿足要求。

（3）減少基坑周邊堆載影響，加強(qiáng)對(duì)基坑周邊變形的監(jiān)測(cè)，在SMW工法樁施工、土方開挖及支撐結(jié)構(gòu)組裝時(shí)，嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)范規(guī)定要求進(jìn)行。

4、結(jié)語(yǔ)

裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁型鋼支撐是采用H型鋼，在H型鋼預(yù)留孔，通過(guò)螺栓連接，安裝和拆除均比較方便，由于螺栓連接，H型鋼主撐之間可以通過(guò)連桿形成空間桁架結(jié)構(gòu)，剛度大，型鋼可以回收利用，節(jié)能環(huán)保。本工程采用該方法施工，工期短，對(duì)周圍環(huán)境影響小，施工快捷，安全可靠，可為城市中心區(qū)基坑施工提供借鑒。

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