淺談如何提高深基坑鋼管斜撐的施工質(zhì)量

楊浩++李世鋒++王豐慶++王旭淮

摘 要：隨著建設(shè)工程地下空間的開(kāi)發(fā)利用，深基坑工程變得越來(lái)越普遍，對(duì)大基坑而言，鋼管斜撐作為一種基坑支護(hù)方式，越來(lái)越多的被運(yùn)用；深基坑鋼管斜撐施工工藝較為復(fù)雜，且沒(méi)有統(tǒng)一的施工技術(shù)規(guī)范。鋼管斜撐在施工過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，將直接影響整個(gè)基坑的施工質(zhì)量及安全；本文以湖州市市北28號(hào)地塊棚戶區(qū)（城中村）改造IV標(biāo)段基坑鋼管斜撐支護(hù)為例從深基坑鋼管斜撐的施工技術(shù)要點(diǎn)著手，探索影響深基坑鋼管斜撐施工質(zhì)量的主要原因，淺談提高基坑鋼管斜撐施工質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞： 深基坑； 鋼管斜撐； 施工質(zhì)量； 措施

1.工程案例

湖州市市北28號(hào)地塊棚戶區(qū)（城中村）改造IV標(biāo)段位于湖州市市北分區(qū)，泰和家園北側(cè)，屬于商業(yè)、住宅建筑群體，由兩幢2層商業(yè)、十九幢6-16層住宅及一層地下室組成。土方開(kāi)挖面積約為45000 m2，基坑開(kāi)挖深度為4.60m～6.20m，工程支護(hù)形式采用鉆孔灌注樁加一道混凝土內(nèi)支撐及鋼管斜拋撐的支護(hù)形式，在基坑短邊主要是角撐，在基坑的長(zhǎng)邊中間位置則采用鋼管斜支撐支護(hù)。

鋼管斜支撐支護(hù)由鉆孔灌注樁加一道冠梁、牛腿支墩及厚壁鋼管組成。在土方開(kāi)挖過(guò)程中，首先利用大放坡土方來(lái)抵抗邊坡的土體荷載；土方開(kāi)挖結(jié)束后，利用底板傳力帶與拋撐共同來(lái)抵抗邊坡主動(dòng)區(qū)的土體荷載。鋼管斜拋撐支護(hù)體系在支護(hù)樁冠梁、底板牛腿支墩相應(yīng)部位分別預(yù)埋鋼板并澆筑混凝土，待支護(hù)樁冠梁和牛腿支墩達(dá)到一定強(qiáng)度后，通過(guò)在預(yù)埋鋼板上焊接鋼管斜撐來(lái)協(xié)調(diào)基坑土體變形以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

2.工藝原理

深基坑鋼管斜撐支護(hù)體系由灌注支護(hù)樁、冠梁、斜撐鋼管、被加固的原位土體、掛網(wǎng)噴射混凝土和必要的防水系統(tǒng)組成支護(hù)體系，起約束變形的作用。在土方開(kāi)挖完成后，通過(guò)鋼管將冠梁與基底承臺(tái)聯(lián)接，并在鋼管上施加預(yù)應(yīng)力，使鋼管與灌注支護(hù)樁形成整體同共受力，抵抗土體的主動(dòng)土壓力，減少土體滑移，協(xié)調(diào)基坑土體變形以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

3.鋼管斜撐施工過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題

（1）鋼管斜撐施工過(guò)程中容易彎曲

因鋼管斜撐的自重較大，加之局部土方已進(jìn)行開(kāi)挖，鋼管斜撐出現(xiàn)半懸空狀態(tài)，如果施工過(guò)程存在不規(guī)范的操作、選用不合格或磨損嚴(yán)重的材料、未采取相應(yīng)的支撐體系，加上施工環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致鋼管斜撐體系不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)鋼管斜撐下掛及不順直現(xiàn)象，產(chǎn)生偏心彎矩，造成土體位移增加，從而引起質(zhì)量安全事故。

（2）鋼管斜撐施工中容易出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力不夠

鋼管斜撐施工中，施加預(yù)應(yīng)力的情況直接影響到鋼管斜撐的受力狀態(tài)的施工質(zhì)量，并直接影響整個(gè)基坑支護(hù)的效果。通常鋼管斜撐施工過(guò)程中，冠梁及牛腿預(yù)埋鐵澆筑時(shí)平行角度存在相應(yīng)誤差，鋼隼子磨損嚴(yán)重，引起鋼管斜撐與砼表面產(chǎn)生間隙，加之作業(yè)人員未按照相關(guān)要求進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加，導(dǎo)致鋼管斜撐預(yù)應(yīng)力無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而影響鋼管斜撐的施工質(zhì)量。

4.提高鋼管斜撐施工質(zhì)量的技術(shù)措施

（1）搭設(shè)臨時(shí)支撐架

鋼管斜撐施工時(shí)，基本上采用組裝后再整體吊入相應(yīng)位置進(jìn)行安裝的方法，在鋼管斜撐校準(zhǔn)及施加應(yīng)力過(guò)程中應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)支撐及操作防護(hù)架，已便于作業(yè)人員更好的進(jìn)行作業(yè)。故在其施工前，先有技術(shù)負(fù)責(zé)人參照承重支模架體系采用相應(yīng)技術(shù)軟件對(duì)該架體進(jìn)行計(jì)算，保證臨時(shí)支架的承載力和穩(wěn)定性，并設(shè)置剪刀撐加固架體，確保鋼管斜撐安裝后的平直度，驗(yàn)收時(shí)應(yīng)符合相關(guān)要求。

（2）采用專業(yè)設(shè)備加工三角鋼楔形隼子

表面參差不齊的三角鋼榫子，對(duì)填塞活動(dòng)端后部條形槽與鋼管端面之間的空隙影響較大，因隼子表面不平整，采用沖擊錘擊打三角鋼楔形隼子，也未能使得隼子面接觸，緊密存在縫隙造成預(yù)應(yīng)力設(shè)備卸力后應(yīng)力損失嚴(yán)重。

為確保施工質(zhì)量，可采用專業(yè)的數(shù)控設(shè)備加工三角鋼榫子，在鋼板上依照現(xiàn)場(chǎng)所需三角鋼楔形隼子的規(guī)格尺寸畫(huà)好輪廓線，然后采用專業(yè)切割設(shè)備進(jìn)行切割，切割完成后檢查隼子表面的平整度，若存在缺口采用打磨機(jī)進(jìn)行打磨平整。

（3）取消預(yù)埋鐵板，改用擱置法進(jìn)行鋼管斜撐施工

因鋼管斜撐施工作業(yè)時(shí)，上部冠梁與下部牛腿需平行，在鋼板預(yù)埋時(shí)難以準(zhǔn)確計(jì)算出傾斜角度，預(yù)埋鋼板錨腳加固難度大，且砼澆搗過(guò)程中振動(dòng)棒極易接觸預(yù)埋鋼板，出現(xiàn)預(yù)埋鋼板移位，導(dǎo)致鋼管斜撐與預(yù)埋鐵板間出現(xiàn)縫隙卸力后應(yīng)力損失嚴(yán)重。

由施工技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)鋼管斜撐的長(zhǎng)度、施工圖集及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況計(jì)算出冠梁及牛腿相應(yīng)的傾斜度，現(xiàn)場(chǎng)施工員根據(jù)計(jì)算好的傾斜度對(duì)冠梁及牛腿進(jìn)行定位放樣，并對(duì)已安裝鋼管斜撐進(jìn)行全數(shù)檢查，采用高標(biāo)號(hào)膨脹砼對(duì)存在空隙處進(jìn)行灌實(shí)，確保鋼管斜撐個(gè)接觸面有限連接，減少卸力后的應(yīng)力損失。

（4）對(duì)稱分級(jí)施加預(yù)應(yīng)力

鋼管拋撐安裝完畢后，在確保各節(jié)點(diǎn)連接狀況良好的情況下，對(duì)拋撐鋼管施加預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力應(yīng)在鋼管拋撐的固定墩一端進(jìn)行，在吊裝斜撐鋼管施工時(shí)鋼管下端封口鋼板與固定墩內(nèi)側(cè)預(yù)埋鋼板之間用上寬下窄的鋼楔子插入形成可以放入千斤頂?shù)拈g隙，千斤頂放入間隙后先進(jìn)行預(yù)頂。將其與鋼管封口鋼板固定牢靠，隨著預(yù)應(yīng)力的增加，鋼板間的縫隙逐漸變大，使用沖擊錘將鋼楔子不斷向下擠入縫隙中，并保持與兩側(cè)鋼板緊密接觸，兩側(cè)預(yù)應(yīng)力需同時(shí)施加，使用 2 臺(tái)帶表的液壓千斤頂，同步進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工，預(yù)應(yīng)力應(yīng)分級(jí)施加，重復(fù)進(jìn)行，加至設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)再次檢查各連接點(diǎn)的情況，必要時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固，待額定壓力穩(wěn)定后進(jìn)行鎖定。

為減少溫度對(duì)預(yù)加軸力的影響，選擇在氣溫較低的時(shí)段對(duì)鋼管拋撐施加預(yù)應(yīng)力。當(dāng)預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值、壓力無(wú)明顯衰減時(shí)，用特制型鋼楔鎖定鋼管支撐，然后拆除千斤頂，預(yù)應(yīng)力允許偏差±50KN，預(yù)應(yīng)力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)測(cè)情況，分級(jí)施加，即在需頂伸長(zhǎng)度超過(guò)千斤頂作業(yè)長(zhǎng)度時(shí)。需分多次施加預(yù)應(yīng)力，每次頂伸至千斤頂最大工作長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)采用臨時(shí)鋼楔子塞牢，再在千斤頂?shù)撞考訅|鋼板增加作業(yè)長(zhǎng)度繼續(xù)頂伸，施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，要求對(duì)預(yù)應(yīng)力施加數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，避免施加過(guò)度，造成基坑外側(cè)過(guò)大的變形的情況。

5.結(jié)語(yǔ)

在本工程上，通過(guò)采用上述技術(shù)措施后，本工程鋼管斜撐的應(yīng)力值全數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，充分體現(xiàn)了鋼管斜拋撐的作用，在地下室施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)地表水平位移，基坑周邊地表、建筑物及地下管線沉降監(jiān)測(cè)、地下水水位變化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、位移等超過(guò)設(shè)計(jì)報(bào)警值等安全隱患，確保了本工程基坑的安全，確保了地下室的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]朱亮，汪貴臨，汪仲琦，王智力.工具式組合鋼管拋撐施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014（7）：63-67，147.

[2]付花.深基坑鋼管拋撐支護(hù)施工技術(shù)[J].中國(guó)校外教育，2010（2）： 136，147

[3]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ120-2012 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑業(yè)出版.

【文章編號(hào)】1627-6868（2017）06-0052-02