基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

符友

（澄邁縣地方公路管理站，海南 澄邁 571900）

基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用

符友

（澄邁縣地方公路管理站，海南 澄邁 571900）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)廣泛開展，路橋工程的施工水平也不斷提高?；愉撝螄o(hù)技術(shù)因?yàn)槠浒踩暂^高、性能較好且質(zhì)量優(yōu)等諸多優(yōu)勢，在路橋建設(shè)工程中廣泛應(yīng)用。首先對基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)進(jìn)行簡要分析，其次闡述了施工原則和要點(diǎn)，然后結(jié)合實(shí)例分析了鋼支撐圍護(hù)技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用。

基坑鋼支撐；圍護(hù)技術(shù)；路橋施工

0 引言

為了加強(qiáng)區(qū)域間的地理聯(lián)系，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為人們的出行提供便利，需要加強(qiáng)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提升運(yùn)行能力。為此，路橋工程數(shù)量日益增加。為了維護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全，需要加強(qiáng)建設(shè)控制，在積極采用性能良好質(zhì)量過關(guān)的施工材料的同時，也需要采用適宜的施工工藝，提高施工效率和質(zhì)量。本文以基坑工程為例，就鋼支撐圍護(hù)體系施工工藝進(jìn)行深入研究。

1 基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)分析

路橋工程中基坑支護(hù)體系的應(yīng)用一般會設(shè)置兩道支撐結(jié)構(gòu)，并將其作為基坑支撐的圍護(hù)機(jī)制。與此同時，上道和下道可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行安裝。例如上道雙拼型鋼進(jìn)行支撐的端頭，通常需要將其焊接在基坑周邊的混凝土圈梁預(yù)埋鐵件上。與其對應(yīng)的是下道雙拼型的鋼支撐端頭，一般將其焊接在基坑鋼圍模的上部。上道和下道結(jié)構(gòu)的路橋工程形成了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、應(yīng)力均衡的網(wǎng)架式基坑支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從而有效控制了土體的位移。

2 路橋工程基坑鋼支撐圍護(hù)施工

2.1 施工原則

路橋工程基坑鋼支撐維護(hù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，作業(yè)人員需要嚴(yán)格秉持先支撐再土方開挖的原則，也就是控制挖方以及標(biāo)高，將深度控制在安裝鋼支撐底的標(biāo)高下方15 cm。同時，采用該種支撐體系時，需要對支撐鋼管進(jìn)行施工檢測，在受力前，需要先進(jìn)行橫向拉結(jié)，然后控制應(yīng)力保證壓桿穩(wěn)固。

2.2 施工要點(diǎn)

路橋施工工藝的控制以及作業(yè)方案的完善對于基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和工程建設(shè)質(zhì)量的提高具有重要意義。路橋工程作業(yè)過程中，施工參數(shù)會出現(xiàn)變化，需控制施工誤差，尤其是鋼支撐圍護(hù)體系鋼管的安裝偏差控制，可參考表1執(zhí)行。作業(yè)人員也需要依據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行操作，并謹(jǐn)慎選擇施工材料，注意節(jié)點(diǎn)代換、局部調(diào)整，若出現(xiàn)變更需要立即向上級申請，提升作業(yè)安全水平。在實(shí)際施工中，也需要注重支撐結(jié)構(gòu)制作安裝和土方開挖的的工序協(xié)調(diào)，維持兩者的促進(jìn)關(guān)系。土方開挖為支撐結(jié)構(gòu)提供了充足的空間，但是支撐結(jié)構(gòu)施工也需要配合挖方。路橋工程施工過程中，也需要合理控制作業(yè)點(diǎn)，并保證路橋工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，保證其負(fù)荷能力，以便縮短施工作業(yè)周期，提升工程的綜合效益。

表1 鋼管支撐安裝允許偏差

例如，若采用放坡開挖，則必須保證施工現(xiàn)場土質(zhì)條件符合要求，施工位置地下水水位較深，只有這樣才能保證不會對周邊建筑物造成擾動，也可有效保護(hù)通信或地下燃?xì)夤艿?。若基坑中有大量積水，需要采取適宜的降水或止水措施。降水的主要方法有集水井降水以及井點(diǎn)降水，而井點(diǎn)降水又可以分為輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)以及電滲井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和深井泵等，見圖1。

圖1 輕型井點(diǎn)降水示意圖

2.3 基坑加固

基坑加固時基坑鋼支撐圍護(hù)施工的重要環(huán)節(jié)，施工人員需要在基坑的周邊進(jìn)行820 mm、樁長25 m鉆孔灌注樁施工，可增加水泥使用量，并且可添加適量的外加劑，提高施工材料性能。

2.4 支撐結(jié)構(gòu)安裝

支撐結(jié)構(gòu)安裝需注重技術(shù)、圖紙交底，對施工中的支撐軸線進(jìn)行檢驗(yàn)，確定支撐結(jié)構(gòu)架設(shè)的適宜位置。在施工現(xiàn)場測繪時，需保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，為質(zhì)量控制提供參考。在安裝時需要對物力資源人力資源進(jìn)行優(yōu)化配置，配合構(gòu)件安裝，提高路橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

3 實(shí)例分析路橋施工中基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

某橋梁工程基坑施工中地表為人工填土，下為全新統(tǒng)沖積軟土、粉土、砂土沉積以及上更新統(tǒng)冰水沉積、沖積粘土、粉質(zhì)粘土、粉土及砂土，之下疊覆上更新統(tǒng)冰水沉積、沖積卵石土及砂夾層透鏡體，下伏白堊紀(jì)系上統(tǒng)灌13組厚層泥巖。為了保證基坑開挖的安全性，該工程采用了鋼支撐圍護(hù)方案，并設(shè)置了三道鋼支撐體系，鋼支撐可負(fù)荷較大的外部壓力，有利于工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性維護(hù)。

3.2 基坑鋼支撐維護(hù)施工

3.2.1 單根支撐安裝與施工

鋼支撐吊裝到達(dá)預(yù)定位置時，因?yàn)樽陨眢w重較大易出現(xiàn)下?lián)献冃?，而鋼支撐結(jié)構(gòu)因?yàn)榧庸げ粚ΨQ，沒有與中心保持統(tǒng)一，存在軸向力的作用，會出現(xiàn)附加彎矩。為了全面掌握結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化，且需要掌握鋼支撐結(jié)構(gòu)軸向的影響力，并且對鋼支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)外部應(yīng)力影響因素的存在進(jìn)行有效控制。為此，該工程在鋼支撐跨中、上、下分別安裝1只鋼弦式表面應(yīng)變計，對鋼支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，工程監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)見圖2。

圖2 支撐結(jié)構(gòu)立面示意圖

3.2.2 第一道支撐

第一，支撐所承受的軸向作用力占據(jù)總預(yù)加應(yīng)力的80%～170%，該工程的施工作業(yè)量較大，需要對下方予以支撐便開始土方開挖施工，但是受到外部自然環(huán)境的影響，鋼支撐鋼管的表面經(jīng)監(jiān)測其溫度達(dá)到了41℃～50℃。連續(xù)監(jiān)測8 d、10 d后鋼支撐鋼管出現(xiàn)了軸力峰值，監(jiān)測結(jié)果顯示為744 kN、720 kN。監(jiān)測表明土方開挖會對基坑框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響力，并且基坑結(jié)構(gòu)周邊的土體應(yīng)力也發(fā)生了變化，并且隨著開挖深度的加大壓力不斷提高。第二，第一道支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力正常。和前期相較而言，軸力降低，造成這一現(xiàn)象的主要原因是第二道鋼支撐安裝結(jié)束后，鋼支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力平衡。因?yàn)槭┕がF(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示鋼管的表面溫度仍處于鋼弦計的溫度限值范圍內(nèi)，由此表明現(xiàn)場作業(yè)條件不會對支撐結(jié)構(gòu)性能造成負(fù)面影響。第三，第一道支撐結(jié)構(gòu)的負(fù)荷不斷降級，降低幅度已達(dá)10%，這是由于三道支撐結(jié)構(gòu)施工后，結(jié)構(gòu)應(yīng)力關(guān)系穩(wěn)定。第一、二道支撐間混凝土護(hù)臂澆筑工作結(jié)束后，需要對土體進(jìn)行加固防護(hù)，保證基坑應(yīng)力平衡。

3.2.3 第二道支撐

首先，第二道支撐所受軸力經(jīng)測量在1 421～1 617 kN范圍內(nèi)，占據(jù)總預(yù)應(yīng)力的170%～194%。支撐結(jié)構(gòu)下方需要進(jìn)行土方開挖，施工作業(yè)量較大，需修鑿圍護(hù)挖孔樁噴射混凝土護(hù)臂，并在挖孔樁的墻身和挖孔樁間的墻體均勻涂抹混凝土，保證表面平整。第二道支撐結(jié)構(gòu)施工前需要搭設(shè)臨時作業(yè)平臺，并且在基坑的東側(cè)加設(shè)排水溝，為后續(xù)作業(yè)奠定基礎(chǔ)。第三道支撐處于初裝，施工量大，若未對施工現(xiàn)場作業(yè)條件進(jìn)行有效控制，會對第二道鋼支撐的應(yīng)力關(guān)系造成影響，且會造成軸力的直線上升?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果顯示：在第二道支撐施工過程中，需要保護(hù)鋼支撐結(jié)構(gòu)圍護(hù)挖孔樁結(jié)構(gòu)，避免對周邊土體的擾動。其次，因?yàn)槭┕がF(xiàn)場的溫度適宜，第三道鋼支撐架構(gòu)施工后應(yīng)力處于穩(wěn)定狀態(tài)，為作業(yè)提供了有力條件。當(dāng)三道支撐結(jié)構(gòu)均投入使用后，基坑周邊的土體壓力均勻分布在三道支撐結(jié)構(gòu)中，而基坑周邊的框架也趨于穩(wěn)定。然后，第三道支撐結(jié)構(gòu)需要現(xiàn)場吊裝拆除，保證支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力恢復(fù)至初始狀態(tài)，第二道支撐的軸力也不斷提高，與初始階段保持一致。在該工程竣工前，仍需監(jiān)測，但是需要適當(dāng)增加監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量，需對變化數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，依據(jù)數(shù)據(jù)變化以及施工的實(shí)際情況采取適宜的處理措施，保證工程建設(shè)安全和如期完工。

3.3 支撐結(jié)構(gòu)拆除

支撐結(jié)構(gòu)拆除后，需要按照設(shè)計方案的相關(guān)要求操作，在底板、中板、傳力帶強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定值后，需立即拆除第二道支撐結(jié)構(gòu)。當(dāng)中板以及傳力帶強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值后，需要拆除第一道支撐結(jié)構(gòu)。若樓板結(jié)構(gòu)存在缺陷，則需要架設(shè)臨時鋼支撐，保證作業(yè)任務(wù)的順利開展。

4 結(jié)語

綜上所述，基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對于提升路橋工程建設(shè)的安全性、穩(wěn)定性、質(zhì)量十分有利。但是在實(shí)際施工中，需要對自然環(huán)境、地形地貌、氣候變化等因素進(jìn)行綜合考量，并積極采用水力學(xué)、結(jié)構(gòu)學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識，聯(lián)系實(shí)踐保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力平衡。同時，需加強(qiáng)觀測，及時完善施工質(zhì)量問題，完善施工方案，促進(jìn)路橋工程建設(shè)發(fā)展。

[1]陳立國,劉光鵬.鋼筋混凝土與型鋼組合支撐體系在深基坑施工中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技,2010,33(4):83-84.

[2]張忠苗,趙玉勃,吳世明,等.過江隧道深基坑中SMW工法加鋼支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2010,29(6): 1270-1278.

[3]洪德海.鋼支撐預(yù)加力對圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響分析[J].鐵道勘察,2010,36(2):66-68.

[4]郭利娜,胡斌,李方成,等.武漢地鐵深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐軸力研究[J].地下空間與工程學(xué)報,2013,9(6):1386-1393.

U445

B

1009-7716（2017）09-0131-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.039

2017-05-02

符友（1983-），男，海南澄邁人，工程師，從事公路項(xiàng)目管理工作。