鋼支撐在地鐵基坑支護(hù)中的技術(shù)應(yīng)用

趙玉儒

中鐵十八局軌道公司，天津 300222

1 基坑開挖周邊土體對(duì)基坑的影響

一旦基坑開挖，基坑周邊土體因失去已挖土體的阻礙，產(chǎn)生主動(dòng)土壓力，周邊土體開始向基坑內(nèi)發(fā)生微小位移變化，這種位移會(huì)隨開挖深度增加，逐漸形成更大的位移，直到土體失去原來的塑性，導(dǎo)致坍塌。因此，為滿足工程要求，保證基坑開挖安全穩(wěn)定，防止坍塌，采取各種支護(hù)形式來平衡主動(dòng)土壓力。

2 鋼支撐作為基坑支護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍

鋼支撐支護(hù)屬于內(nèi)支撐支護(hù)的形式，其優(yōu)點(diǎn)：可以直接平衡兩端圍護(hù)墻上所受的水土壓力、結(jié)構(gòu)簡單、受力明確、加工轉(zhuǎn)場容易、韌性好、安全性高、能有效的控制基坑變形；缺點(diǎn)：基坑內(nèi)部不利于大規(guī)模的機(jī)械開挖、施工工期較長。實(shí)用于各種土層和深基坑工程，特別實(shí)用于復(fù)雜土質(zhì)及各種軟弱土地區(qū)基坑面積大、開挖深度深的情況。

3 鋼支撐支護(hù)施工

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→支架按照→鋼圍檁安裝→鋼支撐安裝→拆撐。

3.2 施工準(zhǔn)備

（1） 鋼支撐加工完成后，組織現(xiàn)場驗(yàn)收，保證材料、尺寸、螺栓的連接等處于完好狀態(tài)。

（2） 現(xiàn)場吊車、液壓千斤頂、人員應(yīng)具備到位，現(xiàn)場交底應(yīng)完成。（3） 測(cè)量儀器鑒定合格。

3.3 測(cè)量放樣

冠梁鋼筋綁扎完成，按照設(shè)計(jì)圖，利用全站儀放出預(yù)埋件的水平位置和高程，將預(yù)埋件固定在冠梁鋼筋內(nèi)。

下層鋼支撐安裝位置，在基坑開挖至鋼圍檁底面下50cm后，測(cè)量放出鋼圍檁位置，一般段內(nèi)放2～3個(gè)點(diǎn)，中間點(diǎn)用于放樣長距離時(shí)糾偏，拉線畫出鋼圍檁線。

3.4 支架安裝

支架安裝在鋼圍檁位置確定后，在放樣線下方，每個(gè)圍護(hù)樁體上安裝1個(gè)三角托架，三角架一邊與圍護(hù)樁秘貼，采用膨脹螺栓與圍護(hù)樁連接，三角架另一邊與放樣線在同一個(gè)平面內(nèi)，相鄰的三角架用通長的三角鋼固定，使三角架形成一個(gè)整體，保持他的穩(wěn)定性，在鋼圍檁安裝時(shí)能夠達(dá)到所有三角架共同受力。

3.5 鋼圍檁安裝

鋼圍檁安裝前按設(shè)計(jì)要求的尺寸加工好，按照現(xiàn)場開挖面的長度，將加工好的鋼圍檁吊裝在三角架托架上，為方便吊裝，鋼圍檁一般加工成3～5m長，安裝好后及時(shí)施做防墜落措施。相鄰段鋼圍檁接頭處采用等強(qiáng)鋼板焊接，把鋼圍檁連成一個(gè)整體。檢查鋼圍檁與基坑側(cè)壁基面的密貼，對(duì)密貼不嚴(yán)實(shí)存有空隙處，采用細(xì)石混凝土回填。

3.6 鋼支撐安裝

吊車將以驗(yàn)收合格的鋼支撐，吊裝在冠梁鋼支撐預(yù)埋件的卡槽內(nèi)或鋼圍檁上的卡槽內(nèi)，檢查鋼支撐兩端放入卡槽是否到位。按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)需要加裝軸力計(jì)的位置，在鋼支撐固定端頭與卡槽內(nèi)之間按照軸力計(jì)。

施工人員把液壓千斤頂放入鋼支撐活絡(luò)端，根據(jù)施工交底中將原設(shè)計(jì)預(yù)加軸力值kN轉(zhuǎn)換成MP后，進(jìn)行預(yù)加軸力加壓。

軸力加壓應(yīng)分級(jí)逐漸加壓，通長一般分三級(jí)，每級(jí)按設(shè)計(jì)預(yù)加軸力的50%、70%、100%進(jìn)行加壓，每次加壓要間隔3～5min，察看基坑周邊環(huán)境，加壓完畢后，用鋼楔楔緊活絡(luò)端。在最后一次加壓，應(yīng)適當(dāng)超過預(yù)加軸力值，因?yàn)樵谇Ы镯斝箟簳r(shí)，預(yù)加軸力有一小部分軸力回彈。

裝有軸力計(jì)的鋼支撐固定端，在預(yù)加軸力最后一次加壓，記錄加壓數(shù)據(jù)，作為鋼支撐加壓初始值，便于后期軸力監(jiān)測(cè)，為我們了解基坑周邊土壓力的發(fā)展趨勢(shì)，為基坑安全及早作出決定。

表1 鋼支撐支撐設(shè)計(jì)軸力值

3.7 拆撐

鋼支撐的拆除一般在基坑結(jié)構(gòu)底板完成，混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上，但對(duì)跨度大于8m以后的基坑，鋼支撐的拆除需要達(dá)到100%。以上條件具備后，申請(qǐng)拆除鋼支撐。拆除先將千斤頂加壓，把活絡(luò)端鋼楔取出，緩慢加壓直至完全松開。需要拆除多根鋼支撐切記不要連續(xù)拆除，選擇跳拆，保證基坑應(yīng)力緩慢釋放，主體結(jié)構(gòu)受力處于逐漸受力狀態(tài)。

4 質(zhì)量控制

4.1 鋼支撐加工外觀質(zhì)量控制 （表2）

表2 鋼支撐加工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 鋼支撐安裝質(zhì)量控制 （表3）

表3 鋼支撐安裝質(zhì)量控制

4.3 預(yù)加軸力質(zhì)量控制

液壓千斤頂校準(zhǔn)必須是在有效期內(nèi)，加壓前要檢查壓力表讀書是否正常，油管有沒有漏有現(xiàn)象。正式加壓前先試壓檢查千斤頂?shù)墓ぷ髑闆r。加壓過程中兩個(gè)千斤頂相互對(duì)稱，保持在同一水平面，同時(shí)加壓頂進(jìn)，操作不能出現(xiàn)偏壓情況。

4.4 基坑側(cè)壁基面平整度質(zhì)量控制

為保證鋼支撐施工受力均勻，基坑側(cè)壁基面基本處于同一平面，對(duì)于大的凹陷進(jìn)行回填，突出物要進(jìn)行清理，并用砂漿等進(jìn)行抹平?；姹砻鎽?yīng)平緩，過度銜接處基本平順。

4.5 各部位連接質(zhì)量控制

鋼支撐壁厚決定鋼支撐的擾度，采用游標(biāo)卡尺檢查壁厚，符合設(shè)計(jì)要求，加強(qiáng)部位的連接鋼板數(shù)量、位置，符合設(shè)計(jì)要求。

觀察外表是否有銹蝕現(xiàn)象，嚴(yán)重的銹蝕要采取措施。因鋼支撐架設(shè)后，長期處于暴露，架設(shè)前應(yīng)采取防銹處理，如涂刷防銹漆。

鋼支撐標(biāo)準(zhǔn)段或非標(biāo)準(zhǔn)段與端頭連接，要采用高強(qiáng)螺栓連接，應(yīng)一到一順逐孔連接到對(duì)應(yīng)法蘭盤上，每個(gè)螺栓必須緊固到位。

鋼支撐的法蘭盤、加強(qiáng)部位的連接鋼板，檢查焊縫是否飽滿，能否滿足規(guī)范要求，焊接要有必要的抽檢質(zhì)量探傷報(bào)告。鋼圍檁的加工確保后背板的厚度和加強(qiáng)部位的焊接符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

5 安全措施及注意事項(xiàng)

5.1 安全措施

（1） 機(jī)械設(shè)備進(jìn)場前應(yīng)必須是經(jīng)過驗(yàn)收，驗(yàn)收手續(xù)齊全，鋼絲繩、保險(xiǎn)卡和各種限位裝置是否靈活有效，再進(jìn)入施工現(xiàn)場。專職安全人員察看吊裝場地地面有無裂紋，吊車大臂轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)有無其他障礙物的影響。

（2） 吊裝前要編制吊裝方案，并對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行了安全培訓(xùn)教育。

（3） 現(xiàn)場信號(hào)工的配備齊全，與吊裝施工無關(guān)的人員不到進(jìn)入現(xiàn)場，若采用兩臺(tái)吊車進(jìn)行吊裝，必須步調(diào)一致，吊裝作業(yè)區(qū)不能有交叉作業(yè)。

（4） 鋼支撐架設(shè)，在沒有預(yù)加軸力的情況下，吊車不能先解除大鉤，應(yīng)保持一定向上的拉力，直到第一次預(yù)加軸力完成。

（5） 鋼支撐架設(shè)完成后，按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)對(duì)鋼支撐和鋼圍檁施做防墜落措施。對(duì)第二道及以下鋼支撐及鋼圍檁施做，處于高處的操作人員要采取防墜落措施，保證人身安全。

5.2 注意事項(xiàng)

（1） 斜撐的架設(shè)鋼圍檁背后要設(shè)置抗剪蹬，抗剪蹬與圍護(hù)樁密貼，周邊的空間要回填密實(shí)。

（2） 鋼支撐架設(shè)未加預(yù)加軸力之前，發(fā)現(xiàn)端頭卡槽與鋼支撐端頭法蘭盤不密貼，存在夾角，應(yīng)塞滿鋼楔，并在加壓后將空隙進(jìn)行進(jìn)行回填處理。

（3） 若發(fā)現(xiàn)鋼支撐架設(shè)兩端不處于同一個(gè)水平面上，在加壓之前應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以保證預(yù)加軸力后，能夠與基坑基面保持垂直狀態(tài)。

6 結(jié)語

用內(nèi)支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成結(jié)構(gòu)體系來維持基坑的安全穩(wěn)定，基坑開挖是基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的土壓力在開挖后，通過內(nèi)支撐來平衡，使基坑周邊土體達(dá)到靜力平衡。鋼支撐在基坑支護(hù)中的技術(shù)應(yīng)用，關(guān)系到整改施工工程的順利推進(jìn)。但是如何做好鋼支撐最基本最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)工程的建設(shè)起著舉足輕重的作用。