裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)的應(yīng)用研究

李傳紅 韓蕾 吳飛

（1山東凱文科技職業(yè)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250200；2中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250200）

目前，裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)在我國(guó)基坑工程中得到了一定的應(yīng)用，經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，其具有施工簡(jiǎn)便、安全性高、經(jīng)濟(jì)合理、綠色節(jié)能等諸多優(yōu)勢(shì)，因此，裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)在未來(lái)勢(shì)必會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。對(duì)裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)進(jìn)行深入研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)

裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)，即IPS工法，是建立在預(yù)應(yīng)力原理基礎(chǔ)上的一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，借助以鋼絞線為下弦的魚腹梁，構(gòu)建大剛度圍檁梁，擴(kuò)大支撐間距，并采用組合式對(duì)撐、角撐，從而構(gòu)建完整的支撐結(jié)構(gòu)體系。

從工藝特點(diǎn)角度考慮，與傳統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)相比，IPS工法無(wú)需使用焊接工藝，提前預(yù)制相應(yīng)構(gòu)件，做好充足準(zhǔn)備的前提下，在施工現(xiàn)場(chǎng)，將這些構(gòu)建通過螺栓連接起來(lái)，也無(wú)需使用混凝土等材料，操作簡(jiǎn)便，施工較短。且所有構(gòu)件均為工具式、標(biāo)準(zhǔn)化的，可重復(fù)使用，可減少資源的浪費(fèi)。IPS工法避免了土方開挖，有利于縮短工期，還可以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)安裝、拆除的時(shí)間，也有利于縮短工期。施工結(jié)束后，各種構(gòu)件還可以拆解、循環(huán)使用[1]。

從支撐體系角度考慮，傳統(tǒng)支撐技術(shù)下，如支桿、千斤頂?shù)龋_放空間較小，具有一定的局限性，而IPS工法可以擴(kuò)大支撐空間，支撐間距相對(duì)較大的情況下，形成了寬闊的開放空間，改善施工條件，有利于確保施工安全，促使支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)得到了跨越式發(fā)展。

從可控度角度分析，IPS工法還可以確保基坑的穩(wěn)定性，同時(shí)有利于保護(hù)基坑周邊環(huán)境。IPS工法下，鋼結(jié)構(gòu)支撐體系為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，采取有效的技術(shù)措施，有針對(duì)性地對(duì)預(yù)應(yīng)力的大小進(jìn)行調(diào)整，便可以有效控制周邊土體的位移與變形量，還可以有效預(yù)防基坑坑壁的水平位移問題，從而能夠提高基坑施工質(zhì)量。

從安全性角度分析，IPS工法也有著明顯的優(yōu)勢(shì)，其破壞前會(huì)出現(xiàn)十分明顯的預(yù)兆，因此，一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以根據(jù)預(yù)兆提前做好準(zhǔn)備，并采取有效的解決對(duì)策，將損失降到最低[2]。

2 裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程概況

以xx工程為例，對(duì)裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)的具體施工技術(shù)進(jìn)行分析。xx工程中，主要包括1-4號(hào)四棟26層高層住宅樓、兩層地下車庫(kù)及門衛(wèi)室、垃圾房等附屬建筑物。高層住宅樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)，地下車庫(kù)采用框架結(jié)構(gòu)?；涌偯娣e135927.37平方米，基坑施工中采用裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)。

2.2 裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)的施工

2.2.1 施工流程

IPS工法的施工流程為：立柱樁施工→確定安裝標(biāo)高/焊接牛腿角鋼→設(shè)置安裝基準(zhǔn)點(diǎn)/拉線找直定位→圍檁安放、固定→托座件及支撐橫梁安裝→角撐預(yù)拼、安裝→魚腹梁組拼、安裝→対撐組組拼、安裝→傳力件布置、焊接，并設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)→施加預(yù)應(yīng)力，監(jiān)測(cè)基坑施工質(zhì)量，不符合要求，則重新設(shè)置安裝基準(zhǔn)點(diǎn)/拉線找直定位，并按流程操作，由第三方進(jìn)行支撐體系變形監(jiān)測(cè)。

2.2.2 施工技術(shù)

2.2.2.1 立柱樁施工

立柱樁施工是IPS工法施工的第一步，插樁安置好之后，兩臺(tái)經(jīng)緯儀呈90度，以保證立柱不出現(xiàn)傾斜的問題，嚴(yán)格控制立柱的傾斜度，不可超過立柱長(zhǎng)度的0.5%。該工程使用的立柱為方鋼管混凝土立柱，需要使用三軸攪拌樁機(jī)來(lái)進(jìn)行引孔，同時(shí)采取振動(dòng)式捶打方法，功率設(shè)置為60千瓦至70千瓦，以確保其穩(wěn)定性。土方開挖、確定標(biāo)高，三角托架圍檁、支撐梁、托座等各部件組裝完成之后，施加預(yù)應(yīng)力，完成立柱施工[3]。立柱施工中，必須嚴(yán)格遵循施工組織設(shè)計(jì)的要求，不可憑借經(jīng)驗(yàn)盲目施工、也不可以為了趕進(jìn)度而走捷徑，以避免安全隱患的出現(xiàn)。同時(shí)，不同的工程項(xiàng)目，施工要求與實(shí)際情況存在著巨大的差異，因此，也要根據(jù)工程實(shí)際情況，對(duì)IPS工法進(jìn)行合理調(diào)整，以確保IPS工法的效果。

2.2.2.2 三角托架施工

使用鋼材質(zhì)三角托架，三角托架施工過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行安裝，這也是確保三角托架施工質(zhì)量的前提。對(duì)三角托架進(jìn)行安裝的時(shí)候，應(yīng)先將連接部位清理干凈，確保沒有雜質(zhì)、清潔之后，方可進(jìn)行安裝，以保障施工安全。做好充足的準(zhǔn)備之后，便可以焊接三腳架，嚴(yán)格控制焊接流程，確保整體穩(wěn)定性?？刂迫峭屑艿纳蠂鷻_中心線保持在同一水平面上，確保連接位置的牢固性，橫杠水平度、長(zhǎng)度均要滿足實(shí)際使用要求。

2.2.2.3 支撐圍檁安裝

圍檁是IPS工法施工中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，一般是分段逐次安裝圍檁，也就是按照支撐架設(shè)順序，對(duì)圍檁進(jìn)行逐段吊裝。對(duì)圍檁的安裝進(jìn)程與安裝質(zhì)量，也要進(jìn)行分步控制，一個(gè)小步驟完成之后便進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，質(zhì)量合格之后方可進(jìn)行下一步驟，把握好每一個(gè)細(xì)節(jié)，保障支撐圍檁安裝質(zhì)量[4]。支撐圍檁安裝結(jié)束后，對(duì)立柱、三角托架的穩(wěn)定性進(jìn)行再次核對(duì)、校正，在兩者之間的連接部位應(yīng)用高強(qiáng)度螺栓連接起來(lái)，確保整體的安全性。

2.2.2.4 托座、支撐梁安裝

本工程托座與支撐梁主要采取焊接工藝，必須滿焊，要求焊縫高度≥8毫米。托座與支撐梁安裝過程中，應(yīng)注意控制托座的垂直度、支撐梁的水平標(biāo)高，以確保整體的牢固性、穩(wěn)定性。

2.2.2.5 角撐安裝

安裝角撐之前，先在地面對(duì)角撐進(jìn)行預(yù)拼接，并對(duì)預(yù)拼接之后支撐順直度進(jìn)行測(cè)量，確保合格后，按照具體的部位吊裝就位。角撐安裝過程中，如果加壓端放置空檔有多余空間，則需要應(yīng)用相應(yīng)厚度的鋼板進(jìn)行墊緊、貼密，避免支撐體系受力之后而出現(xiàn)的偏心問題。

2.2.2.6 魚腹梁安裝

在地面拼接安裝魚腹梁，做好安裝記錄，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范章程進(jìn)行安裝，遇到問題的時(shí)候及時(shí)與技術(shù)人員討論，并制定合理的解決方案。

2.2.2.7 施加預(yù)應(yīng)力

IPS工法施工中，各種構(gòu)件安裝完成之后，需施加預(yù)應(yīng)力，堅(jiān)持分區(qū)、分級(jí)以及循環(huán)的預(yù)應(yīng)力施加原則。檢查各部件螺栓是否緊固連接，檢查圍護(hù)體系與圍檁的連接狀態(tài)，角撐、對(duì)撐加壓，張拉鋼絞線。

2.2.3 基坑施工監(jiān)測(cè)結(jié)果

有計(jì)劃性地監(jiān)測(cè)基坑施工質(zhì)量。本工程基坑施工全過程安全、可控，且體現(xiàn)了IPS工法減少鋼材、節(jié)省造價(jià)、施工方便、縮短工期、節(jié)能減排、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)勢(shì)。相比較于傳統(tǒng)混凝土支撐，IPS工法縮短工期40%、減少造價(jià)20%，具有理想的應(yīng)用效果與價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)在基坑支護(hù)中有著良好的應(yīng)用價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用過程中，重點(diǎn)控制立柱樁施工、三角托架施工、支撐圍檁安裝、托座與支撐梁安裝、角撐安裝、魚腹梁安裝、施加預(yù)應(yīng)力的質(zhì)量，以確保裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐的應(yīng)用效果。