逆作鋼格構立柱在基坑內支撐中的應用研究

李 立 坦

(瑞洲建設集團有限公司,浙江 溫州 325000)

城市地下空間的開發(fā)利用率越來越高，而為了最大限度地利用建筑土地，基坑開挖向著長大深的趨勢發(fā)展。城市空間的密集性導致基坑周邊環(huán)境越來越復雜，而基坑開挖因土體應力釋放會不可避免地對周邊建(構)筑物造成一定的影響。為了確保基坑和周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定，基坑支護體系的合理性顯得尤為重要。尤其對于大面積的基坑工程，其內支撐的跨度也必然較大，此時便需要設置內支撐立柱作為臨時豎向支撐，用于支撐水平支撐梁。常用內支撐立柱的主要類型有鋼筋混凝土立柱、鋼立柱和鋼管混凝土立柱。其中，鋼格構立柱因其在保證相同承載能力的條件下可提高抗彎性能，且施工便捷、節(jié)省材料，經常被應用于基礎的豎向支撐體系[1,2]。

當鋼格構立柱應用于深基坑內支撐中時，在施工過程中會穿過地下室底板與鋼筋混凝土鉆孔灌注樁相連，待地下室結構施工完成后才會被拆除[3-6]。然而，這樣將導致立柱拆除后與地下室底板的接觸部位成為防水施工的薄弱環(huán)節(jié)，如何做好防水處理成為施工難點。此外，現有技術還存在無法實現兩節(jié)格構柱快速準確定位、鋼格構柱垂直度以及與鋼筋籠同心對接精度不高等問題。因此，本文結合實際工程提出了一種用于深基坑內支撐的逆作鋼格構立柱結構，以期能夠解決上述問題。

1 工程概況

溫州市鹿城區(qū)濱江街道用地工程總占地面積22 355 m2，總建筑面積111 131 m2，地上建筑面積84 071 m2，地下建筑面積27 060 m2，基坑總面積約2萬m2，基坑周長660 m。本工程地下室西側及南側采用一道鋼筋混凝土支撐，該水平支撐體系的豎向立柱采用鉆孔混凝土灌注樁，立柱樁上部采用型鋼格構柱。型鋼格構柱采用角鋼和綴板焊接而成，格構柱進入立柱樁2 m，新打直徑0.7 m立柱樁共計33根；利用工程樁的共計15根，包括6根直徑0.6 m工程樁和9根直徑0.7 m工程樁。

2 逆作鋼結構立柱施工技術

2.1 施工工藝原理

圖1為深基坑內支撐中逆作鋼格構立柱的施工工藝原理圖，主要包括鋼格構立柱、鋼格構立柱垂直控制系統(tǒng)和防水結構等部分。其中，鋼格構立柱定位端上下設置有法蘭盤以及后緊帶栓套箍，可以實現兩節(jié)格構柱快速準確對接。在鋼筋籠主筋內側設有2道～3道環(huán)形鋼板，通過直螺紋套筒或焊接螺桿與格構柱連接，可以很好的將鋼格構柱與鋼筋籠準確牢靠同心設置(見圖2)。

鋼格構立柱垂直控制系統(tǒng)由調垂架、上下雙調垂盤、斜向調節(jié)、水平調節(jié)千斤頂、測斜儀等組成。其中，調垂架底部設有擴大固定承載板，可以用于調節(jié)架體高度；調垂架頂部和中下部區(qū)域分別設有分離式雙調垂盤，通過千斤頂液壓調節(jié)可以快速精準的控制格構柱的垂直度，也可以將混凝土澆筑及相鄰樁施工中混凝土初凝前格構柱精確定位。

圖1中還包括鋼格構立柱與地下室底板的防水體系，其中格構柱貫穿底板處預留施工洞口，貫穿區(qū)域內設有可拆除封閉箱體。該箱體可在底板澆筑時拆除，后期作為止水鋼板使用。鋼立柱外圍焊接有整體式止水鋼板，鋼格構柱周邊及止水鋼板涂刷一層返滲透結晶型防水涂料，并粘貼上一層聚合物防水卷材；采用與鋼格構立柱支撐的定型化易拆吊模，吊模采用可回縮設置，與鋼格構柱采用頂桿頂緊(見圖3)；格構柱割除后通過澆筑膨脹混凝土將沉板補平至與底板齊平，從而有效解決了分離式止水鋼板相互斷開止水效果差的問題。

2.2 施工步驟

1)搭設鋼格構立柱垂直度控制系統(tǒng)，定位安放底部擴大承載板，在其上安裝千斤頂，可調節(jié)柱腳標高，然后安裝調垂架，在其上部和中下部分別安放雙調垂盤；在調垂架上安放水平調節(jié)千斤頂以及斜向調節(jié)桿，整體穩(wěn)定牢固。

2)格構柱固定定位端上下設置法蘭盤，下法蘭盤與格構柱柱頂法蘭盤螺桿連接，通過通長螺桿固定于格構柱固定定位端上法蘭盤，通長螺桿采用內置式，格構柱固定定位端下端安裝滑動式后緊帶栓套箍，輔助設置互鎖耳板。

3)鋼筋籠主筋內側用電弧焊焊2道～3道環(huán)形鋼板，用直螺紋套筒或焊接螺桿將格構柱與鋼筋籠準確牢固連接，如圖4所示。

4)在格構柱穿底板內安置可拆除封閉箱體，在格構柱內部安裝可重復使用全柱身垂直度測斜儀；用塔吊對鋼格構立柱進行吊裝以及對其垂直度進行調整，確保其垂直下放。

5)鋼立柱外周焊接整體式止水鋼板，剛格構柱周邊及止水鋼板涂刷一層返滲透結晶型防水涂料。

6)安裝與鋼格構立柱支撐的定型化易拆吊模，采用頂桿頂緊鋼格構柱，割除格構柱后用膨脹混凝土補平沉板至底板標高。

7)拆除鋼格構立柱垂直度控制系統(tǒng)，清理場地。

3 結語

本文介紹了一種包括鋼格構立柱、鋼格構立柱垂直控制系統(tǒng)和防水體系等組成的逆作鋼格構立柱結構，用于臨時豎向支撐深基坑大跨度內支撐。與常規(guī)施工技術相比，該結構保證了鋼格構立柱的垂直精度，有效解決了拆除鋼格構立柱后與底板連接部位的防水問題。