鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用分析

侯文康

（山西建工建筑工程檢測(cè)有限公司，山西太原 030006）

鋼筋混凝土的剛度高，在各種復(fù)雜的基坑中都適用。因此，當(dāng)前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性較高。但是混凝土結(jié)構(gòu)的重量較大，材料還不能重復(fù)適用，無論是安裝還是拆除都非常復(fù)雜，需要浪費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)給工程產(chǎn)生較高的成本，以及造成材料上的浪費(fèi)，相比于鋼結(jié)構(gòu)支撐來說，缺點(diǎn)較大。鋼結(jié)構(gòu)支撐相對(duì)該工程來說，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因此，在沒有特殊情況的時(shí)刻，在深基坑支護(hù)中大多會(huì)采用鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)。

1 鋼結(jié)構(gòu)支撐體系內(nèi)力計(jì)算方法

1.1 等值梁法

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，主要是對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，將它變?yōu)槠矫嫔系膯栴}之后，在計(jì)算其變形情況和內(nèi)力，這樣可以使得計(jì)算的過程更加簡(jiǎn)單，并且可以保證計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性。使鋼結(jié)構(gòu)支撐的施工更加容易。等值梁法的支撐體系大多采用的材料、截面尺寸等都沒有使用數(shù)據(jù)的形式在計(jì)算中體現(xiàn)，因此，使用這種方法所采用的支撐系統(tǒng)是被假設(shè)出來的，精確度并不高，不能很好地反應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況。所以，在使用該方法時(shí)，一定要考慮實(shí)際情況，在確保滿足該方法使用條件時(shí)在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，從而為企業(yè)節(jié)省成本。

1.2 彈性地基桿法

這種方法主要是將支護(hù)結(jié)構(gòu)假想位彈性地基桿，通過相關(guān)的理論來計(jì)算側(cè)壓力，而支撐系統(tǒng)和坑底以下的土抗力被假想為彈簧支座，將其劃分成有限的單元體，從而對(duì)其進(jìn)行求解。該方法與等值梁法具備一定的相似性，兩者的精確度都不是特別高，主要是利用相關(guān)公示對(duì)其進(jìn)行估算，因此，這種方法比較適用于工程的前期，幫助相關(guān)工人進(jìn)行計(jì)算，促進(jìn)施工的進(jìn)行。

1.3 連續(xù)梁法

這種方法主要是建立相應(yīng)的模型，用來求支撐內(nèi)力。該方法需要將體系內(nèi)的某一段帽梁隔離出來，根據(jù)隔離出的帽梁建立連續(xù)性的模型，然后計(jì)算出對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用力，再對(duì)支撐的支座條件進(jìn)行相應(yīng)的處理，從而求出帽梁的內(nèi)力，最后求出支撐內(nèi)力。連續(xù)梁法相對(duì)來說操作較為簡(jiǎn)單，但是這種方法并沒有考慮到支撐本身的變形，存在一定的缺陷。因此，在使用這種方法時(shí)，一定要根據(jù)具體的情況，如果實(shí)際情況中并不允許這種方法的使用，那么應(yīng)該采取其他措施。

1.4 均布力法

該方法主要是計(jì)算其周圍作用著的均布荷載，并且在計(jì)算荷載時(shí)還可以計(jì)算其圍護(hù)結(jié)構(gòu)半面，通過使用這種方法，可以提升計(jì)算的精確性，使計(jì)算的結(jié)果滿足工程的施工需求，并且提升深基坑工程的安全性能，確保其的質(zhì)量符合工程需求，從而給相關(guān)的企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。這種方法在深基坑工程中的應(yīng)用比較廣泛，憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以給支撐面上的受力情況等一個(gè)精準(zhǔn)的數(shù)值。該方法也具備著一定的缺陷，比如說沒有考慮到梁與支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用，從而使該方法在很多情況下并不適用。

2 地下水控制及基坑土方開挖

2.1 對(duì)地下水進(jìn)行控制的方法

對(duì)地下水進(jìn)行控制可以保證深基坑工程的安全性，因此應(yīng)該對(duì)地下水采取合適的措施，進(jìn)行控制。當(dāng)基坑內(nèi)降水時(shí)，應(yīng)該避免對(duì)基坑外的地下水產(chǎn)生影響，使土壤周圍產(chǎn)生結(jié)塊，從而方便開挖工作的進(jìn)行。在基坑外進(jìn)行降水時(shí)，通過同樣的原理，使地下水位降低，能夠減少泥土的壓力和水壓力，這對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常有利，但是在進(jìn)行坑外降水的過程中，基坑的附近如果存在建筑物等，需要采取合適的措施，避免土壤結(jié)塊產(chǎn)生沉降從而給周圍設(shè)施帶來危害。在對(duì)地下水進(jìn)行控制時(shí)，要了解基坑的深度以及地下水的水位，根據(jù)具體的情況，制定合適的措施，從而對(duì)地下水進(jìn)行合理的控制。

2.2 基本原則

深基坑支護(hù)工程的施工需要遵循相應(yīng)的原則，在施工前必須了解施工場(chǎng)地，以及對(duì)施工場(chǎng)地周圍的環(huán)境等進(jìn)行考察，再根據(jù)相關(guān)的原則，采取合適的地下水控制措施，提高對(duì)地下水的控制程度，確?；硬粫?huì)變形，增強(qiáng)深基坑工程的安全性。如果施工的過程中違反了施工原則，那么可能無法對(duì)地下水進(jìn)行有效的控制，那么也會(huì)給深基坑支護(hù)工程留下安全隱患，無法保證施工人員和周圍群眾的安全。因此，相關(guān)的工作人員在施工時(shí)必須遵守開挖的原則，根據(jù)相關(guān)原則修改施工程序，使施工程序更加合理和有效，從而對(duì)地下水進(jìn)行有效的控制，保證深基坑支護(hù)工程的順利進(jìn)行。

3 鋼支撐架設(shè)及拆除

3.1 鋼支撐架設(shè)的原則

3.1.1 速度要快

保證鋼支撐架設(shè)的速度非常重要，具體的方法有：①對(duì)鋼支撐活絡(luò)端的活動(dòng)量進(jìn)行合理控制和設(shè)計(jì)，對(duì)鋼支撐進(jìn)行提前的拼裝，在進(jìn)行拼裝時(shí)應(yīng)該降低其誤差，確保拼裝的合理性；②對(duì)于配件的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證它的實(shí)用性，對(duì)鋼支撐的受力程度進(jìn)行計(jì)算，從而設(shè)計(jì)鋼楔的布置長(zhǎng)度，確保其滿足施工需求，保證施工的安全性；③提前安裝托架，在安裝托架時(shí)應(yīng)該設(shè)置支撐托架的結(jié)構(gòu)安裝位置合理，以及安排承載托架所安裝的時(shí)間，從而確保托架的科學(xué)安裝，提升工程的安全性，通過這種方法可以使鋼支撐架設(shè)的速度加快，從而提高施工效率。通過加快鋼支撐架設(shè)的速度，可以減少其他施工因素的影響，從而提高施工的質(zhì)量。

3.1.2 質(zhì)量要高

鋼結(jié)構(gòu)支撐在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用必須保證其安裝的質(zhì)量合格。鋼結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)來說比較低，并且有較多的安裝結(jié)點(diǎn)，如果安裝的程序不對(duì)，可能會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)支撐變形等，從而失去鋼結(jié)構(gòu)支撐本來的作用。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的安裝，應(yīng)該在地面對(duì)其進(jìn)行拼裝，然后再控制支撐位置，降低支撐位置的誤差，然后再安放鋼楔。對(duì)于安放的鋼楔，必須對(duì)鋼楔的兩面進(jìn)行拋光，并且安放的位置應(yīng)該和支撐的軸線互相重合，從而方便傳力以及避免應(yīng)力過于集中。最后，應(yīng)該有專人負(fù)責(zé)壓力表的日常操作和維修，從而保證兩臺(tái)千斤頂?shù)恼＿\(yùn)行，提高鋼支撐架設(shè)的質(zhì)量。在進(jìn)行鋼支撐架設(shè)時(shí)，必須采取合適的措施，按照標(biāo)準(zhǔn)工序進(jìn)行安裝，使該工程能夠滿足質(zhì)量要求，從而將其投入正常的使用中。

3.2 內(nèi)支撐體系的拆除

對(duì)內(nèi)支撐體系進(jìn)行拆除的意思時(shí)進(jìn)行支撐的“倒換”，將鋼管橫支撐所承受的側(cè)方壓力施加給永久支護(hù)結(jié)構(gòu)或者其他的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行拆除時(shí)，必須注意：首先，在拆除時(shí)應(yīng)該防止瞬間的預(yù)加應(yīng)力釋放過大從而使結(jié)構(gòu)局部變形或者開裂。其次，一定要保證底板的混凝土強(qiáng)度滿足施工需求，從而提升鋼支撐的安全性。對(duì)內(nèi)支撐體系進(jìn)行拆除的同時(shí)，一定嚴(yán)格注意這些應(yīng)該注意的事項(xiàng)，并且采取合理的措施對(duì)內(nèi)支撐體系進(jìn)行拆除，在降低安全隱患的同時(shí)，提高鋼支撐架設(shè)的質(zhì)量。

3.3 支撐設(shè)置時(shí)需要注意的問題

在進(jìn)行鋼支撐架設(shè)時(shí)有很多需要注意的問題，對(duì)于這些問題，相關(guān)的工作人員一定要特別注意，對(duì)其進(jìn)行解決，從而保證鋼支撐架設(shè)的安全。需要注意的問題主要有：①一定要設(shè)置支撐，從而減少樁的移動(dòng)；②將首道支撐的位置適當(dāng)?shù)南蛳乱疲瑥亩档蜆兜囊苿?dòng)以及內(nèi)力；③合理地設(shè)置支撐的數(shù)量。支撐的數(shù)量對(duì)樁的位移等有著較大的影響，因此，必須根據(jù)工程的實(shí)際情況，確保支撐的數(shù)量符合工程的需求，從而保證工程的順利進(jìn)行，為工程節(jié)省成本；④在對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須避免支撐截面尺寸過大，防止對(duì)支撐的剛度產(chǎn)生影響；⑤需要合理的設(shè)置支撐的預(yù)應(yīng)力，通過合理的支撐預(yù)應(yīng)力，能減少樁在坑中的位移，根據(jù)工程的進(jìn)行對(duì)工程的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而加強(qiáng)對(duì)支護(hù)樁的保護(hù)作用?？傊?，相關(guān)的施工人員需要對(duì)這些問題進(jìn)行綜合的考慮，對(duì)一些原則上的問題進(jìn)行解決，在提高施工效率的同時(shí)，也能夠降低施工的成本。

4 鋼結(jié)構(gòu)支撐架設(shè)的應(yīng)用前景

鋼支撐相對(duì)其他材料來說重量比較輕，并且安裝等過程比較方便和迅速，可以有效降低施工的時(shí)間，提高施工效率，還能夠減少圍護(hù)墻因?yàn)闊o支撐的時(shí)間長(zhǎng)等情況。使用鋼結(jié)構(gòu)支撐，能夠?qū)こ淌┘雍侠淼念A(yù)應(yīng)力，根據(jù)工程的發(fā)展對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，從而確保其圍護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)變形。鋼支撐還有一大好處是可以重復(fù)的進(jìn)行使用，從而幫助工程節(jié)省材料，降低施工的成本。使用鋼結(jié)構(gòu)支撐可以在任何地質(zhì)條件的基坑工程中應(yīng)用，受到的限制較小，相比較混凝土而言，有著更多的優(yōu)勢(shì)，因此，鋼結(jié)構(gòu)支撐目前在深基坑施工中得到廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)較大，在深基坑支護(hù)工程中起到很好的作用。但是鋼結(jié)構(gòu)支撐的剛度相對(duì)來說較差，安裝時(shí)有較多的結(jié)點(diǎn)，如果沒有進(jìn)行合理的計(jì)算和安裝，那么結(jié)點(diǎn)很有可能變形，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)支撐失去它本來的作用。因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)支撐的安裝時(shí)，一定要合理的計(jì)算結(jié)點(diǎn)的位置，按照標(biāo)準(zhǔn)的程序?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)支撐進(jìn)行安裝，從而保證鋼結(jié)構(gòu)支撐安裝的有效性，發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)支撐的價(jià)值，提升工程的安全性能。