某基坑工程中鋼管斜撐的施工與監(jiān)測(cè)

王建德

(中煤第三建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，安徽 宿州 234000)

基坑工程中通常采用鋼筋混凝土水平支撐，但該方法工藝復(fù)雜、成本高，且后續(xù)拆除時(shí)產(chǎn)生噪聲與垃圾。如基坑屬于狹長(zhǎng)類型(如地鐵車站基坑工程)，則可采用水平鋼支撐對(duì)撐。但當(dāng)基坑范圍較大，水平支撐難以使用，可采用鋼管斜撐。鋼管斜撐支護(hù)時(shí)，利用坑底預(yù)留土體或底板抵抗基坑側(cè)壁的土壓力，施加預(yù)應(yīng)力后，鋼管斜撐與抗滑樁共同形成復(fù)合受力體系[1]。鋼管斜撐具有安裝與拆卸簡(jiǎn)單、可重復(fù)使用、不對(duì)紅線外建筑產(chǎn)生影響、占用坑內(nèi)空間小等特點(diǎn)，已在基坑工程支護(hù)方案中得到了廣泛應(yīng)用[2-6]。

合肥市某基坑工程，基坑南部寬約94 m，北部寬約55 m，長(zhǎng)約217 m，基坑周長(zhǎng)約720 m，基坑圍護(hù)面積約22 000 m2，開(kāi)挖深度14～20 m。該基坑不同部位采用不同的支護(hù)方式，主要方式有單排樁加錨索、雙排樁、雙排樁加鋼管斜撐等。其中鋼管斜撐采用A609×12 mm(16 mm)鋼管制作，斜撐長(zhǎng)12.0～16.0 m。

現(xiàn)對(duì)該基坑工程中鋼管斜撐施工進(jìn)行分析與介紹。

1 斜撐施工工藝

鋼管斜撐與雙排樁聯(lián)合使用的支護(hù)方案如圖1所示。其中斜撐系統(tǒng)由混凝土腰梁、上牛腿、下牛腿、鋼管支撐組成，其施工流程如圖2所示。

圖1 基坑鋼管斜撐支護(hù)方案

圖2 斜撐施工工藝流程圖

下牛腿待總包單位底板鋼筋施工完畢后，使用全站儀確定牛腿位置，鋼筋班組進(jìn)行下牛腿鋼筋施工，主筋8C25，箍筋B10@100，之后模板封口，澆筑混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)與底板保持一致。鋼管支撐與牛腿斜交處需埋設(shè)錨板，錨板尺寸700 mm×700 mm，t=12 mm，背面需T形焊接9C20鋼筋錨入牛腿內(nèi)部，鋼筋長(zhǎng)度70 cm。下牛腿尺寸及鋼筋綁扎分別如圖3與圖4所示。

圖3 下牛腿尺寸示意圖

圖4 下牛腿鋼筋綁扎實(shí)景圖

斜撐上部安放在圍護(hù)樁側(cè)壁上，測(cè)量人員使用水準(zhǔn)儀確定腰梁位置并彈線標(biāo)示，由植筋班組預(yù)先在圍護(hù)樁側(cè)壁植入4C16鋼筋，錨入深度15d，外部留出70 cm；牛腿部位植入9C20, 錨入深度15d，外部留出70 cm。待木工班組在指定標(biāo)高鋪設(shè)底模后，鋼筋班組在模板上綁扎腰梁及上牛腿鋼筋，腰梁尺寸800×800，主筋8C25、4C20，箍筋B10@100；牛腿主筋8C25，箍筋B10@100。最后側(cè)模封口，混凝土澆筑完畢。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。腰梁鋼筋綁扎如圖5所示。

圖5 腰梁鋼筋綁扎實(shí)景圖

上牛腿位于支護(hù)樁邊預(yù)留平臺(tái)頂部，上牛腿之間設(shè)有800 mm×800 mm混凝土腰梁連接，混凝土等級(jí)均為C30。上牛腿尺寸如圖6所示。

圖6 上牛腿尺寸示意圖

牛腿混凝土澆筑時(shí)，項(xiàng)目部預(yù)留試塊送檢測(cè)中心施壓，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到50%時(shí)使用25 t汽車吊進(jìn)行鋼管斜撐安裝及千斤頂安裝，待28 d后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加。斜撐預(yù)應(yīng)力施加如圖7所示。最終組裝結(jié)束后的鋼管斜撐如圖8所示。

圖7 斜撐預(yù)應(yīng)力施加實(shí)景圖

圖8 鋼管斜撐實(shí)景圖

2 斜撐施工質(zhì)量控制

為了確保鋼管斜撐的施工質(zhì)量，基坑施工過(guò)程中需注意下列事項(xiàng)：

(1) 鋼支撐施工時(shí)必須嚴(yán)格按照方案執(zhí)行。

(2) 鋼支撐的安裝應(yīng)符合《建筑安裝工人安全技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)范和要求。

(3) 在挖土和吊下鋼支撐時(shí)，嚴(yán)禁撞擊已安裝好的支撐。

(4) 鋼支撐拆除時(shí)，應(yīng)經(jīng)技術(shù)人員同意，并由專人組織拆除。

(5) 設(shè)專人對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、位移進(jìn)行觀測(cè)、監(jiān)控，以便及時(shí)采取有效措施，確保結(jié)構(gòu)和人員安全。

(6) 加強(qiáng)量測(cè)，及時(shí)掌握圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的沉降和位移情況，采取有效措施加以控制。

(7) 嚴(yán)把材料關(guān)，施工所用的鋼支撐必須質(zhì)量合格、各證齊全，經(jīng)確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后方可使用。

(8) 支撐安裝采用地面預(yù)拼、地面吊裝的方法，用專用預(yù)應(yīng)力千斤頂和配套動(dòng)力箱施加預(yù)應(yīng)力。

(9) 嚴(yán)格控制鋼支撐支座焊接質(zhì)量，防止受力變形。

(10) 預(yù)應(yīng)力施加應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，施工時(shí)由專人負(fù)責(zé)記錄。

(11) 鋼支撐的架設(shè)準(zhǔn)確到位，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，安裝及使用過(guò)程中跟蹤觀測(cè)，保證其穩(wěn)定、強(qiáng)度及變形滿足相關(guān)要求。

(12) 基坑開(kāi)挖是本工程的關(guān)鍵工序，要做到快挖快撐，嚴(yán)格按規(guī)定操作，減少施工暴露時(shí)間。

3 斜撐軸力監(jiān)測(cè)

鋼管斜撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)采用609A型振弦式讀數(shù)儀，根據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，具體監(jiān)測(cè)步驟為：

(1) 在基坑支撐做好之后，土方開(kāi)挖前，測(cè)出初始值。

(2) 在基坑開(kāi)挖期間，對(duì)分層開(kāi)挖，每層開(kāi)挖前和開(kāi)挖結(jié)束以后各測(cè)量一次。

(3) 當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，增加監(jiān)測(cè)次數(shù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

支撐內(nèi)力監(jiān)測(cè)頻率同基坑水平位移監(jiān)測(cè)頻率一致，支撐拆除停止內(nèi)力監(jiān)測(cè)。典型斜撐的支撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如圖9所示。

圖9 鋼管斜撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

縱觀整個(gè)支撐內(nèi)力變化過(guò)程，在支撐剛剛施工完畢，土方開(kāi)挖過(guò)程中，支撐內(nèi)力變化明顯，斜撐最大軸力達(dá)到1 000.4 kN。待土方開(kāi)挖結(jié)束，支撐內(nèi)力變化趨于穩(wěn)定。

后續(xù)該基坑工程已安全竣工，上部結(jié)構(gòu)也施工結(jié)束，且該項(xiàng)目于2018年底投入使用，說(shuō)明整個(gè)基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工(包括斜撐支護(hù)體系)是安全可靠的。

4 結(jié)束語(yǔ)

介紹了合肥市某基坑工程采用雙排樁加鋼管斜撐的支護(hù)情況，重點(diǎn)闡述了斜撐的施工工藝與施工質(zhì)量控制措施，并給出了鋼管斜撐軸力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。實(shí)踐表明，該斜撐設(shè)計(jì)與施工是安全可靠的，工程已安全竣工。