大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術(shù)分析

張強(qiáng)勁

(中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司,武漢430074)

1 引言

地鐵是城市交通體系的重要組成部分，具有高效、穩(wěn)定的特點，大大減輕了交通壓力，實現(xiàn)了快速、安全出行。由于地鐵車站的特殊性，需要開展深基坑施工，其中，鋼支撐施工是關(guān)鍵，關(guān)系整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，所以要提高重視程度。施工過程中，應(yīng)結(jié)合實際情況制訂完善技術(shù)方案，為施工開展提供指導(dǎo)，保證工程建設(shè)的安全。

2 工程案例

我國北方某城市近幾年經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)了快速發(fā)展，目前已開通了3 條地鐵線，隨著交通量的增加，規(guī)劃再建設(shè)1 條地鐵線，將整個城市聯(lián)系起來，實現(xiàn)城市軌道交通的高效運行。通過實地勘察發(fā)現(xiàn)，該地鐵車站建設(shè)具有大跨度的特點，增加了施工難度。為了有效應(yīng)對，要加強(qiáng)對深基坑中鋼支撐的施工技術(shù)分析，不斷優(yōu)化技術(shù)方案。

3 深基坑支護(hù)方案設(shè)計

深基坑施工存在一定的危險性，為了保證施工的順利開展，必須要進(jìn)行基坑支護(hù)。在正式支護(hù)施工前，要開展實地勘察工作，對地質(zhì)信息進(jìn)行收集、整理、分析，作為支護(hù)方案設(shè)計的參考依據(jù)，確保達(dá)到預(yù)期效果。設(shè)計工作要由專業(yè)設(shè)計單位完成，方案確定后要與現(xiàn)場情況進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)不符合的地方要做出調(diào)整，優(yōu)化方案設(shè)計水平，為支護(hù)施工提供正確指導(dǎo)。支護(hù)方案要具有合理性、可行性，起到支護(hù)作用，為施工過程提供可靠保障[1]。

4 大跨度鋼支撐施工

鋼支撐采用龍門吊整根安裝的方式，在安裝過程中，要注意觀察土方開挖情況。土方開挖要嚴(yán)格遵循規(guī)定順序，保證鋼支撐的安裝質(zhì)量。大跨度鋼支撐施工涉及多個環(huán)節(jié)，所以，要從整體上把控，妥善處理好施工過程中遇到的問題，消除不利因素影響，保證施工安全。

5 鋼支撐構(gòu)造設(shè)計

5.1 鋼支撐整體設(shè)計

因為基坑跨度大、鋼支撐距離長，在實際施工中，要分成多個單元進(jìn)行構(gòu)件加工。確定單根鋼支撐長度時，應(yīng)以基坑寬度為依據(jù)，由多個鋼支撐單元在現(xiàn)場采用螺栓拼接，組合為一個完整的單根鋼支撐。然后將千斤頂支托架焊接在鋼支撐活動接頭箱室兩端，可以很好地施加預(yù)應(yīng)力。為了承受千斤頂方向的軸力，支托架要采用一定厚度的鋼板加工而成[2]。

5.2 鋼支撐端頭設(shè)計

鋼支撐端頭形式應(yīng)具有多樣化的特點，為保證施工有效開展，需要對常規(guī)鋼支撐進(jìn)行改進(jìn)，有利于保證安全性、穩(wěn)定性。

6 鋼支撐安裝要點

安放鋼支撐時，相鄰2 根鋼支撐的活動端和固定端要錯開，為后期施工的開展提供便利，提高效率。鋼支撐組裝場地選擇在龍門吊和基坑之間，單根鋼支撐完成拼裝后進(jìn)行吊裝，過程中要和基坑保持一定的安全距離。土方采用分層開挖的方式，高度與鋼支撐架設(shè)保持一致，將支撐位置線放出。提前焊接好三角形鋼支架，在鋼支撐中心位置與鋼圍檁相焊接。由2 個工字鋼焊接而成的活接頭箱室與鋼支撐活動端端頭板相焊接，成為單根鋼支撐。整個鋼支撐安裝比較復(fù)雜，過程中要控制好技術(shù)要點，處理好關(guān)鍵部分，保證鋼支撐安裝的整體質(zhì)量。

7 鋼支撐預(yù)加軸力方案

為了滿足鋼支撐預(yù)加軸力的要求，需要采用液壓千斤頂施加預(yù)加軸力，順序為在活動端沿支撐兩側(cè)對稱逐級進(jìn)行。通過計算將預(yù)加軸力換算為千斤頂壓力表讀數(shù)，保證具有一致性。鋼支撐預(yù)加軸力施加過程中，要堅持循序漸進(jìn)的原則，每次施加力增量控制在合理范圍內(nèi)。當(dāng)施加到設(shè)計預(yù)加軸力值后，要停止繼續(xù)加壓，觀察壓力表讀數(shù)穩(wěn)定后，且預(yù)加軸力和鋼支撐軸力監(jiān)測數(shù)據(jù)相同時，用鋼楔子鎖定活動端，可以起到減少軸力損失的作用[3]。

8 鋼支撐橈度控制

本工程基坑跨度較大，為了提高施工效率，不宜采取設(shè)置臨時支撐柱的方式，而是用大直徑鋼管內(nèi)支撐，可以有效滿足實際需求。但這種方式也存在不足之處，增加了拼裝和吊裝的難度，再加上基坑跨度大，由于本身質(zhì)量原因，鋼支撐的垂撓度會增大。基于這種情況，對鋼支撐撓度控制很有必要。

8.1 調(diào)整軸力

參與施工的各方要進(jìn)行探討，通過現(xiàn)場檢測，結(jié)合具體情況對鋼支撐預(yù)加軸力進(jìn)行調(diào)整，分等級逐級提高，保證鋼支撐與圍護(hù)樁體系牢固，圍護(hù)體系側(cè)向穩(wěn)定。

8.2 優(yōu)化架設(shè)工序

使用龍門吊完成鋼支撐架設(shè)，在整個過程中要控制好架設(shè)速度，鋼支撐達(dá)到托盤上時，依然要保持龍門吊掛鉤一定高度范圍內(nèi)不脫鉤，平衡鋼支撐的自重，確保鋼支撐在施加軸力前的順直度，等到鋼支撐軸力施加結(jié)束后就要解除龍門吊掛鉤。

8.3 調(diào)整施加軸力位置

對千斤頂在鋼支撐軸心上下位置進(jìn)行調(diào)整，使其處于鋼支撐軸心偏差一定距離處，這樣鋼支撐在偏心軸力的作用下會產(chǎn)生反向彎矩，使自重產(chǎn)生的彎矩減少，鋼支撐撓度變小。

9 保證鋼支撐穩(wěn)定的措施

基坑開挖時要遵循一定的原則，開挖過程中和支撐架設(shè)協(xié)調(diào)配合，對于鋼支撐附近土方，需要采用中心挖槽法，這樣可以避免機(jī)械之間發(fā)生碰撞。護(hù)坡樁附近土方要采用小型設(shè)備開挖，同時，施工過程中人員要加強(qiáng)管理，避免出現(xiàn)問題，土方挖到設(shè)計標(biāo)高后要及時架設(shè)鋼支撐并施加預(yù)應(yīng)力，盡可能縮短無支撐暴露時間。

鋼支撐穩(wěn)定性直接決定了基坑的穩(wěn)定性，因此，一定要架設(shè)到規(guī)定位置，嚴(yán)格按照設(shè)計要求施加預(yù)應(yīng)力，控制好斜撐的穩(wěn)定性。開展斜撐施工時，每一個環(huán)節(jié)都要加強(qiáng)管理，避免不利因素影響，同時在制作、安裝鋼圍檁時，要保證穩(wěn)定性、強(qiáng)度等達(dá)到要求，鋼圍檁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)間空隙采用素混凝土回填密實。在整個基坑施工中，需要對鋼支撐軸行校正，保持水平狀態(tài)。

正式安裝鋼支撐前，要對成形鋼支撐進(jìn)行全面檢查，看是否垂直，發(fā)現(xiàn)不垂直要矯正，做好施工前的準(zhǔn)備。矯正完成后將鋼支撐安裝在牛腿支座上，進(jìn)行緊固處理。

鋼支撐穩(wěn)定至關(guān)重要，如果不夠穩(wěn)定很有可能引發(fā)安全事故，不僅會影響正常施工進(jìn)度，而且對人員生命安全帶來威脅，所以，要提高重視程度，制訂完善的施工方案，嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，保證鋼支撐的穩(wěn)定性，從而提升基坑施工的安全性。

10 結(jié)語

綜上所述，本文對大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術(shù)進(jìn)行了探討，可以為實際施工開展提供有力支持。鋼支撐施工具有復(fù)雜性、難度大等特點，施工過程中涉及多個環(huán)節(jié)，因此要加強(qiáng)控制，保證施工正常開展。對于關(guān)鍵部位要進(jìn)行有效管理，消除不利影響因素，提升鋼支撐穩(wěn)定性，保證深基坑施工安全。