一種H型鋼組合式支擋結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用

王鑫　李海龍　楊龍　閆會玲　陳曉東

摘要：本文介紹了一種H型鋼組合式支擋結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。該擋墻采用標(biāo)準(zhǔn)H型鋼嵌固土中作為主要受力構(gòu)件，H型鋼之間設(shè)置鋼板作為擋土板，采用焊接連接，輔以泄水孔。該種結(jié)構(gòu)形式工作原理簡單、取材容易、施工方便且占地小，可適用于中小規(guī)模的基坑及擋墻工程。其無污染、可回收等特性，也很好的相應(yīng)國家實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：H型鋼;擋墻;基坑支護(hù);碳中和

1.引言

碳中和，是指企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人測算在一定時(shí)間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。而碳達(dá)峰則指的是碳排放進(jìn)入平臺期后，進(jìn)入平穩(wěn)下降階段。簡單地說，也就是讓二氧化碳排放量“收支相抵”。2020年9月22日，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”2021年3月5日，2021年國務(wù)院政府工作報(bào)告中指出，扎實(shí)做好碳達(dá)峰、碳中和各項(xiàng)工作，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動方案，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)。

近幾年來，綠色建造工藝逐漸代替了傳統(tǒng)工藝。綠色建造是指在工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工全過程中，在保證安全和質(zhì)量的同時(shí)，通過科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，提高資源利用效率，節(jié)約資源和能源，減少污染，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的工程建設(shè)生產(chǎn)活動?，F(xiàn)有現(xiàn)澆工藝主要存在工程成本較大、施工工期較長等問題。為解決工期問題，推廣裝配式工藝技術(shù)成為了一條可行之路。

由于現(xiàn)階段擋墻、基坑支護(hù)等建設(shè)形式以現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，可回收性差，不滿足國家減少碳排放的號召。且現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)需要施工空間大，施工過程中對環(huán)境也有一部分污染。因此，需要對現(xiàn)有工程支護(hù)形式進(jìn)行改進(jìn)，盡量采用能預(yù)制、可回收的裝配式支護(hù)形式。

2.項(xiàng)目概述

某道路工程位于北京市海淀區(qū)西北部，其南側(cè)步道緊鄰某小區(qū)北側(cè)圍墻。因圍墻實(shí)施在前，且圍墻底部與擬建人行道處有1～1.5米高差，現(xiàn)況為土坡。如預(yù)實(shí)施人行道且不破壞現(xiàn)況小區(qū)圍墻，需在圍墻根部新建擋墻，以接順該處高差。

3.地質(zhì)情況

該處土層情況如下：

人工堆積層（第1大層）：表層一般為厚約0.80～4.80m的人工堆積之雜填土①層及粉土素填土①1層。

第四紀(jì)沉積層（第2～5大層）：人工堆積層以下為第四紀(jì)沉積層之粉質(zhì)黏土②層，粉土②1層及黏土②層;粉土③層及粉質(zhì)黏土③1層;粉質(zhì)黏土④層及粉土④1層;粉質(zhì)黏土⑤層。

根據(jù)地層條件和開挖深度，此項(xiàng)目適宜采用樁板式結(jié)構(gòu)支護(hù)。局部磚渣塊石的存在會影響裝配化效率。

4.支護(hù)設(shè)計(jì)思路

本支護(hù)工程周邊相對空闊，施工便利。采用支護(hù)類型為：型鋼樁+裝配式面板。結(jié)構(gòu)支護(hù)高度1m，其支護(hù)起到擋墻基底加固和局部擋土作用。本工程采用H型鋼+裝配板的支護(hù)方式，樁間距為0.9m，H型鋼樁的型號為HW300x300x10x15。樁間板采用高分子裝配板（或等厚鋼板）。

5.施工方法及技術(shù)要求

施工準(zhǔn)備→施工放線→施工槽開挖→HM型鋼施工→修整坡面→冠梁施工→噴涂施工→面板安裝→安裝排水管→背土回填

1、施工放線

根據(jù)總包提供的坐標(biāo)點(diǎn)施放型鋼樁施工軸線（型鋼樁外邊線）。

2、導(dǎo)向槽開挖

根據(jù)施工軸線人工開挖300mm寬，500mm深施工槽，施工槽主要作用是清楚地表回填的大石塊及建筑垃圾。施工槽開挖完畢后，根據(jù)軸線確定各樁位位置，并做好標(biāo)記。

3、HM型鋼施工

采用HW300*300型鋼護(hù)壁樁做護(hù)壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，詳見圖紙。

1）施工要求

H型鋼護(hù)壁樁嵌入基底深度為2.0-2.5m，全段采用3m長HW300*300型鋼支護(hù)，間距900mm;

2）施工工序

檢查定位放線→清理樁位→振打型鋼護(hù)壁樁

3）施工方法

型鋼選用振動錘擊打入法。在施打過程中，應(yīng)確保樁的垂直度及打入深度。施工采用逐根打入法，施工時(shí)根據(jù)預(yù)先放出的軸線鋪設(shè)專用的導(dǎo)向架，導(dǎo)向架采用槽鋼或角鋼制成，用沉樁機(jī)吊運(yùn)就位，將型鋼插入導(dǎo)向架中，用纜風(fēng)繩固定，然后再施打。在施打過程中用經(jīng)緯儀測量監(jiān)控，當(dāng)偏斜過大時(shí)不得拉擠方法調(diào)正，應(yīng)拔除重打。

4、修整坡面

將冠梁位置的坡面修整出施工作業(yè)面，并將坡面松散土人工清理掉，防止滑落。

5、冠梁施工

冠梁采用18#槽鋼，由一端開始與型鋼樁迎土面進(jìn)行焊接，焊接位置為樁頂下10cm。

6、噴涂施工

將型鋼樁表面進(jìn)行處理，保證表面無污染及鐵銹。然后進(jìn)行噴涂底漆，待底漆干燥后進(jìn)行面漆噴涂。面板噴涂同上。

7、裝配面板安裝

根據(jù)每空的高度對面板進(jìn)行切割，保證上口與鋼樁一平，下部插入槽底。面板與型鋼翼緣搭接10cm，并用螺栓固定。面板安裝前應(yīng)檢查坡面是否平整、堅(jiān)實(shí)，如有異物應(yīng)事先處理。面板安裝要平直，相鄰面板間隙及同一平面度的允許偏差均不大于10mm。

8、排水孔

場地上部有匯水時(shí)，需安裝排水孔。

排水孔采用φ50PVC管制作，管長50cm，入土端梅花布置φ10mm滲水孔，用細(xì)目紗網(wǎng)進(jìn)行包裹。距地面30cm高處，在面板上統(tǒng)一開φ50mm圓孔，將排水孔穿過，外露5cm，水平間距根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行調(diào)整。

6.實(shí)施成果

該處擋墻基本按原設(shè)計(jì)實(shí)施。其中樁間插板采用q235鋼板，厚3mm。整體噴涂防腐漆。成品效果較好，受到各方好評。

7.結(jié)論

從實(shí)際工程應(yīng)用結(jié)果來看，該H型鋼組合式擋墻支護(hù)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1、該擋墻占用施工空間小，對現(xiàn)況擋墻影響小。施工期間無混凝土現(xiàn)澆操作，對周邊環(huán)境污染小。施工無噪音，對周邊居民影響小，適合在城市內(nèi)人口密集區(qū)域施工。

2、結(jié)構(gòu)輕薄小巧，外觀效果好，適用性很強(qiáng)。

3、材料能預(yù)制，可回收，綠色建造，低碳施工，值得推廣。

4、H型鋼的剛度較高，一定程度上緩解了懸臂體系支護(hù)剛度不足的情況，但該型式從計(jì)算分析結(jié)果看仍不適合高差過大的擋墻。對于深度較小的擋墻（高差1～3米）有其獨(dú)特的優(yōu)勢，值得嘗試。