趙云海

（山西三建集團(tuán)有限公司 山西長(zhǎng)治 046000）

引言

參與施工的地下車(chē)庫(kù)工程，框架結(jié)構(gòu)，地下一層，地上商鋪二層?；尤齻?cè)均為住宅樓，基坑開(kāi)挖深度約8.55m，且基坑土質(zhì)較差，場(chǎng)地很狹窄，基坑周邊采用了鋼筋混凝土灌注支護(hù)樁，為了不妨礙周邊居民正常生活和出行安全，確保工程安全施工，基坑采用了鋼腰梁與鋼管斜支撐組合體系進(jìn)行加固，該技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理又能滿足施工要求。

1 工藝原理

深基坑雙層疊加鋼腰梁與鋼管斜支撐組合體系是一種基坑內(nèi)斜支撐體系，該組合體系首先是在基坑周邊支護(hù)樁冠梁上相應(yīng)部位預(yù)埋鋼板，后通過(guò)大放坡卸載土體荷載，在第一施工段筏板混凝土澆筑時(shí)，安裝底板支墩，支墩上預(yù)埋鋼板預(yù)埋件，在支護(hù)樁上植筋與三角鋼托架焊接，鋼腰梁吊至三角鋼托架上安裝拼接，與冠梁預(yù)埋鋼板焊接牢固。

利用底板混凝土支墩受力，采用雙層疊加鋼腰梁和鋼管斜支撐焊接，以抵抗較高土體所產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力，防止支護(hù)樁滑移、傾覆保證支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。

2 施工方案的確定

本工程已施工完成的鋼筋混凝土灌注支護(hù)樁無(wú)法滿足施工要求，故對(duì)支護(hù)進(jìn)行加固，地下結(jié)構(gòu)工程分兩段區(qū)域施工，先開(kāi)挖東側(cè)Ⅰ區(qū)④-⑩軸，施工基礎(chǔ)，Ⅱ區(qū)①-④軸預(yù)留土臺(tái)，預(yù)留土臺(tái)上口寬6m，下口寬11m，設(shè)置豎向斜支撐，一端通過(guò)活絡(luò)端支撐于已施工完成的支墩上，另一端通過(guò)腰梁支撐于原有混凝土灌注樁上；待鋼支撐安裝完畢發(fā)揮作用后，再開(kāi)挖Ⅱ區(qū)①-④軸預(yù)留土臺(tái)，施工①-④軸地下結(jié)構(gòu)，本工程共計(jì)7道鋼支撐，支撐作業(yè)耗時(shí)30d。

3 主要施工方法

3.1 工藝流程

支撐位置定位放線→鋼腰梁制作→固定預(yù)埋鋼板→三角鋼托架固定→腰梁吊裝就位、拼接→鋼支撐安裝→施加預(yù)應(yīng)力→剩余土方開(kāi)挖。

3.2 施工方法

（1）支撐位置定位放線

依據(jù)圖紙進(jìn)行測(cè)量放線，做好測(cè)量數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)收集、計(jì)算、復(fù)核工作。

（2）鋼腰梁制作

腰梁采用工字鋼HN700×300×20雙拼，長(zhǎng)度為43m，綴板采用600×300×12@2000鋼板焊接，支撐點(diǎn)處綴板采用600×600×12@2000鋼板焊接，支撐點(diǎn)及圍護(hù)樁處采用20厚加勁肋板700×150@200mm。鋼腰梁下料、焊接拼裝過(guò)程中為防止破壞④-⑩軸車(chē)庫(kù)頂板防水層，下料、焊接拼裝工作區(qū)采用機(jī)紅磚砌筑8m×6m×0.2m的工作平臺(tái)。

（3）固定預(yù)埋鋼板

鋼腰梁上端預(yù)埋件位置植筋，采用12φ22錨入長(zhǎng)度30d（66cm），采用800×800@3200板厚20mm，鋼板穿孔塞焊。

鋼腰梁下端預(yù)埋件位置植筋，植筋采用5φ22錨入長(zhǎng)度30d（66cm），采用1350×400@3200鋼板，板厚20mm，鋼板穿孔塞焊。

（4）三角鋼托架固定

把加工制作好的三角鋼托架（2[28@3200），吊裝至工作面與腰梁下端預(yù)埋鋼板焊接牢固。

（5）腰梁吊裝就位、拼接

安裝鋼腰梁前，人工鑿平圍護(hù)樁突出部位的混凝土，采用吊車(chē)吊裝鋼腰梁標(biāo)準(zhǔn)件放置于三角托架上，標(biāo)準(zhǔn)件采用20mm×80mm螺絲連接。鋼腰梁和圍護(hù)樁之間的縫隙安裝木模板，按施工圖紙要求將C30高強(qiáng)密實(shí)混凝土由人工放置于小斗車(chē)內(nèi)，采用吊車(chē)吊至預(yù)留土方上由人工將混凝土倒運(yùn)于模板內(nèi)，振搗密實(shí)。

（6）鋼支撐安裝

①當(dāng)鋼腰梁安裝完成后，可以丈量出鋼支撐的拼裝長(zhǎng)度。根據(jù)丈量的長(zhǎng)度制作、焊接鋼支撐，用塞鐵和斜鐵將腰梁和鋼支撐之間縫隙塞緊。

②鋼支撐的安裝：在地面上拼裝而成的鋼支撐，吊車(chē)起吊，并系上防晃防轉(zhuǎn)纜繩，將鋼支撐一端通過(guò)鋼腰梁支撐于西側(cè)已施工完的灌注樁上，另一端通過(guò)活絡(luò)端接頭支撐于東段基礎(chǔ)的支墩上。

（7）預(yù)應(yīng)力施加

①將千斤頂擱在活絡(luò)端上，頂出液壓千斤頂，使活絡(luò)端的活動(dòng)插銷(xiāo)底板頂緊基礎(chǔ)的支墩上，預(yù)應(yīng)力值按設(shè)計(jì)要求500kN進(jìn)行施加，施加預(yù)應(yīng)力一步施加到設(shè)計(jì)值。然后回油松開(kāi)液壓千斤頂。此道鋼支撐安裝完成，其余的用同樣的方法依次進(jìn)行。

②預(yù)應(yīng)力復(fù)加：當(dāng)鋼支撐施加的預(yù)應(yīng)力損失較大時(shí)即鋼支撐的軸力很小時(shí)，應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)方提出，由設(shè)計(jì)單位決定是否進(jìn)行預(yù)應(yīng)力復(fù)加。

（8）剩余土方開(kāi)挖

①開(kāi)挖前將高程控制點(diǎn)引至底基坑附近，便于基坑開(kāi)挖的高程控制。

②開(kāi)挖分兩層進(jìn)行，第一層為現(xiàn)狀地面至冠梁底2.8m，完畢后進(jìn)行鋼支撐。鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力完，開(kāi)挖第二步土方，直至基坑設(shè)計(jì)標(biāo)高。

③開(kāi)挖時(shí)注意保護(hù)鋼支撐，避免機(jī)械碰撞已經(jīng)架設(shè)的鋼支撐。④開(kāi)挖的土方及時(shí)運(yùn)至已完工的基礎(chǔ)上進(jìn)行回填。

3.3 檢查驗(yàn)收

（1）鋼支撐兩端頭應(yīng)確保同鋼腰梁或已施工支墩均勻接觸。

（2）鋼支撐軸線豎向偏差小于±50mm，水平方向偏差小于±30mm。

（3）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施焊，焊縫應(yīng)飽滿，焊坡均勻，不準(zhǔn)有氣孔、夾渣、裂紋、肉瘤等缺陷。

4 質(zhì)量保證措施

（1）鋼支撐、鋼腰梁所需材料構(gòu)件規(guī)格是否與設(shè)計(jì)相符，構(gòu)件出廠合格證。

（2）鋼支撐、鋼腰梁安裝：

鋼腰梁底部做三角托架，尺寸、原材料必須符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求，三角托架安裝時(shí)必須拉線，確保頂面在同一標(biāo)高，安裝完成后，托架必須牢固，檢驗(yàn)合格后方可架設(shè)鋼腰梁。

鋼腰梁必須平直，不得有凹凸不平、起拱、損壞現(xiàn)象，腰梁與灌注樁縫隙采用C30密實(shí)混凝土填充，每道腰梁上焊接2個(gè)吊耳（φ22），吊耳采用雙面滿焊焊接。

鋼支撐與腰梁焊接：鋼支撐定位必須準(zhǔn)確，鋼支撐與腰梁采用滿焊。鋼支撐拼裝與安裝：鋼支撐應(yīng)提前拼裝完成，拼裝過(guò)程中，兩段支撐接口處不得有錯(cuò)位現(xiàn)象，焊縫飽滿；鋼支撐吊裝架設(shè)時(shí)，支撐周邊除專(zhuān)業(yè)施工人員外，不得站人，支撐必須安全平穩(wěn)的架設(shè)到基礎(chǔ)的支墩和腰梁上，活絡(luò)端、固定端與支座接觸面不得偏移。

（3）軸力監(jiān)測(cè)：鋼支撐活絡(luò)端處預(yù)埋軸力監(jiān)測(cè)計(jì)，每天進(jìn)行監(jiān)測(cè)，軸力應(yīng)變較小時(shí)，及時(shí)安排施工人員對(duì)鋼支撐軸力進(jìn)行補(bǔ)加；軸力應(yīng)變較大時(shí)，及時(shí)作出預(yù)警并分析原因上報(bào)建設(shè)、監(jiān)理單位及設(shè)計(jì)院。

5 施工安全保證措施

（1）進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員一律戴安全帽，并接受入場(chǎng)教育。

（2）對(duì)施工人員加強(qiáng)安全施工的教育，定期進(jìn)行安全檢查專(zhuān)業(yè)安全檢查。

（3）鋼支撐加工前由負(fù)責(zé)加工的工長(zhǎng)對(duì)加工機(jī)械的安全操作規(guī)程及注意事項(xiàng)進(jìn)行交底，并由機(jī)械技師對(duì)所有機(jī)械性能進(jìn)行檢查，合格后方可使用。

（4）在安裝鋼支撐時(shí)一定要注意在基坑上邊設(shè)防護(hù)欄桿，同時(shí)安排專(zhuān)人將上部的雜物清理干凈，防止墜物傷人。

（5）支撐吊裝時(shí)其吊車(chē)下方及支撐回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人，高空作業(yè)要系安全帶。

（6）由于鋼支撐跨度較大，活荷載對(duì)其影響較大，易使支撐因震動(dòng)而失穩(wěn)，所以嚴(yán)禁在其上放置各種物體及人員攀登和行走。

（7）土方開(kāi)挖時(shí)在中心槽處布置挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖，避免挖土機(jī)械碰撞已經(jīng)架設(shè)的鋼支撐。

（8）施工中需要重點(diǎn)做好對(duì)鋼支撐安裝和使用過(guò)程中的軸線偏差位移的觀測(cè)，如超過(guò)允許值，應(yīng)迅速采取處理措施。

（9）除此要注意基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的水平位移及地面沉降監(jiān)測(cè)，其控制范圍為水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超過(guò)2.5cm以?xún)?nèi)。

（10）施工期間安排專(zhuān)人對(duì)基坑安全進(jìn)行巡查，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)上報(bào)，對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行分析整理，當(dāng)變形值超過(guò)設(shè)計(jì)警戒值時(shí)，應(yīng)發(fā)出預(yù)警，停止施工，撤離人員，并按應(yīng)急預(yù)案中的措施進(jìn)行處理。

6 基坑監(jiān)測(cè)

（1）基坑頂部的沉降、水平位移

測(cè)點(diǎn)沿基坑周邊每隔10～15m設(shè)置一個(gè)，在遠(yuǎn)離基坑的地方設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，基準(zhǔn)點(diǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)后，測(cè)量水平位移和沉降。

（2）開(kāi)挖過(guò)程中監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如無(wú)變化每天監(jiān)測(cè)兩次，底板混凝土澆筑后每天監(jiān)測(cè)一次，如有變化應(yīng)適當(dāng)加大監(jiān)測(cè)力度，超過(guò)基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值因及時(shí)上報(bào)。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文所闡述的支撐體系適用于各種基坑加固工程，基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，有管線和建筑物，場(chǎng)地狹窄，不影響周邊人民生活和交通及原有基坑支護(hù)樁不能滿足施工需求等情況下均可適用。通過(guò)應(yīng)用，節(jié)約了成本，加快了施工進(jìn)度，支撐體系拆除后可以得利利用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

[1]《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）.

[2]《鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）.

[3]《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）.

[4]《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）.

[5]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）.