談大型預(yù)應(yīng)力鋼支撐在深基坑支護(hù)工程的應(yīng)用

李旭強(qiáng)

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

0 引言

太原市親賢北街地下人防工程地下共兩層，戰(zhàn)時(shí)功能為核6級(jí)常6級(jí)甲類人防物資庫(kù)。地下建筑物施工完成后，在建筑物上方為城市道路。工程的總寬度為55.50 m，總長(zhǎng)度為248.00 m，南北兩側(cè)大部分為已建高層建筑物，高度分別為46 m和76 m，在兩側(cè)高層中間建設(shè)地下人防工程?；娱_(kāi)挖深度達(dá)到14 m，基坑緊鄰已有建筑物，與兩側(cè)建筑物的距離不足10 m，土方開(kāi)挖無(wú)法采用放坡施工。單獨(dú)采用地下連續(xù)墻支護(hù)滿足不了土體側(cè)壓力的要求;采用錨索加固，因外側(cè)有高層建筑物的基礎(chǔ)，錨索無(wú)法施工。為了確保周圍高層建筑物的安全、穩(wěn)定和本工程的順利施工，采用地下連續(xù)墻支護(hù)、預(yù)應(yīng)力鋼支撐加固的方法進(jìn)行土方開(kāi)挖和后續(xù)工程施工。

1 工藝流程

大型預(yù)應(yīng)力鋼支撐安裝施工工藝流程:

地下連續(xù)墻→預(yù)埋鋼板→基坑開(kāi)挖→測(cè)量定位→安裝鋼支架(或托盤)→吊裝鋼支撐→施加預(yù)應(yīng)力→鋼楔鎖定→檢查各節(jié)點(diǎn)情況并定期檢查→基坑開(kāi)挖時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。

施工工藝流程圖見(jiàn)圖1。

2 地下連續(xù)墻

根據(jù)設(shè)計(jì)要求施工地下連續(xù)墻，在地下連續(xù)墻的鋼筋網(wǎng)片上固定預(yù)應(yīng)力鋼支撐所需要的鋼板。鋼板和地下連續(xù)墻鋼筋網(wǎng)片澆筑在一起，地下連續(xù)墻混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%后開(kāi)始施工冠梁。待地下連續(xù)墻和冠梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%以后，才能進(jìn)行土方開(kāi)挖。

3 預(yù)埋鋼板

根據(jù)設(shè)計(jì)，在鋼支撐兩端的地下連續(xù)墻冠梁及地下連續(xù)墻上設(shè)置鋼板，采用錨固鋼筋預(yù)埋鋼板的設(shè)置方式，預(yù)埋鋼板要固定牢固，避免發(fā)生位移。

圖1 施工工藝流程圖

4 基坑開(kāi)挖

安全的完成土方開(kāi)挖施工和后續(xù)主體工程施工是大型預(yù)應(yīng)力鋼支撐施工的目的。但保證基坑支護(hù)安全和周圍建筑物的穩(wěn)定是前提，否則就失去了大型預(yù)應(yīng)力鋼支撐施工的意義。因此，每施工一道工序必須保證安全。土方開(kāi)挖和預(yù)應(yīng)力鋼支撐施工是密切配合的施工工序。土方開(kāi)挖和預(yù)應(yīng)力鋼支撐施工是“力量”(側(cè)壓力)傳遞的過(guò)程，是保證支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍建筑物穩(wěn)定、安全的關(guān)鍵工序。所以這兩個(gè)施工工序必須緊密配合施工。要做到“先支撐，后開(kāi)挖”。先支撐是為了將周圍建筑物的側(cè)壓力傳遞給預(yù)應(yīng)力鋼支撐，此時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼支撐和基坑內(nèi)的土方共同承受側(cè)壓力。然后，將基坑內(nèi)部分土方挖掉，將部分側(cè)壓力傳遞給預(yù)應(yīng)力鋼支撐，監(jiān)測(cè)穩(wěn)定后，再將剩余土方挖除，逐步完成“力量”的傳遞。

土方開(kāi)挖時(shí)保證基坑和周圍建筑物的穩(wěn)定是最重要的，側(cè)壓力的傳遞必須一點(diǎn)點(diǎn)逐步傳遞。為了保證土方開(kāi)挖時(shí)變形最小化，橫向?qū)⒒泳鶆蚍秩糠?，先開(kāi)挖中間部分的土方，也就是所說(shuō)的“中間拉槽”。中間部分土方挖掉以后，觀測(cè)支護(hù)和周圍建筑物是否有變形，如無(wú)變形或變形在規(guī)定之內(nèi)，即將基坑內(nèi)兩側(cè)剩余土方挖掉。

如果基坑深度比較深，需要幾道預(yù)應(yīng)力鋼支撐共同承受側(cè)壓力，這時(shí)土方開(kāi)挖時(shí)就要分層進(jìn)行開(kāi)挖。分層開(kāi)挖的深度也有嚴(yán)格要求，否則就影響或造成支護(hù)變形。一般將土方挖至預(yù)應(yīng)力鋼支撐安裝位置以下400 mm～500 mm，以滿足預(yù)應(yīng)力鋼支撐架設(shè)、吊裝就位的工作面要求。

圖2為分層開(kāi)挖的立面圖?？傊恳坏拦ば虻氖┕?，必須保證安全。

圖2 土方開(kāi)挖立面圖

5 測(cè)量檢測(cè)

每道工序施工完成后，必須對(duì)支護(hù)和周圍建筑物進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)這道工序的施工是否對(duì)周圍建筑物造成了變形。關(guān)鍵工序的施工還應(yīng)跟蹤檢測(cè)，隨時(shí)掌握支護(hù)和周圍建筑物的變化情況，以便為后續(xù)工程施工提供參考數(shù)據(jù)。

6 鋼支架(或托盤)施工

當(dāng)土方開(kāi)挖到預(yù)應(yīng)力鋼支撐要求的標(biāo)高后，施工人員采用儀器先將其位置找到，鑿除預(yù)埋鋼板表面混凝土。采用鋼尺量出相對(duì)應(yīng)鋼板的長(zhǎng)度，校核此道預(yù)應(yīng)力鋼支撐的長(zhǎng)度是否與圖紙相符。以便調(diào)整在地面上拼裝的預(yù)應(yīng)力鋼支撐的長(zhǎng)度，防止吊裝時(shí)因預(yù)應(yīng)力鋼支撐長(zhǎng)度不滿足實(shí)際要求而無(wú)法吊裝。

預(yù)應(yīng)力鋼支撐架設(shè)時(shí)先在預(yù)埋鋼板上焊接鋼支架(或托盤)，以利于預(yù)應(yīng)力鋼支撐的安全架設(shè)，焊接時(shí)必須焊接牢固、焊縫均勻。托盤采用900 mm×300 mm×14 mm矩形鋼板，兩側(cè)保護(hù)板為300 mm×400 mm×14 mm三角形鋼板。鋼支架(或托盤)如圖3所示。

7 預(yù)應(yīng)力鋼支撐安裝

土方開(kāi)挖時(shí)就必須將吊裝設(shè)備的場(chǎng)地留好，為了能將預(yù)應(yīng)力鋼支撐吊裝就位，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇不同的預(yù)應(yīng)力鋼支撐吊裝就位方法。預(yù)應(yīng)力鋼支撐可以在現(xiàn)場(chǎng)整體拼接好，然后再進(jìn)行整榀吊設(shè)到位。也可以先分榀吊裝就位、臨時(shí)固定，然后再進(jìn)行拼接，吊裝見(jiàn)圖4。

圖3 鋼支架實(shí)物圖

圖4 吊裝效果圖

8 預(yù)應(yīng)力施加

預(yù)應(yīng)力鋼支撐吊裝到位，并且拼裝完成后，將活絡(luò)端頭頂在預(yù)埋鋼板上，將2臺(tái)(根據(jù)要求也可多臺(tái))液壓千斤頂放入活絡(luò)端頭頂壓位置。為保證千斤頂加壓后使力一致，千斤頂采用焊接的托架固定成整體，將其對(duì)稱放在活絡(luò)端頭兩側(cè)，接通油管后即可開(kāi)始施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力施加到位后，在活絡(luò)端頭中間部位用鋼楔墊塊鍥緊，并焊接牢固。然后回油松開(kāi)千斤頂，完成該根預(yù)應(yīng)力鋼支撐的安裝。

千斤頂施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，必須對(duì)預(yù)應(yīng)力值做好記錄備查。預(yù)應(yīng)力施加按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。為了防止基坑土方開(kāi)挖完成后長(zhǎng)時(shí)間暴露，造成周圍建筑物位移，每根預(yù)應(yīng)力鋼支撐從開(kāi)始挖槽到安裝完成控制在24 h以內(nèi)。完成時(shí)間越短越有利于支護(hù)和建筑物的穩(wěn)定。多根預(yù)應(yīng)力鋼支撐施加壓力完成后，每根預(yù)應(yīng)力鋼支撐的受力可能不均勻。因此，多根預(yù)應(yīng)力鋼支撐施壓完成后，必須對(duì)所有預(yù)應(yīng)力鋼支撐的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行檢查、補(bǔ)壓，以確保每根預(yù)應(yīng)力鋼支撐受力均勻。

9 結(jié)語(yǔ)

地下連續(xù)墻支護(hù)、大型預(yù)應(yīng)力鋼支撐加固的施工工藝的應(yīng)用，既保證了親賢北街地下人防工程周圍高層建筑物的安全、穩(wěn)定，又保證了人防工程后續(xù)各分項(xiàng)工程的順利施工?？s短施工工期25 d，節(jié)約資金30萬(wàn)元。土方開(kāi)挖和后續(xù)工程施工嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和方案執(zhí)行，施工期間按GB 50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范要求對(duì)基坑和周圍建筑物的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果均符合規(guī)范要求。

［1］王允恭，李定江，葉可明.深基坑支護(hù)新技術(shù)——鋼管支撐復(fù)加預(yù)應(yīng)力技術(shù)在上海仙樂(lè)斯廣場(chǎng)深基坑工程中的應(yīng)用［J］.建筑施工，1999(2):57-59.

［2］JGJ 120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.