預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐在深基坑工程中應(yīng)用分析

韓 陽(yáng) 午

(河南五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000)

預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐主要運(yùn)用鋼材及組合構(gòu)件來(lái)現(xiàn)場(chǎng)拼裝、焊接、形成深基坑的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，它的設(shè)備需求簡(jiǎn)易、操作便捷、工期短且無(wú)需養(yǎng)護(hù)期，所以施工速度非常之快，可以通過(guò)合理預(yù)應(yīng)力實(shí)施來(lái)減小型鋼組合內(nèi)支撐形變，其承受軸最大可受力達(dá)到4 700 kN。另外，該臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)拆解非常方便，不會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境產(chǎn)生任何不良影響。

1 某深基坑工程基本概況及施工難點(diǎn)

1.1 項(xiàng)目基本概況

某建筑工程項(xiàng)目占地面積1 000 m2，場(chǎng)地相對(duì)平整，地坪標(biāo)高在5.84 m～6.78 m之間，場(chǎng)地內(nèi)建設(shè)有井筒式機(jī)械設(shè)備。該工程擬建設(shè)3層地下建筑，它采用到了天然地基筏型基礎(chǔ)配合底板，地下每一層標(biāo)高為-5.8 m，地下室建設(shè)形狀為長(zhǎng)方形。該工程的深基坑施工部分采用圍護(hù)欄配合外墻單側(cè)模板，并在圍護(hù)樁與外墻模板之間預(yù)留200 mm間隙，其基坑平面形狀設(shè)置為長(zhǎng)方形，整體平面尺寸在30.27 m×10.50 m，基坑周長(zhǎng)設(shè)計(jì)為78.41 m。該深基坑工程為一級(jí)基坑工程，其工程安全等級(jí)重要性系數(shù)定位為1.1。

1.2 項(xiàng)目施工難點(diǎn)

該深基坑工程項(xiàng)目存在諸多施工難點(diǎn)，首先它的基坑開挖面積偏大，大量土方被開挖以后其基坑周邊的施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地面積會(huì)相應(yīng)減小，一定程度為施工工作帶來(lái)諸多限制。在該過(guò)程中，要利用起重機(jī)配合其他塔式構(gòu)件來(lái)協(xié)助展開施工，靈活利用施工現(xiàn)場(chǎng)有限空間。

在基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)中要考慮在基坑以外20 m范圍內(nèi)的堆載量不超過(guò)25 kPa，某些已拆除構(gòu)件還需要運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)以外。

該深基坑工程為兩層支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以在第二層支撐安裝完畢后還要考量第一層的支撐預(yù)應(yīng)力動(dòng)態(tài)變化過(guò)程[1]。

2 某深基坑工程的基坑圍護(hù)方案與預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工技術(shù)流程

2.1 基坑圍護(hù)方案提出

該深基坑工程在基坑圍護(hù)方案設(shè)計(jì)方面主要遵循兩點(diǎn)內(nèi)容：首先要求合理設(shè)計(jì)支撐的平面布置，結(jié)合基坑平面形狀來(lái)提出角支撐結(jié)合對(duì)角支撐的復(fù)合型平面設(shè)計(jì)形式。

另外在支撐豎向布置方面，該工程采用了止水帷幕配合水泥土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，圍繞基坑周圍進(jìn)行封邊，并采用指標(biāo)為φ1 200～φ1 600的灌注樁配合6道～8道水平內(nèi)支撐來(lái)作為鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)，剩余其他支撐則作為型鋼組合支撐結(jié)構(gòu)。再者就是在深基坑坑內(nèi)設(shè)置兩口承壓水減壓井，保證樁頂冠梁頂標(biāo)高在-0.050 m～-0.100 m左右。另外同時(shí)還設(shè)置第2層、3層支撐頂標(biāo)高(分別為-4.540 m,-9.050 m)。在深基坑內(nèi)不再設(shè)置立柱樁，基于此條件來(lái)展開圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工，按照下列施工順序來(lái)實(shí)施深基坑預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐建設(shè)，如下：

φ1 200～φ1 600灌注樁施工→第一道鋼筋混凝土支撐澆筑配合壓頂梁施工→保證混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下展開土方開挖→第二道鋼圍檁與托座雙拼施工→第二道鋼支撐施工→預(yù)應(yīng)力施工→土方開挖→第三道鋼圍檁與托座雙拼施工→第三道鋼支撐施工→預(yù)應(yīng)力施工→土方開挖。

以此類推反復(fù)施工進(jìn)行到第八道鋼支撐施工即完成整個(gè)深基坑的預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工過(guò)程。隨后在施工完畢后要逐步拆除每一道鋼支撐，保證地下室內(nèi)外墻結(jié)構(gòu)成型，深基坑施工宣告完畢。

2.2 預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工的技術(shù)要點(diǎn)涉及多方面，本文圍繞某深基坑工程對(duì)它的5點(diǎn)施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

2.2.1托座施工技術(shù)要點(diǎn)

托座施工是該深基坑工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)重點(diǎn)，它要在基坑四周閉合邊線位置設(shè)置鋼托座裝置，配合圍檁中心線來(lái)保證它與基坑閉合邊線齊平(保證高差在±2 mm)以內(nèi)。在托座焊接方面則必須有效清除預(yù)埋件、H型鋼等連接部位，保證周圍200 mm×200 mm范圍內(nèi)不得存在任何鐵銹油污及各種污染殘留物。當(dāng)然也要保證托座施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)任何虛焊、歪扭等現(xiàn)象，且要求托座的橫杠水平度誤差要限制在2 mm以內(nèi)，且仰角控制則限制在90°以內(nèi)。在測(cè)量過(guò)程中要對(duì)其托座的垂直度、標(biāo)高與水平度進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。

2.2.2T形傳力件安裝技術(shù)要點(diǎn)

在圍檁安裝之前需要進(jìn)行T形傳力件安裝，在傳力件的數(shù)量配置方面應(yīng)該至少比設(shè)計(jì)圖紙更多，滿足樁基圍護(hù)壓力均勻和有效傳力這兩點(diǎn)基本條件。圍繞圍護(hù)后置埋件與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，保證T形傳力件豐滿牢固。但需要注意在焊接過(guò)程中絕對(duì)不能在裝配式鋼構(gòu)件母材位置打火引弧，因?yàn)檫@樣也是為了保證傳力件的傳力效果優(yōu)秀穩(wěn)定。

2.2.3圍檁安裝技術(shù)要點(diǎn)

圍檁安裝主要沿確定軸線基準(zhǔn)點(diǎn)展開，配合全站儀、經(jīng)緯儀等等來(lái)實(shí)施坐標(biāo)計(jì)算測(cè)量，設(shè)置與基坑相鄰轉(zhuǎn)角的內(nèi)側(cè)基點(diǎn)，并通過(guò)基點(diǎn)掛線方法來(lái)實(shí)現(xiàn)圍檁平面安裝定位。

在基準(zhǔn)中心點(diǎn)位置，還要專門安設(shè)絞架，配合棉線、弦線來(lái)拉緊拉直基準(zhǔn)線，保證拉斷力控制在40%～80%左右。在定位明確后在托座上方位置做好標(biāo)記，以便于為圍檁安裝提供位置控制。

在基坑內(nèi)側(cè)位置要設(shè)置圍檁單邊定位線，滿足圍檁一條直線的規(guī)范技術(shù)要求。另外要在圍檁外部施加預(yù)應(yīng)力，確保圍檁外部的圍護(hù)結(jié)構(gòu)能夠均勻受力。另外圍檁安裝也要遵循“先長(zhǎng)后短、盡量減少接頭數(shù)”的基本原則，保證高強(qiáng)螺栓緊固二次完成，并保證拼接鋼圍檁體系結(jié)構(gòu)的完整性，在圍檁形成整體以后以便于共同受力，見圖1[2]。

2.2.4預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)預(yù)應(yīng)力的施工要按照預(yù)應(yīng)力順序展開，主要圍繞螺栓的連接緊固、傳力件的圍護(hù)體系連接狀態(tài)進(jìn)行檢查，并對(duì)深基坑內(nèi)部設(shè)置加壓內(nèi)撐，再配合對(duì)角撐進(jìn)行加壓。在實(shí)際的施工過(guò)程中，該深基坑工程還注意了以下5點(diǎn)問(wèn)題:

首先，該工程在預(yù)應(yīng)力施加張拉之前主要通過(guò)張拉器、油表以及油缸等設(shè)備實(shí)施技術(shù)標(biāo)定。

其次，要根據(jù)新安裝支撐預(yù)應(yīng)力施加來(lái)安排相鄰支撐應(yīng)力，確定深基坑相關(guān)構(gòu)件安裝位置，并在設(shè)計(jì)中按圖紙要求增加附加預(yù)應(yīng)力。增加附加預(yù)應(yīng)力的主要裝置為支撐連接件，它要基于墻體水平位移率來(lái)確定警戒值，并適當(dāng)增加附加預(yù)應(yīng)力以控制型鋼組合內(nèi)支撐變形。

第三，在施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中要第一時(shí)間檢查各個(gè)連接點(diǎn)的連接狀況，時(shí)刻做好動(dòng)態(tài)預(yù)應(yīng)力記錄，避免由支承所帶來(lái)的預(yù)應(yīng)力增加進(jìn)而導(dǎo)致偏心受壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。在支撐受力設(shè)計(jì)完畢后，還要對(duì)支撐面及受壓面進(jìn)行垂直受力測(cè)試，看深基坑擋墻水平位移是否增大。該工程特別注意這一問(wèn)題，保證支撐穩(wěn)定不會(huì)失穩(wěn)。

第四，該工程施工使用到了千斤頂油缸，并設(shè)計(jì)其深處長(zhǎng)度在10 cm以內(nèi)。在加壓過(guò)程中主要利用千斤頂油缸配合鋼板設(shè)置來(lái)有效調(diào)整油缸長(zhǎng)度。

第五，在支撐加壓過(guò)程中該工程施工就嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)圖紙中所提供的軸力標(biāo)準(zhǔn)來(lái)展開，避免加載不到位所造成的超加載問(wèn)題出現(xiàn)。

2.2.5基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)

該工程為了保證預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐在深基坑工程中的穩(wěn)定技術(shù)應(yīng)用，還專門設(shè)置了基坑支護(hù)監(jiān)測(cè)體系，考慮到基坑監(jiān)測(cè)變化速率偏大，所以必須加強(qiáng)巡查次數(shù)，配合重點(diǎn)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)基坑內(nèi)部重點(diǎn)位置實(shí)施技術(shù)巡查。該工程施工中主要遵循“先處理、后施工”的基本原則，對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中超出監(jiān)測(cè)報(bào)警值的危險(xiǎn)支護(hù)狀況與惡化狀況進(jìn)行科學(xué)分析，并主要針對(duì)項(xiàng)目中的被動(dòng)受壓區(qū)進(jìn)行減壓，有效規(guī)避地下建筑建設(shè)險(xiǎn)情，提高應(yīng)急措施安全性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)某深基坑工程施工中所涉及的預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐各方面技術(shù)進(jìn)行了細(xì)致分析，明確了支撐桿件受力問(wèn)題、內(nèi)支撐的預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題以及基坑圍護(hù)技術(shù)問(wèn)題等等?？梢砸姷迷摷夹g(shù)在節(jié)省工期、資金成本的同時(shí)也采用到了可循環(huán)周轉(zhuǎn)應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)定型材料，值得在未來(lái)的大型建筑深基坑工程中廣泛推廣應(yīng)用。

[1] 金 波.預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐在深基坑工程中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2016,47(4):328-331.

[2] 陳志輝,謝清香,韋啟昌,等.預(yù)應(yīng)力錨桿與SMW工法組合在某基坑支護(hù)中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2009,38(9):83-85.

[3] 郭 亮.深基坑內(nèi)支撐技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].四川建材,2016,42(1):112-114.