深基坑雙榀大直徑鋼管支撐梁研究

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摘要：珠海市高新區(qū)項(xiàng)目基坑面積大、周圍地質(zhì)復(fù)雜，對(duì)鋼管支撐定位與安裝技術(shù)有較高的要求。本文針對(duì)基坑支撐拆裝效率和支撐效果相互協(xié)調(diào)問(wèn)題展開相關(guān)研究與應(yīng)用，為相關(guān)深基坑組合內(nèi)支撐工程施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：雙榀大直徑；鋼管支撐梁；定位安裝

1工程概況

深基坑雙榀大直徑鋼管支撐梁定位與安裝施工技術(shù)的研究主要來(lái)源于珠海市高新區(qū)項(xiàng)目，該工程基坑的面積較大，并且周邊水紋地質(zhì)條件較為復(fù)雜。施工圖設(shè)計(jì)中內(nèi)支撐設(shè)計(jì)兩個(gè)鋼筋混凝土支撐，下層內(nèi)支撐設(shè)置鋼筋混凝土支撐。雖然它們比鋼支護(hù)更堅(jiān)固、更安全，但建造和拆除都很困難，成本也很高。現(xiàn)有的常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部支護(hù)難以滿足基坑的受力要求。該項(xiàng)目基坑為深基坑，基坑為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)為54.3m，寬53.1m，深11.5m，總面積（包括放坡面）是3574m2，開挖深度9.2m，標(biāo)高-3.0至-12.2m，局部10.7m，底標(biāo)高為-13.7m。基坑采用三道支護(hù)分別為：一道圍護(hù)樁，一道內(nèi)支撐，一道外止水帷幕；基坑所在地的水紋地質(zhì)條件：雜填土3.73m，粉質(zhì)黏土1.6m，淤泥質(zhì)黏土25.2m。

2施工流程

該工程采用新型雙榀大直徑鋼管結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐設(shè)置于深基坑支護(hù)施工中，可有效解決深基坑作業(yè)中混凝土支撐拆卸和組裝困難、普通單層鋼支撐支撐力有限的問(wèn)題，可以提升深大基坑的支撐拆卸和組裝效率，保證施工作業(yè)安全。雙榀鋼管的內(nèi)支撐體系是通過(guò)設(shè)置兩個(gè)雙向雙管十字形狀接頭組合而成的井字形接頭，并同時(shí)將同層縱橫雙向的內(nèi)支撐進(jìn)行連接。在鋼腰梁安裝完成后，對(duì)SMW工法樁和腰梁之間的縫隙利用細(xì)石混凝土進(jìn)行整體澆筑，一次成型，確保填充密實(shí)，保證鋼腰梁穩(wěn)定可靠。在原有托架水平支撐槽鋼下增加加強(qiáng)鋼板，增強(qiáng)托架強(qiáng)度和剛度，有效保證雙榀鋼管支撐的定位準(zhǔn)確。施工工藝流程如圖1所示。

3工藝原理

3.1雙榀鋼管結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系井字形接頭施工技術(shù)鋼管內(nèi)部支撐的是雙向?qū)ΨQ的，它通過(guò)在水平和垂直雙向鋼管內(nèi)支撐接頭處布置“井”形接頭，將基坑內(nèi)的鋼管作為一個(gè)整體進(jìn)行支撐。“井”形接頭由兩個(gè)雙向雙交叉整體接頭組成，為一根鋼管和兩根垂直鋼管相交。上部結(jié)構(gòu)采用邊坡方式建造。基坑內(nèi)分別在-4.5m和-8.9m處設(shè)置內(nèi)支撐，其中-4.5m為鋼筋混凝土內(nèi)支撐。-8.9m為鋼管結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐施工。這個(gè)過(guò)程包括三個(gè)方面：牛腿安裝、鋼管結(jié)構(gòu)的內(nèi)部支撐組裝和鋼支撐的拆除。如圖2所示。3.2新型鋼管結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐構(gòu)思縱橫雙“井”形鋼管結(jié)構(gòu)內(nèi)支架充分考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)力。“井”形接頭用于連接同一層的垂直和水平和雙向內(nèi)部支撐。基坑鋼管通過(guò)在水平和水平雙向鋼內(nèi)支撐接頭處設(shè)置“井”形接頭支撐形成一個(gè)整體。井字形接頭由兩個(gè)雙向雙管交叉整體接頭組成，由一根鋼管和兩根垂直鋼管相交。其整體結(jié)構(gòu)是雙向?qū)ΨQ的。3.3雙榀大直徑鋼管支撐精確定位施工技術(shù)本工程施工中采用雙榀大直徑（φ850mm）鋼管支撐加上特制雙拼高1米H型鋼腰梁組合內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，是一種新型內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，可有效減少基坑變形。但其安裝施工尚無(wú)成熟的工藝，且鋼管支撐體系復(fù)雜。針對(duì)以上問(wèn)題，進(jìn)行鋼管支撐精確定位施工技術(shù)研究，總結(jié)提出三個(gè)施工技術(shù)措施：①優(yōu)化縫隙填筑方式，采用一次性澆筑成型；②優(yōu)化鋼管支撐托架系統(tǒng)，增加加強(qiáng)鋼板固定；③優(yōu)化鋼管支撐標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度，確保吊裝過(guò)程無(wú)碰撞。

4操作要點(diǎn)

4.1鋼管內(nèi)支撐施工鋼管施工步驟為：基坑開挖→腰梁和支撐梁加工→牛腿安裝→鋼管內(nèi)支撐拼裝。基坑開挖：當(dāng)?shù)谝坏乐螐?qiáng)度達(dá)到要求，繼續(xù)開挖，直至達(dá)到第二道支撐的底部標(biāo)高。再這個(gè)過(guò)程中對(duì)裸露的圍護(hù)樁采用網(wǎng)布并噴上混凝土加固。腰梁及內(nèi)支撐梁工廠加工：腰梁采用HN1000×300×19×36型鋼與厚度20mm鋼板焊接而成，支撐梁采用φ800×20mm鋼管制作。牛腿安裝：當(dāng)基坑開挖至鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部支撐設(shè)計(jì)位置時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部支撐支腿應(yīng)安裝在立柱和外圍鉆孔樁的設(shè)計(jì)位置，其中立柱牛腿用16槽鋼焊接，腰梁牛腿則采用14角鋼焊接。當(dāng)基坑底部標(biāo)高為-9.4m（支撐梁底部）時(shí)，在圍護(hù)樁周圍繼續(xù)開挖，繼續(xù)挖約1.2m，寬度為1.2m。在圍護(hù)樁鉆孔樁表面插入膨脹螺栓（YG2型，M20，L=285mm），安裝鋼支撐。在臨時(shí)鋼柱的位置繼續(xù)挖一條50cm寬2.6m的槽，安裝槽鋼制成的臨時(shí)柱支架。鋼管內(nèi)支架裝配：采用起重機(jī)，人工拼接。腰梁節(jié)點(diǎn)焊接，鋼管支撐梁段面使用螺栓連接。支撐梁通過(guò)腰梁上的法蘭和立柱焊接而成的槽鋼支撐點(diǎn)進(jìn)行安裝。4.2雙榀大直徑鋼管支撐精確定位施工優(yōu)化縫隙填筑方式，采用一次性澆筑成型：在鋼腰梁安裝完成后，對(duì)SMW工法樁和腰梁之間的縫隙利用細(xì)石混凝土進(jìn)行整體澆筑，一次成型，確保填充密實(shí)，保證鋼腰梁穩(wěn)定可靠。（圖4、圖5）安排專人對(duì)填筑過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)實(shí)施后鋼腰梁與SMW工法樁間間隙澆注C30細(xì)石砼情況進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)砼填筑不密實(shí)，及時(shí)進(jìn)行人工振搗，并二次填筑，確保填筑密實(shí)。優(yōu)化鋼管支撐托架系統(tǒng)，增加加強(qiáng)鋼板固定：在原有托架水平支撐槽鋼下增加加強(qiáng)鋼板，增強(qiáng)托架強(qiáng)度和剛度，確保托架無(wú)變形，有效保證雙榀鋼管支撐的定位準(zhǔn)確。安排專門的測(cè)量人員對(duì)托架上鋼管支撐進(jìn)行檢查，對(duì)優(yōu)化鋼管支撐托架系統(tǒng)使用后，加強(qiáng)鋼板安裝情況及鋼管支撐穩(wěn)定性進(jìn)行了檢查，如頂面高程偏差超出±5mm，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并固定牢固。優(yōu)化鋼管支撐標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度：現(xiàn)場(chǎng)鋼管支撐吊裝過(guò)程中有很大幾率和安裝完畢的鋼管支撐及頂層鋼筋混凝土支撐發(fā)生碰撞，根據(jù)5m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段鋼管吊放實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)鋼管支撐標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化，將標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)度由5m改為3m。4.3鋼支撐拆除待建筑結(jié)構(gòu)主層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，拆除鋼質(zhì)內(nèi)支撐。支撐架由16槽鋼制成，每節(jié)放置兩個(gè)。鋼制內(nèi)支撐通過(guò)拆除法蘭和鋼腰梁在接頭處切割分離，然后由起重機(jī)吊到地面運(yùn)輸和儲(chǔ)存。拆除上部混凝土支撐后，再拆除鋼柱。拆除立柱時(shí)，用三腳架固定，從上而下每3m段用氣割工具切斷并吊至地面。

5結(jié)語(yǔ)

本工程采用新型雙銷大口徑鋼管結(jié)構(gòu)支護(hù)形式，有效提高了深大基坑支護(hù)拆卸效率，解決了深基坑開挖帶來(lái)的城市環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。對(duì)推動(dòng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

作者：楊曉坡 單位：上海社發(fā)浦眾建設(shè)管理有限公司