深基坑內支撐施工的研究

趙 峰

(太原市第一建筑工程集團有限公司，山西太原 030001)

1 工程概況

山醫大二院綜合樓工程位于山醫大二院內，地下2層，地上24層，框架剪力墻結構，總建筑面積96 900 m2，是目前省內單體建筑面積最大的教學、科研綜合樓。

2 適用范圍

深基坑內支撐技術應用范圍非常廣泛，適用于各種施工場地的深基坑施工要求，特別是開挖深度超過9 m、地下水位較高的深基坑施工，且受氣候環境及周邊環境影響小，特別是在有限的場地進行深基坑施工時均可使用。

3 工藝原理

深基坑內支撐體系應根據現場的實際情況，編制專項施工方案，合理布置立柱樁及鋼立柱的位置，力求不影響主體結構的正常施工。當基坑平面尺寸較大，支撐長度超過15 m時，需設立柱支撐和水平支撐，鋼立柱不能直接支撐在地基上，如基礎為鋼筋混凝土灌注樁時，可直接將鋼立柱插入工程樁內，插入長度一般不小于4倍的立柱邊長;立柱位置如無工程樁時應增加立柱樁;在進行樁基施工過程中，根據設計要求將立柱樁及鋼立柱打入地基內，嚴格控制立柱樁的標高及位置，避免偏離支撐交叉部位。采用鋼筋混凝土灌注樁作圍護墻時需設置冠梁，達到70%的設計強度后，即可挖出樁頭并截樁，支設冠梁模板、綁扎鋼筋埋設支撐埋件(位置及標高應與鋼立柱相對應)、澆筑混凝土，混凝土強度等級不小于C30;冠梁混凝土強度等級達到70%后，即可進行鋼支撐安裝，先在冠梁和鋼立柱上焊支撐托架(或牛腿)，托架上表面必須在同一標高上，以保證支撐在同一水平面上。安裝時，先安裝短向支撐，再安裝長向支撐，在縱橫支撐的相交處，先用卡具固定，調整平直后再按設計要求進行焊接固定。

4 施工工藝流程及操作要點

基礎灌注樁施工時插入鋼立柱→挖出支護樁樁頭→截樁、整理鋼筋→支設冠梁模板→綁扎冠梁鋼筋、埋設支撐埋件→澆筑冠梁混凝土→混凝土養護(拆模)→開挖第一層土方→鋼支撐安裝。

1)內鋼支撐的設置經過了設計論證及施工論證，并經過了專家的現場論證，鋼立柱的設置不影響承臺基礎及上部結構的正常施工，有效的降低了施工成本，保證深基坑施工安全;2)依據山西省建筑設計研究院《綜合住院大樓基坑支護314-10-1》設計圖紙，結合現場實際環境及基坑尺寸，支撐體系中，鋼管采用Q235，全部直撐和角撐采用圓630×14及圓273×8鋼管，鋼管連接采用坡口全焊透焊縫，鋼管對接時為保證焊接質量，增設－300×100×12加強板四塊;3)冠梁鋼筋綁扎，模板支設，嚴格按照設計及規范要求進行施工，保證冠梁的標高及截面尺寸，特別是在埋設支撐埋件時，嚴格控制埋件的位置及標高，確保在進行鋼支撐焊接時與鋼立柱在同一直線、同一水平面上;4)混凝土必須振搗密實，有效養護;5)立柱樁與鋼立柱施工，立柱樁采用鋼筋混凝土灌注樁，鋼立柱與立柱樁進行連接，立柱樁承受鋼立柱所傳遞下來的全部荷載，樁位采用全站儀進行測放與控制，標高采用測繩控制，確保鋼立柱位置準確，標高與冠梁埋件相符合;6)挖第一步土方(冠梁下平)，找出鋼立柱。在進行土方開挖時，嚴格控制挖土標高，專人進行指揮挖機，找到鋼立柱后，人工配合挖機進行開挖、清理，避免損壞鋼立柱(鋼立柱周邊1 m范圍內挖深較冠梁梁底標高低1 m左右，便于鋼支撐焊接);7)遵照“開槽先撐、先撐后挖，分層開挖、嚴禁超挖”開挖原則，在進行開挖時，嚴格控制土方開挖的進度與鋼支撐的安裝，在挖到鋼支撐位置前2 m左右，先進行鋼支撐焊接安裝，然后采用人工配合小挖機進行掏挖，確保基坑及鋼支撐的安全;8)采用吊車配合進行鋼支撐焊接，先安裝短向支撐，再安裝長向支撐，在縱橫支撐相交處，先用卡具固定，調整平直后再按設計要求進行焊接固定;操作過程中，由專人進行統一指揮，由于鋼支撐長度較長，需進行焊接連接，采用水準儀控制標高，使各部位保持在同一水平位置，鋼管焊接采用坡口焊，并進行滿焊，對鋼管進行防腐處理;9)基坑周邊土方回填，達到設計及安全施工要求后，根據回填順序采用塔吊配合人工對鋼支撐進行拆除。

5 材料與設備

1)角鋼:采用125×125×12及50×50×5的角鋼進行鋼立柱的制作。2)鋼板:采用16 mm的鋼板進行鋼立柱的制作。3)鋼管:采用圓630×14及圓273×8鋼管進行深基坑內支撐。4)焊條:采用E4303及E5003的天津大橋焊條進行焊接連接。5)設備:采用晉塔5513配合25 t汽車吊進行鋼支撐安裝。

6 質量控制

1)基坑開挖應嚴格遵守“分層開挖”的原則，支撐架設與土方開挖密切配合，開挖時采用分層開挖土方，以防止機械碰撞支撐;采用人工配合小型機具開挖支撐樁附近土方，嚴禁機械開挖碰撞鋼支撐和鉆孔灌注樁，土方挖到鋼支撐位置時要及時上鋼支撐，減少無支撐暴露時間。2)鋼支撐安裝時，軸線偏差不大于5 cm，并保證支撐接頭的承載力符合設計要求，鋼支撐連接采用焊接連接。3)鋼支撐安裝前一定要檢查加工成型的支撐是否垂直，不垂直的要進行矯正;然后將鋼支撐安裝在牛腿上，并且緊固好。

7 結語

深基坑內支撐，安裝簡便、安全系數高、可重復利用率高、維護少、具有更低的綜合成本。直接的節約了能源，間接、有效的起到了節能減排的作用，配合了我國當前節能減排的任務。