淺析深基坑鋼管拋撐支護施工技術

摘要：本文主要針對深基坑鋼管拋撐支護施工技術展開了探討，通過結合具體的工程實例，對工程特點和施工重點作了詳細闡述，并對鋼管拋撐施工技術的應用作了系統的分析，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：深基坑；支護施工；技術應用

隨著科學技術的不斷發展，高層建筑的深基礎施工技術也在不斷提高。作為建筑結構中極其重要的部分之一，深基坑支護結構的施工質量會對整個建筑結構安全質量產生直接影響。而鋼管拋撐技術作為深基坑施工中的一種支護施工技術，因其自身獨特的優點具有著廣泛的應用。基于此，本文就深基坑鋼管拋撐支護施工技術進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某工程開挖深度為-11.69m，設置2層鋼筋混凝土支撐，第1層鋼筋混凝土支撐中心標高為-0.800m，第2層鋼筋混凝土支撐中心標高為-7.400m；基礎底板混凝土及換撐結構混凝土施工完達到設計強度后，即拆除第2層鋼筋混凝土支撐，支撐拆除后，施工地下室結構側墻至-5.800m及換撐結構，待側墻及換撐結構達到設計強度后，拆除第1層鋼筋混凝土支撐，然后施工地下室主體結構，換撐結構根據設計圖紙布置的具體要求如下：在基坑東側及北核心筒處共設置17根610×16工具式組合鋼管拋撐，其中7處為雙鋼管斜拋撐，3處為單鋼管斜拋撐，施加預應力作為換撐結構。其平面布置和剖面如圖 1，2 所示。

圖1 鋼管拋撐平面圖結構

圖 2 鋼管拋撐結構剖面

2 工程特點和施工重點

2.1 工程特點

2.1.1 本工程1號樓地下室呈“口”形，為深基坑。基礎底板大面開挖深度為-11.69m，核心筒處開挖最深處為-15.39m，地下室整體面積為2200m2。

2.1.2 1號樓地下室為高凈空。地下1層為中空設備層，層高為6.33m。

2.1.3 多種圍護形式結合使用。

2.1.4 本工程緊臨火車隧道，為減少對隧道的影響，對土方開挖、基坑結構施工工期要求較高，特別是支撐與換撐結構施工更是多方重點關注對象。

2.2 工程施工重點

2.2.1 本工程為深基坑支護工程，鋼拋撐安裝技術安全要求高、與地下室結構施工協調性強等諸多因素，必須要加強施工組織管理，做好充分的施工準備。

2.2.2 鋼管拋撐為場外加工運至現場拼裝吊運就位，這就要求地下室結構外墻內側的鋼管拋撐上端暗梁、埋件標高及位置精準，鋼管拋撐下端的混凝土固定墩角度及位置無偏差，且按規范保養確保其強度是施工的關鍵。

2.2.3 為了滿足鋼管拋撐設計需要，在外墻內增加了630mm×400mm的暗梁。

2.2.4 由于鋼管拋撐與底板面呈11.7°夾角，鋼管下端固定墩的鋼筋為異形多折彎插筋，增加了鋼筋的施工難度，且下端固定墩與鋼管接觸面為斜面，增加了模板施工難度。

2.2.5 準確施加預頂力，對減少基坑側向位移和沉降起著重要作用。

3 工具式組合鋼管拋撐施工技術

3.1 施工工藝流程

施工準備→測量定位→固定墩施工→外墻暗梁施工→換撐施工→臨時架體搭設→場內拼裝、吊裝就位→施加預應力→焊接定位→交付驗收使用→地下室結構施工，完成換撐→拆除。

3.2 施工工藝要點及注意事項

3.2.1 施工準備

根據設計圖紙選定鋼管型號為610×16，組織設計、監理等相關單位共同對鋼管拋撐實體材料及產品資料進行檢測，滿足設計要求后送至專業加工廠根據設計圖紙放樣加工待用。

3.2.2 測量定位

3.2.2.1 使用高精度全站儀根據甲方提供的已知測繪點，放出施工區域內所有軸線。

3.2.2.2 使用卷尺根據圖紙所示尺寸放出各結構輪廓線及50cm控制線。

3.2.2.3 現場使用水準儀對結構標高復合校正，減少偏差。

3.2.3 固定墩施工

3.2.3.1 固定墩鋼筋施工

（1）鋼管拋撐下端落于固定墩上，通過固定墩將力傳至2.8m厚的基礎底板，所以固定端的HRB400，采用AutoCAD結合現場放樣后再嚴格按照設計要求加工，且附近位置的底板面筋待其施工完成后再綁扎固定。

（2）綁扎時必須按測量所放輪廓線定位精準，再使用扎絲綁扎牢固，檢查鋼筋規格和尺寸均滿足圖紙設計要求后，使用電焊將其與周邊底板鋼筋焊接一體防止澆筑混凝土時偏位。

（3）鋼筋施工完成后將12×700×700（雙管1500）的鋼板預埋件按圖紙設計尺寸焊于固定墩與鋼管拋撐接觸面一側的鋼筋骨架上，埋件外露面即為結構完成面。

3.2.3.2 固定墩模板施工

（1）由于固定墩高于基礎底板上表面700mm，如與基礎底板混凝土同時澆筑需采用吊模施工，大面積采用固定泵澆筑底板混凝土施工時位置偏差控制難以到達理想效果，故現場采用底板混凝土澆筑完成后二次支模澆筑，保證了其位置準確性，模板施工前先將鋼筋上混凝土敲砸干凈，并使用錘鏨把接觸面鑿毛。

（2）固定墩為不規則梯形，兩側有30°和11.7°的坡度要求，對模板加工尺寸精度要求高，于是采用根據設計圖紙結合現場實際偏差在AutoCAD中提前優化設計，制作出放樣圖紙，現場施工根據AutoCAD優化后的尺寸加工模板。

（3）現場彈出結構邊線與50mm控制線，采用按AutoCAD放樣圖加工好的18mm厚木膠夾板拼裝好，使用直徑12mm定位對拉螺桿，與48×3鋼管、50mm×100mm木方組成加固體系，通過控制線復核尺寸滿足設計要求后報驗，申請混凝土澆筑。

3.2.4 外墻暗梁施工

3.2.4.1 外墻暗梁鋼筋施工

3.2.4.2 外墻暗梁模板施工

3.2.4.3 外墻暗梁混凝土施工

3.2.5 換撐施工

3.2.5.1 換撐工藝流程按設計圖紙所示位置在外墻外側模板留出同換撐板厚的缺口，搭設支撐架體并鋪設模板，將與外墻連接處換撐板的鋼筋錨入外墻鋼筋內，與支護樁連接處換撐板鋼筋按同規格鋼筋10d植入支護樁內，檢測合格后再綁扎，驗收合格后澆筑混凝土。

3.2.5.2 換撐方案當地下室主體結構側墻施工至結構樓板，應同時施工換撐結構，1號樓區域采用鋼管拋撐作為換撐結構，支點位置側墻與支護樁間設置鋼筋混凝土板作為傳力構件，630mm厚鋼筋混凝土板澆筑至支護樁邊，混凝土強度與緊鄰主體結構側墻混凝土強度相同。東側換撐板的長度分別為3800，5200，8000mm，北側換撐板長度分別為5610，6700mm。

3.2.6 臨時架體搭設施工

由于鋼管拋撐是組裝后直接吊入其所在位置，校正和預應力施工時需要有支撐體系和安全防護，故在其施工前需根據拋撐位置與傾斜角度搭設臨時架體，經計算后采用48×3鋼管，立桿間距為300mm，水平桿間距為1500mm，并設置剪刀撐穩固架體。

3.2.7 現場拼裝、吊裝就位

3.2.7.1 鋼管拋撐長度約為11m，在場外加工成4m和7m兩節便于運輸，端頭之間用法蘭連接，焊接鋼管端頭與法蘭盤連接處，法蘭端面與軸線垂直偏差控制在1.5mm以內，每根鋼管支撐的安裝軸線偏心≤20mm，分段施工可以減少汽車式起重機噸位，節約了安裝和運輸成本。鋼管拋撐共17根，由610×16鋼管制作。

3.2.7.2 根據施工方案吊裝順序，先將鋼管拋撐下部與固定墩連接的第1節用汽車式起重機吊至臨時架體上就位，并臨時固定住，避免其移動偏位，再用汽車式起重機將與暗梁連接的第2節緩慢放至臨時架體上，與先前固定住的第1節用螺栓連接牢固。

3.2.7.3 鋼管拋撐連接處避免在同一位置，如第1處第1節吊裝7m的，那么第2處第1節就吊裝4m，接頭錯開設置。

3.2.7.4 采用千斤頂與手動葫蘆調整鋼管拋撐位置和標高，待達到設計圖紙要求、與預埋件位置吻合后，使用臨時鋼管架體固定住鋼管拋撐，防止預應力施工時發生偏移。

3.2.8 施加預應力

基坑東側預應力先從中間鋼管拋撐開始施加，逐步向南北側兩根鋼管同時對稱施加，直至施加全部完成；基坑北側兩根鋼管拋撐同時施加預應力。鋼管拋撐安裝完畢后，應及時檢查各節點的法蘭連接狀況，并且先行將鋼管上端與暗梁預埋鋼板焊接牢固，經確認符合要求后方可施加預應力，施加預應力應在鋼管拋撐的固定墩一端進行，在吊裝拋撐鋼管施工時鋼管下端封口鋼板與固定墩內側預埋鋼板之間用14mm厚上寬下窄的鋼楔子插入形成可以放入千斤頂的間隙，千斤頂放入間隙后先預頂將其與鋼管封口鋼板固定牢靠，隨著預應力的增加，鋼板間的縫隙逐漸變大，使用錘將鋼楔子不斷向下擠入縫隙中保持與兩側鋼板緊密接觸，雙管支撐預應力需同時施加，每根鋼管施加預應力為1.2MPa/m2，使用2臺帶表液壓千斤頂同時進行預應力施工，預應力應分級施加，重復進行，加至設計值時，應再次檢查各連接點的情況，必要時對節點進行加固，待額定壓力穩定后鎖定。

3.2.9 焊接定位

鋼支撐端頭設置厚度為12mm的鋼板作封口鋼板，端板與支撐桿件滿焊，應保證鋼支撐與側墻及鋼筋混凝土梁之間的密貼度。完成預加應力后，根據鋼管拋撐與預埋鐵件之間實際情況，采用鋼鍥塊進行定位，對鋼鍥塊要求滿焊固定，經驗收合格后，加載的千斤頂方可卸載。3.2.10 交付驗收使用鋼管支撐質量驗收應堅持“過程驗收為主，完（竣）工驗收為鋪”的原則，反對以完工驗收代替過程驗收。驗收重點為各個節點（包括接頭），實行施工一個驗收一個，完工一處驗收一處，發現質量問題及時返工。

3.2.11 地下室結構施工，完成換撐

待鋼管拋撐施工完成后，開始拆除第1層鋼筋混凝土支撐梁，待清理干凈后，繼續施工地下室主體結構。

3.2.12 拆撐

所有底板、地下1層結構樓板、側墻、換撐結構達到設計強度后方可拆除鋼筋混凝土支撐。拆撐時先拆除連系梁，后拆除主撐，應采用緩慢有序、對稱方式逐個拆除支撐。拆撐期間應加強對支護結構及周邊環境的監測，做好應急準備。拆除期間，基坑周邊3.0m范圍以內嚴禁過量堆載，堆載應<15kN/m2。

4 結語

綜上所述，鋼管拋撐技術的應用對于深基坑工程的施工來說是一項極為重要的施工技術，并會給深基坑工程的施工帶來極大的幫助。而本文通過結合具體的工程實例，對鋼管拋撐施工技術的應用作了詳細的分析，旨在能為類似施工通過參考。

參考文獻：

[1]夏侯敏.淺談高層建筑深基坑支護施工[J].中國新技術新產品.2012（21）.

[2]呂福磊、劉興軍.鋼筋混凝土斜拋撐結構施工技術[J].門窗.2014（07）