地道鋼支撐體系布置及施工技術

□文/肖穎

地道鋼支撐體系布置及施工技術

□文/肖穎

結合麗江道地道工程，介紹了深基坑鋼支撐體系布置、鋼管支撐的施工及拆除技術。

地道；深基坑；鋼支撐；拆除

1　工程概況

麗江道地道工程位于麗江道與衛津南路交口，西接雅樂道，東接麗江道，向北為衛津南路立交，南接衛津南路跨集美道分離立交，采取麗江道下穿衛津南路及津港運河方式。地道修筑起點樁號為K2+230.000，終點樁號為K2+780.000，全長550 m。自K2+460.000～K2+630.000，為封閉式箱體結構，全長170 m，其余東西兩側敞開段均為U型槽結構，西側U型槽總長230 m，東側U型槽總長150m。

基坑安全等級為二級，在開挖深度8.0～12 m的區域內采用連續墻支護，在開挖深度＜8 m區域內，采用SM W工法支護。基坑支護結構的內部橫撐采用鋼支撐，選用2根φ600 mm×14 mm鋼管并排連接。鋼支撐根據挖深的不同，為1～2道。環形區間為封閉端，西側設置4道斜撐，東側設置3道斜撐，中間設3道橫撐。環形區間斜撐采用φ600 mm×14 mm、φ600 mm×16mm和φ800 mm×14mm三種規格鋼管。第一層斜撐長度＜16m的采用φ600 mm×14 mm鋼管，＞16 m的采用φ600 mm×14 mm鋼管。第二層斜撐長度＜16 m的采用φ600 mm× 16mm鋼管，＞16m的采用φ600mm×14mm鋼管。

2　鋼支撐體系布置及施工

2.1鋼管支撐系統的基本布置

環形墻區間設斜撐，斜撐采用φ720 mm×14 mm鋼管。環形墻區域基坑東側設3道斜撐，西側設4道斜撐，中央設3道橫撐。

2.2工具柱規格及布設位置

由于地道寬度很大，因而須加設工具柱，以解決基坑支護橫撐穩定問題，對于工具柱延縱向自身的穩定問題，采用增設鋼腰梁方案解決。施工時可視具體情況增設其他豎向支撐和斜支撐，以保證工具柱可靠的穩定性。工具柱支撐在地道中央的鉆孔灌注樁基礎上且柱底插入頂設計標高以下2 m，在工具柱鉆孔位放線時，要嚴格控制孔位偏差。保證工具柱的安裝精度，見圖1。

圖1　地道鋼支撐體系布置

2.3鋼支撐的結構形式

地道兩端基坑采用橫向的直撐，環形墻區域多為斜撐。鋼支撐由多節鋼管拼成一道支撐并用法蘭螺栓連接。每套鋼支撐的安裝固定、支撐兩端頭與圍護墻的接觸、地下連續墻內預埋鐵的設置詳見圖2。

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圖2　鋼管支撐節點

2.4鋼支撐安裝技術要求

在地下連續墻施工中，做好鋼支撐預埋件位置的復核工作，保證預埋件位置準確。

鋼支撐安裝應確保支撐端頭同地下連續墻均勻接觸，必要時填充高強度細石混凝土并設防止鋼支撐端部移動脫落的構造措施，支撐的安裝允許偏差：鋼支撐軸線豎向+20 mm；支撐軸線水平向+20 mm；支撐兩端的標高差≯20mm和支撐長度的1/600；支撐的撓曲度≯1/1000。

斜支撐和地下連續墻的連接構造必須能滿足抗剪要求。

3　安裝支撐

安裝支撐前，先將預埋鐵鑿出，通過水準儀及控制線測出支撐兩端與地下連續墻的接觸點，做出標記，以保證支撐與墻面垂直且位置準確。在連續墻預埋件上焊接鋼牛腿。斜撐和對撐端頭與地下連續墻的連接采用預埋鐵焊接，焊縫要滿焊牢固并應保證端頭板面與支撐垂直。支撐吊裝采用50t履帶吊，由于構件較長，采用四點吊。根據預先配置連接好的支撐，整根吊裝就位。

3.1預應力的施加

3.1.1預加軸力值的確定

表1　鋼支撐預加軸力

表2　環形區間鋼支撐預加軸力

3.1.2預應力施加工藝及注意事項

1）在檢查支撐安裝符合要求之后，采用液壓千斤頂施加預應力，在施加預應力時要密切注意支撐全長的彎曲和電焊異常情況，所加預應力按支撐設計軸力的30%～50%施加并及時壓緊固定鋼楔，為防止鋼楔脫，可采用電焊將鋼楔固定。

2）當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時，應立即在當天低溫時段復加預應力至設計值。

3）以往施工中的第一道支撐在第二道支撐好以后由于受力體系發生變化，第一道鋼支撐受力變小，支撐松動脫落現象時有發生，因此準備在壓頂梁預埋鋼環，鋼環吊鋼筋兜住第一道鋼支撐，防止墜落傷人且第一道支撐施加的應力宜較小，第二道支撐撐好后及時監測第一道鋼支撐受力情況并觀測圍護墻的變形情況，如軸力變小應對第一道支撐二次施加應力。

4）因工程土質及周邊情況不盡相同，預應力的施加值也不能絕對固定，也不能照抄照搬其他地方的數據。所以支撐預加應力應根據現場測量的墻體變形與支撐軸力計的數值的變化，不斷總結摸索與調整，隨時觀測鋼支撐內力。

5）墻體水平位移速率超過警戒值時，可適量增加支撐軸力以控制變形，但復加后的支撐軸力和擋墻彎矩必須滿足設計安全度要求。

6）預加應力施工中不得在鋼支撐上附加荷載。

3.2鋼支撐拆除施工

1）拆除支撐采用50 t履帶吊，結構內支撐拆除采用人工拆除。

2）根據地下層內具體情況，先在支撐上部選1～2個吊點，再用卷揚機或手拉葫蘆吊緊支撐，割除兩端焊接點后放到室內地坪，用專用板車運到出口點，用50 t履帶吊吊出。

4　總結

1）鋼支撐的施工要求緊隨挖土的施工作業，隨挖隨撐，無撐挖土的暴露時間控制在8h內。

2）開挖前需備好合格的帶活絡頭接頭的支撐、支撐配件、施加支撐預應力的油泵裝置等安裝支撐所必需的器材。防止需要安裝支撐時，因缺少支撐條件而延擱支撐時間。

3）鋼支撐的材料和機具進場后，派專人進行驗收和檢查，發現有不符合要求的，一律作退場處理。

4）挖好小段土方后，在8 h內安裝好支撐并按照要求軸力施加預應力。對施加預應力的油泵裝置要經常進行檢查，確保應力值正確，并做好記錄備查。12～14h之內觀測預應力損失及地下連續墻的水平位移情況，會同有關各方商定復加預應力的實施。

5）密切與監測網保持聯系，隨時掌握軸力及圍護位移，周邊鄰近建筑物、地下管線的異常情況，發現問題及時采用有效的整改措施。

6）實行施工質量專人負責制，對施工中質量全方位監控，每天專人進行檢查驗收并記錄好每天質量驗收情況。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.04.030

□U455

□C

□1008-3197（2015）04-74-02

□2015-04-13

□肖穎/女，1979年出生，工程師，天津市濱海市政建設發展有限公司，從事工程技術管理工作。