基坑鋼支撐圍護技術在路橋施工中的應用

符友

（澄邁縣地方公路管理站，海南 澄邁 571900）

基坑鋼支撐圍護技術在路橋施工中的應用

符友

（澄邁縣地方公路管理站，海南 澄邁 571900）

隨著我國社會經濟的快速發展，交通基礎設施工程建設廣泛開展，路橋工程的施工水平也不斷提高。基坑鋼支撐圍護技術因為其安全性較高、性能較好且質量優等諸多優勢，在路橋建設工程中廣泛應用。首先對基坑鋼支撐圍護技術進行簡要分析，其次闡述了施工原則和要點，然后結合實例分析了鋼支撐圍護技術在路橋施工中的應用。

基坑鋼支撐；圍護技術；路橋施工

0 引言

為了加強區域間的地理聯系，促進地區經濟發展，為人們的出行提供便利，需要加強交通運輸網絡建設，提升運行能力。為此，路橋工程數量日益增加。為了維護人民的生命財產安全，需要加強建設控制，在積極采用性能良好質量過關的施工材料的同時，也需要采用適宜的施工工藝，提高施工效率和質量。本文以基坑工程為例，就鋼支撐圍護體系施工工藝進行深入研究。

1 基坑鋼支撐圍護技術分析

路橋工程中基坑支護體系的應用一般會設置兩道支撐結構，并將其作為基坑支撐的圍護機制。與此同時，上道和下道可以采用不同的結構形式進行安裝。例如上道雙拼型鋼進行支撐的端頭，通常需要將其焊接在基坑周邊的混凝土圈梁預埋鐵件上。與其對應的是下道雙拼型的鋼支撐端頭，一般將其焊接在基坑鋼圍模的上部。上道和下道結構的路橋工程形成了結構穩定、應力均衡的網架式基坑支撐圍護結構，從而有效控制了土體的位移。

2 路橋工程基坑鋼支撐圍護施工

2.1 施工原則

路橋工程基坑鋼支撐維護技術實際應用過程中，作業人員需要嚴格秉持先支撐再土方開挖的原則，也就是控制挖方以及標高，將深度控制在安裝鋼支撐底的標高下方15 cm。同時，采用該種支撐體系時，需要對支撐鋼管進行施工檢測，在受力前，需要先進行橫向拉結，然后控制應力保證壓桿穩固。

2.2 施工要點

路橋施工工藝的控制以及作業方案的完善對于基坑鋼支撐圍護技術的應用和工程建設質量的提高具有重要意義。路橋工程作業過程中，施工參數會出現變化，需控制施工誤差，尤其是鋼支撐圍護體系鋼管的安裝偏差控制，可參考表1執行。作業人員也需要依據設計圖紙進行操作，并謹慎選擇施工材料，注意節點代換、局部調整，若出現變更需要立即向上級申請，提升作業安全水平。在實際施工中，也需要注重支撐結構制作安裝和土方開挖的的工序協調，維持兩者的促進關系。土方開挖為支撐結構提供了充足的空間，但是支撐結構施工也需要配合挖方。路橋工程施工過程中，也需要合理控制作業點，并保證路橋工程結構的強度和剛度，保證其負荷能力，以便縮短施工作業周期，提升工程的綜合效益。

表1 鋼管支撐安裝允許偏差

例如，若采用放坡開挖，則必須保證施工現場土質條件符合要求，施工位置地下水水位較深，只有這樣才能保證不會對周邊建筑物造成擾動，也可有效保護通信或地下燃氣管道。若基坑中有大量積水，需要采取適宜的降水或止水措施。降水的主要方法有集水井降水以及井點降水，而井點降水又可以分為輕型井點、噴射井點以及電滲井點、管井井點和深井泵等，見圖1。

圖1 輕型井點降水示意圖

2.3 基坑加固

基坑加固時基坑鋼支撐圍護施工的重要環節，施工人員需要在基坑的周邊進行820 mm、樁長25 m鉆孔灌注樁施工，可增加水泥使用量，并且可添加適量的外加劑，提高施工材料性能。

2.4 支撐結構安裝

支撐結構安裝需注重技術、圖紙交底，對施工中的支撐軸線進行檢驗，確定支撐結構架設的適宜位置。在施工現場測繪時，需保證測量結果的準確性，為質量控制提供參考。在安裝時需要對物力資源人力資源進行優化配置，配合構件安裝，提高路橋結構的強度。

3 實例分析路橋施工中基坑鋼支撐圍護技術的應用

3.1 工程概況

某橋梁工程基坑施工中地表為人工填土，下為全新統沖積軟土、粉土、砂土沉積以及上更新統冰水沉積、沖積粘土、粉質粘土、粉土及砂土，之下疊覆上更新統冰水沉積、沖積卵石土及砂夾層透鏡體，下伏白堊紀系上統灌13組厚層泥巖。為了保證基坑開挖的安全性，該工程采用了鋼支撐圍護方案，并設置了三道鋼支撐體系，鋼支撐可負荷較大的外部壓力，有利于工程結構的穩定性維護。

3.2 基坑鋼支撐維護施工

3.2.1 單根支撐安裝與施工

鋼支撐吊裝到達預定位置時，因為自身體重較大易出現下撓變形，而鋼支撐結構因為加工不對稱，沒有與中心保持統一，存在軸向力的作用，會出現附加彎矩。為了全面掌握結構的應力變化，且需要掌握鋼支撐結構軸向的影響力，并且對鋼支撐結構內外部應力影響因素的存在進行有效控制。為此，該工程在鋼支撐跨中、上、下分別安裝1只鋼弦式表面應變計，對鋼支撐結構的應力變化進行實時監測，工程監測點的布設見圖2。

圖2 支撐結構立面示意圖

3.2.2 第一道支撐

第一，支撐所承受的軸向作用力占據總預加應力的80%～170%，該工程的施工作業量較大，需要對下方予以支撐便開始土方開挖施工，但是受到外部自然環境的影響，鋼支撐鋼管的表面經監測其溫度達到了41℃～50℃。連續監測8 d、10 d后鋼支撐鋼管出現了軸力峰值，監測結果顯示為744 kN、720 kN。監測表明土方開挖會對基坑框架結構產生較大的影響力，并且基坑結構周邊的土體應力也發生了變化，并且隨著開挖深度的加大壓力不斷提高。第二，第一道支撐結構應力正常。和前期相較而言，軸力降低，造成這一現象的主要原因是第二道鋼支撐安裝結束后，鋼支撐結構應力平衡。因為施工現場的監測數據顯示鋼管的表面溫度仍處于鋼弦計的溫度限值范圍內，由此表明現場作業條件不會對支撐結構性能造成負面影響。第三，第一道支撐結構的負荷不斷降級，降低幅度已達10%，這是由于三道支撐結構施工后，結構應力關系穩定。第一、二道支撐間混凝土護臂澆筑工作結束后，需要對土體進行加固防護，保證基坑應力平衡。

3.2.3 第二道支撐

首先，第二道支撐所受軸力經測量在1 421～1 617 kN范圍內，占據總預應力的170%～194%。支撐結構下方需要進行土方開挖，施工作業量較大，需修鑿圍護挖孔樁噴射混凝土護臂，并在挖孔樁的墻身和挖孔樁間的墻體均勻涂抹混凝土，保證表面平整。第二道支撐結構施工前需要搭設臨時作業平臺，并且在基坑的東側加設排水溝，為后續作業奠定基礎。第三道支撐處于初裝，施工量大，若未對施工現場作業條件進行有效控制，會對第二道鋼支撐的應力關系造成影響，且會造成軸力的直線上升。現場監測結果顯示：在第二道支撐施工過程中，需要保護鋼支撐結構圍護挖孔樁結構，避免對周邊土體的擾動。其次，因為施工現場的溫度適宜，第三道鋼支撐架構施工后應力處于穩定狀態，為作業提供了有力條件。當三道支撐結構均投入使用后，基坑周邊的土體壓力均勻分布在三道支撐結構中，而基坑周邊的框架也趨于穩定。然后，第三道支撐結構需要現場吊裝拆除，保證支撐結構應力恢復至初始狀態，第二道支撐的軸力也不斷提高，與初始階段保持一致。在該工程竣工前，仍需監測，但是需要適當增加監測點數量，需對變化數據進行深入分析，依據數據變化以及施工的實際情況采取適宜的處理措施，保證工程建設安全和如期完工。

3.3 支撐結構拆除

支撐結構拆除后，需要按照設計方案的相關要求操作，在底板、中板、傳力帶強度達到規定值后，需立即拆除第二道支撐結構。當中板以及傳力帶強度達到設計值后，需要拆除第一道支撐結構。若樓板結構存在缺陷，則需要架設臨時鋼支撐，保證作業任務的順利開展。

4 結語

綜上所述，基坑鋼支撐圍護技術的應用對于提升路橋工程建設的安全性、穩定性、質量十分有利。但是在實際施工中，需要對自然環境、地形地貌、氣候變化等因素進行綜合考量，并積極采用水力學、結構學的相關專業知識，聯系實踐保證圍護結構應力平衡。同時，需加強觀測，及時完善施工質量問題，完善施工方案，促進路橋工程建設發展。

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[3]洪德海.鋼支撐預加力對圍護結構內力的影響分析[J].鐵道勘察,2010,36(2):66-68.

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U445

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1009-7716（2017）09-0131-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.039

2017-05-02

符友（1983-），男，海南澄邁人，工程師，從事公路項目管理工作。