H型鋼與U型鋼組合式基坑支護施工技術

馬軍

摘要：用H型鋼作為主受力構件，U型鋼作為連接支護體，H型鋼與U型鋼之間采用槽型插口式活動連接，形成一種鉸接的鎖口形式，并在兩個型鋼的插口之間留有15mm左右的間隙，用以校正型鋼的垂直度偏差和型鋼之間的間距偏差，通過兩種型鋼之間的鎖口互連，形成靈活的組合式鋼板樁從而達到對基坑進行支護的目的。

Abstract： H-beam is used as main force component and U-beam is used as connection support body. The H-beam and the U-beam are connected by slotted socket type activities to form an articulated lock type. A gap of about 15mm between the vertical deviation is left for the correction of steel and the gap between the profile deviation. Through the two types of steel interlocking between the lock， a flexible combined steel pile is formed to support the pit.

關鍵詞：型鋼；槽型插口；鎖口連接；組合式鋼板樁

Key words： steel；slot socket；lock connection；combined steel sheet pile

中圖分類號：TV551.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）05-0143-03

1 概述

在工程實踐中發現，傳統鋼板樁支護應用于基坑存在著基坑變形量大、剛度不足、鋼板樁垂直度難控制等問題，傳統的拉森鋼板樁和SMW工法樁基坑支護不能滿足要求。

在借鑒國外同行經驗的的基礎上，由公司企業技術中心與項目部技術人員組成攻關小組，用H型鋼作為主受力構件，U型鋼作為連接支護體，通過兩種鋼板樁之間的鎖口互連，形成組合鋼板樁對基坑進行支護。該技術大大提高了施工速度，且避免了基坑支護墻體滲水、漏水及泥漿等現象，營造了一個干凈、無水、整潔、安全的坑底作業環境，基坑墻體垂直、外觀美也符合了安全文明工地施工的標準，帶來了明顯的經濟效益和社會效益。

2 技術原理

①H型鋼與U型鋼組合基坑支護，是由H型鋼作為主受力構件，U型鋼作為連接支護體，通過兩種鋼板樁之間的鎖口互連所形成的一種支護結構。H型鋼與U型鋼之間采用槽型插口式活動連接，形成一種鉸接的鎖口形式，在兩個型鋼的插口之間留有15mm左右的間隙，用以校正型鋼的垂直度偏差和型鋼之間的間距偏差。

H型鋼與U型鋼組合形式及鎖口形式如圖1所示。

②本施工工藝可選擇多種不同規格的H型鋼與U型鋼進行組合，根據不同的現場地質條件，選用最佳的截面參數，采用定位模架施打鋼板樁，可很好的保證支護結構的線形，從而提高基坑整體抗傾覆的能力。該種支護結構剛度大、強度高、止水效果好。

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

現場查勘，清除地下障礙物，平整場地。

①場地的平整度。

設備進場前，場地必須達到“三通一平”。因本施工技術要求連續施工，故在施工前應對支護施工區域地下障礙物進行清理或移除，確保場地的平整度，提高調整定位模架的效率，從而有力的保證施工進度。

②場地的強度。

場地的強度也應有所保障，施工范圍不能過于泥爛，施工場地范圍需保證至少3-4m的空間，即支護內邊線往外至少2-3m的使用場地，以保證定位模架的施工安放。

3.2.2 定位模架就位

①定位模架是本施工技術的核心，支護結構施工的快慢及垂直度完全取決于定位模架，一個定位模架一般可以施工6-8套組合型鋼，即長度9.6m-12.8m；定位模架的重量不能過輕，一般使用的定位模架重量約在8-10噸左右，重量可以增加定位模架的穩定性，具體噸位可根據經驗來判斷；定位模架的高度一般在3-4m，保證施工H型樁的垂直度，誤差控制在5mm以內。

②在定位模架的就位過程中，由當班班組長統一指揮，模架下鋪設型鋼，吊車在安放定位模架過程中要保持平穩，安放后應用千斤頂進行調整，保證定位模架的平面水平，上下垂直度誤差應小于3mm，可以利用儀器或線錘進行控制（兩端對角掛線錘，可控制上下和水平）。在定位模架調整完畢后，進行對定位模架的固定。調整好定位模架后用鐵板與墊板焊接，確保在施工時定位模架不會產生下沉和位移。

3.2.3 H型鋼、U型鋼加工

開設吊裝圓孔。為了方便吊裝，H型鋼使用前，在距型鋼頂端100mm處開兩個對稱圓孔，孔徑約80mm；U型鋼則在對稱兩翼板處開兩個對稱圓孔，孔徑約80mm。

3.2.4 H型鋼與U型鋼組合支護體施工過程

①H型鋼施工。

1）先利用定向模架用振動錘一次打入4～6根H型鋼（根據開設定向孔的數量）。2）H型鋼通過定向模架時要盡量保持穩定，不能有大幅的晃動，當一切準備就緒時，開始下沉H型鋼，先靠H型鋼自重沉樁，當無法再下沉時，利用振動錘夾緊H型鋼頂部振動下沉。3）根據經驗，振動下沉過程中，H型鋼的下沉速度不能過快，應保持在每分鐘約2～3m左右。在振動下沉過程中，要時刻注意動滑輪的變化，保持動滑輪面接觸到H型鋼，保持轉動。4）當H型鋼振動至定位模架上層0.6m-0.8m時停止振動，開始下一個H型鋼的施工。5）每一個H型鋼的預留高度應高低不等，形成上下錯位，有利于U型鋼的施工。endprint

②U型鋼施工。

1）施工完H型鋼移除定位模架，用振動錘振動到設計標高后開始插入U型鋼，依次類推，循環作業。2）當H型鋼施工完畢后，開始插入U型鋼，施工前，U型鋼兩側的圓鋼應切割成一個斜角，并涂上黃油，減少和鎖口之間的摩擦力，有利于下沉，由于加工和運輸的問題，U型鋼的尺寸大小可能會發生些變化，且不是完全一致，所以在施工前需先量好相鄰H型鋼之間鎖口間的間距，選擇一個尺寸適合的U型鋼。3）對位時，如果U型鋼大于或小于H型鋼間距時，可以用12P的鐵錘進行敲擊，盡量避免用葫蘆拉型鋼。

3.2.5 施工過程中的質量控制

①施工前材料與設備的檢查。

1）型鋼進場前需要進行外觀檢驗和材質檢驗。原則上要對全部型鋼進行外觀檢查，每一種規格的型鋼至少進行一個拉伸、彎曲試驗。對不合要求的型鋼進行矯正，發現缺陷及時調整，以減少打樁工程中的困難。2）鎖口檢查，凡有彎曲、破損、鎖扣不合格的均應進行整修，鎖口內外應光潔，并呈一直線，全長不應有破損、缺損、扭曲或死彎。3）型鋼的裝卸采用兩點吊，吊運時，每次起吊的數量不宜過多，注意保護鎖口以免受損。

②定位模架接頭處H型樁間的U型鋼施工。

當施工完二個相鄰的定位模架內的樁后，移走定位模架。將相鄰的H型樁振動至離地面1M處。將U型鋼對入H型樁兩側鎖扣，啟動振動錘將U型鋼振入。然后依次將二個定位模架內的其他樁依次振動至設計標高，完成兩組樁的施工。

3.2.6 鋼結構支撐施工

在軟弱地基支護施工中往往采用鋼支撐對鋼板樁進行支護的形式。

①鋼圍檁施工。

鋼圍檁由型鋼拼裝焊接而成，在鋼圍檁跨中和支撐節點按其受力特點焊接等強度加勁板，使鋼圍檁成為連續梁體，焊縫滿焊。鋼圍檁和支護樁內H型鋼應有可靠連接。

②水平鋼支撐施工。

1）鋼支撐主要構件安裝質量的檢查和驗收應嚴格按照《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205—2001）進行。2）鋼支撐應做到使其軸心受壓，因此支撐與圍檁接觸面設置鋼墊板，斜撐與鋼圍檁節點設鋼牛腿。

4 質量控制

①嚴格按照《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）標準進行施工。組合鋼板樁結構施工前進行試驗性施工，以評估施工工藝及各項參數對基坑及周邊環境的影響程度，必要時調整參數，以確保工程的質量。

②重復使用的鋼板樁質量執行《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）。重復使用的鋼板樁允許偏差按表1執行。

5 綜合效益分析

通過南通市達欣工程股份有限公司在工程實踐中證明，H型鋼與U型鋼組合式基坑支護施工技術施工簡便，工期短，止水效果好，成本低。與傳統的支護結構對比有以下特點：

通過上述分析，該施工技術不僅安全經濟，質量可靠，還可以提高施工進度，減少環境污染，有較好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]中國建筑科學研究院.JGJ120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]中國建筑科學研究院.JGJ311-2013，建筑深基坑工程施工安全技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3]上海市基礎工程公司.GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.endprint