談地下車庫深基坑加固工程施工技術

趙云海

（山西三建集團有限公司 山西長治 046000）

引言

參與施工的地下車庫工程，框架結構，地下一層，地上商鋪二層。基坑三側均為住宅樓，基坑開挖深度約8.55m，且基坑土質較差，場地很狹窄，基坑周邊采用了鋼筋混凝土灌注支護樁，為了不妨礙周邊居民正常生活和出行安全，確保工程安全施工，基坑采用了鋼腰梁與鋼管斜支撐組合體系進行加固，該技術經濟、合理又能滿足施工要求。

1 工藝原理

深基坑雙層疊加鋼腰梁與鋼管斜支撐組合體系是一種基坑內斜支撐體系，該組合體系首先是在基坑周邊支護樁冠梁上相應部位預埋鋼板，后通過大放坡卸載土體荷載，在第一施工段筏板混凝土澆筑時，安裝底板支墩，支墩上預埋鋼板預埋件，在支護樁上植筋與三角鋼托架焊接，鋼腰梁吊至三角鋼托架上安裝拼接，與冠梁預埋鋼板焊接牢固。

利用底板混凝土支墩受力，采用雙層疊加鋼腰梁和鋼管斜支撐焊接，以抵抗較高土體所產生的主動土壓力，防止支護樁滑移、傾覆保證支撐系統的整體穩定性。

2 施工方案的確定

本工程已施工完成的鋼筋混凝土灌注支護樁無法滿足施工要求，故對支護進行加固，地下結構工程分兩段區域施工，先開挖東側Ⅰ區④-⑩軸，施工基礎，Ⅱ區①-④軸預留土臺，預留土臺上口寬6m，下口寬11m，設置豎向斜支撐，一端通過活絡端支撐于已施工完成的支墩上，另一端通過腰梁支撐于原有混凝土灌注樁上；待鋼支撐安裝完畢發揮作用后，再開挖Ⅱ區①-④軸預留土臺，施工①-④軸地下結構，本工程共計7道鋼支撐，支撐作業耗時30d。

3 主要施工方法

3.1 工藝流程

支撐位置定位放線→鋼腰梁制作→固定預埋鋼板→三角鋼托架固定→腰梁吊裝就位、拼接→鋼支撐安裝→施加預應力→剩余土方開挖。

3.2 施工方法

（1）支撐位置定位放線

依據圖紙進行測量放線，做好測量數據的內業收集、計算、復核工作。

（2）鋼腰梁制作

腰梁采用工字鋼HN700×300×20雙拼，長度為43m，綴板采用600×300×12@2000鋼板焊接，支撐點處綴板采用600×600×12@2000鋼板焊接，支撐點及圍護樁處采用20厚加勁肋板700×150@200mm。鋼腰梁下料、焊接拼裝過程中為防止破壞④-⑩軸車庫頂板防水層，下料、焊接拼裝工作區采用機紅磚砌筑8m×6m×0.2m的工作平臺。

（3）固定預埋鋼板

鋼腰梁上端預埋件位置植筋，采用12φ22錨入長度30d（66cm），采用800×800@3200板厚20mm，鋼板穿孔塞焊。

鋼腰梁下端預埋件位置植筋，植筋采用5φ22錨入長度30d（66cm），采用1350×400@3200鋼板，板厚20mm，鋼板穿孔塞焊。

（4）三角鋼托架固定

把加工制作好的三角鋼托架（2[28@3200），吊裝至工作面與腰梁下端預埋鋼板焊接牢固。

（5）腰梁吊裝就位、拼接

安裝鋼腰梁前，人工鑿平圍護樁突出部位的混凝土，采用吊車吊裝鋼腰梁標準件放置于三角托架上，標準件采用20mm×80mm螺絲連接。鋼腰梁和圍護樁之間的縫隙安裝木模板，按施工圖紙要求將C30高強密實混凝土由人工放置于小斗車內，采用吊車吊至預留土方上由人工將混凝土倒運于模板內，振搗密實。

（6）鋼支撐安裝

①當鋼腰梁安裝完成后，可以丈量出鋼支撐的拼裝長度。根據丈量的長度制作、焊接鋼支撐，用塞鐵和斜鐵將腰梁和鋼支撐之間縫隙塞緊。

②鋼支撐的安裝：在地面上拼裝而成的鋼支撐，吊車起吊，并系上防晃防轉纜繩，將鋼支撐一端通過鋼腰梁支撐于西側已施工完的灌注樁上，另一端通過活絡端接頭支撐于東段基礎的支墩上。

（7）預應力施加

①將千斤頂擱在活絡端上，頂出液壓千斤頂，使活絡端的活動插銷底板頂緊基礎的支墩上，預應力值按設計要求500kN進行施加，施加預應力一步施加到設計值。然后回油松開液壓千斤頂。此道鋼支撐安裝完成，其余的用同樣的方法依次進行。

②預應力復加：當鋼支撐施加的預應力損失較大時即鋼支撐的軸力很小時，應及時向設計方提出，由設計單位決定是否進行預應力復加。

（8）剩余土方開挖

①開挖前將高程控制點引至底基坑附近，便于基坑開挖的高程控制。

②開挖分兩層進行，第一層為現狀地面至冠梁底2.8m，完畢后進行鋼支撐。鋼支撐施加預應力完，開挖第二步土方，直至基坑設計標高。

③開挖時注意保護鋼支撐，避免機械碰撞已經架設的鋼支撐。④開挖的土方及時運至已完工的基礎上進行回填。

3.3 檢查驗收

（1）鋼支撐兩端頭應確保同鋼腰梁或已施工支墩均勻接觸。

（2）鋼支撐軸線豎向偏差小于±50mm，水平方向偏差小于±30mm。

（3）嚴格按設計要求施焊，焊縫應飽滿，焊坡均勻，不準有氣孔、夾渣、裂紋、肉瘤等缺陷。

4 質量保證措施

（1）鋼支撐、鋼腰梁所需材料構件規格是否與設計相符，構件出廠合格證。

（2）鋼支撐、鋼腰梁安裝：

鋼腰梁底部做三角托架，尺寸、原材料必須符合設計與規范要求，三角托架安裝時必須拉線，確保頂面在同一標高，安裝完成后，托架必須牢固，檢驗合格后方可架設鋼腰梁。

鋼腰梁必須平直，不得有凹凸不平、起拱、損壞現象，腰梁與灌注樁縫隙采用C30密實混凝土填充，每道腰梁上焊接2個吊耳（φ22），吊耳采用雙面滿焊焊接。

鋼支撐與腰梁焊接：鋼支撐定位必須準確，鋼支撐與腰梁采用滿焊。鋼支撐拼裝與安裝：鋼支撐應提前拼裝完成，拼裝過程中，兩段支撐接口處不得有錯位現象，焊縫飽滿；鋼支撐吊裝架設時，支撐周邊除專業施工人員外，不得站人，支撐必須安全平穩的架設到基礎的支墩和腰梁上，活絡端、固定端與支座接觸面不得偏移。

（3）軸力監測：鋼支撐活絡端處預埋軸力監測計，每天進行監測，軸力應變較小時，及時安排施工人員對鋼支撐軸力進行補加；軸力應變較大時，及時作出預警并分析原因上報建設、監理單位及設計院。

5 施工安全保證措施

（1）進入施工現場人員一律戴安全帽，并接受入場教育。

（2）對施工人員加強安全施工的教育，定期進行安全檢查專業安全檢查。

（3）鋼支撐加工前由負責加工的工長對加工機械的安全操作規程及注意事項進行交底，并由機械技師對所有機械性能進行檢查，合格后方可使用。

（4）在安裝鋼支撐時一定要注意在基坑上邊設防護欄桿，同時安排專人將上部的雜物清理干凈，防止墜物傷人。

（5）支撐吊裝時其吊車下方及支撐回轉半徑內嚴禁站人，高空作業要系安全帶。

（6）由于鋼支撐跨度較大，活荷載對其影響較大，易使支撐因震動而失穩，所以嚴禁在其上放置各種物體及人員攀登和行走。

（7）土方開挖時在中心槽處布置挖掘機進行開挖，避免挖土機械碰撞已經架設的鋼支撐。

（8）施工中需要重點做好對鋼支撐安裝和使用過程中的軸線偏差位移的觀測，如超過允許值，應迅速采取處理措施。

（9）除此要注意基坑支護結構內的水平位移及地面沉降監測，其控制范圍為水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超過2.5cm以內。

（10）施工期間安排專人對基坑安全進行巡查，并做好記錄，發現異常情況應及時上報，對基坑監測數據應進行分析整理，當變形值超過設計警戒值時，應發出預警，停止施工，撤離人員，并按應急預案中的措施進行處理。

6 基坑監測

（1）基坑頂部的沉降、水平位移

測點沿基坑周邊每隔10～15m設置一個，在遠離基坑的地方設置基準點，基準點處于穩定狀態后，測量水平位移和沉降。

（2）開挖過程中監測項目如無變化每天監測兩次，底板混凝土澆筑后每天監測一次，如有變化應適當加大監測力度，超過基坑監測報警值因及時上報。

7 結束語

本文所闡述的支撐體系適用于各種基坑加固工程，基坑周邊環境復雜，有管線和建筑物，場地狹窄，不影響周邊人民生活和交通及原有基坑支護樁不能滿足施工需求等情況下均可適用。通過應用，節約了成本，加快了施工進度，支撐體系拆除后可以得利利用，經濟實用。

[1]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）.

[2]《鋼結構工程設計規范》（GB50017-2003）.

[3]《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）.

[4]《建筑鋼結構焊接技術規程》（JGJ81-2002）.

[5]《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）.