預應力型鋼組合內支撐在深基坑工程中應用分析

韓 陽 午

(河南五建建設集團有限公司，河南 鄭州 450000)

預應力型鋼組合內支撐主要運用鋼材及組合構件來現場拼裝、焊接、形成深基坑的臨時支護結構，它的設備需求簡易、操作便捷、工期短且無需養護期，所以施工速度非常之快，可以通過合理預應力實施來減小型鋼組合內支撐形變，其承受軸最大可受力達到4 700 kN。另外，該臨時支撐結構拆解非常方便，不會對施工現場周邊環境產生任何不良影響。

1 某深基坑工程基本概況及施工難點

1.1 項目基本概況

某建筑工程項目占地面積1 000 m2，場地相對平整，地坪標高在5.84 m～6.78 m之間，場地內建設有井筒式機械設備。該工程擬建設3層地下建筑，它采用到了天然地基筏型基礎配合底板，地下每一層標高為-5.8 m，地下室建設形狀為長方形。該工程的深基坑施工部分采用圍護欄配合外墻單側模板，并在圍護樁與外墻模板之間預留200 mm間隙，其基坑平面形狀設置為長方形，整體平面尺寸在30.27 m×10.50 m，基坑周長設計為78.41 m。該深基坑工程為一級基坑工程，其工程安全等級重要性系數定位為1.1。

1.2 項目施工難點

該深基坑工程項目存在諸多施工難點，首先它的基坑開挖面積偏大，大量土方被開挖以后其基坑周邊的施工現場場地面積會相應減小，一定程度為施工工作帶來諸多限制。在該過程中，要利用起重機配合其他塔式構件來協助展開施工，靈活利用施工現場有限空間。

在基坑圍護設計中要考慮在基坑以外20 m范圍內的堆載量不超過25 kPa，某些已拆除構件還需要運送到施工現場以外。

該深基坑工程為兩層支撐結構設計，所以在第二層支撐安裝完畢后還要考量第一層的支撐預應力動態變化過程[1]。

2 某深基坑工程的基坑圍護方案與預應力型鋼組合內支撐施工技術流程

2.1 基坑圍護方案提出

該深基坑工程在基坑圍護方案設計方面主要遵循兩點內容：首先要求合理設計支撐的平面布置，結合基坑平面形狀來提出角支撐結合對角支撐的復合型平面設計形式。

另外在支撐豎向布置方面，該工程采用了止水帷幕配合水泥土地下連續墻結構，圍繞基坑周圍進行封邊，并采用指標為φ1 200～φ1 600的灌注樁配合6道～8道水平內支撐來作為鋼筋混凝土支撐結構，剩余其他支撐則作為型鋼組合支撐結構。再者就是在深基坑坑內設置兩口承壓水減壓井，保證樁頂冠梁頂標高在-0.050 m～-0.100 m左右。另外同時還設置第2層、3層支撐頂標高(分別為-4.540 m,-9.050 m)。在深基坑內不再設置立柱樁，基于此條件來展開圍護結構施工，按照下列施工順序來實施深基坑預應力型鋼組合內支撐建設，如下：

φ1 200～φ1 600灌注樁施工→第一道鋼筋混凝土支撐澆筑配合壓頂梁施工→保證混凝土強度設計標準下展開土方開挖→第二道鋼圍檁與托座雙拼施工→第二道鋼支撐施工→預應力施工→土方開挖→第三道鋼圍檁與托座雙拼施工→第三道鋼支撐施工→預應力施工→土方開挖。

以此類推反復施工進行到第八道鋼支撐施工即完成整個深基坑的預應力型鋼組合內支撐施工過程。隨后在施工完畢后要逐步拆除每一道鋼支撐，保證地下室內外墻結構成型，深基坑施工宣告完畢。

2.2 預應力型鋼組合內支撐施工技術的相關要點

預應力型鋼組合內支撐施工的技術要點涉及多方面，本文圍繞某深基坑工程對它的5點施工技術要點進行了詳細分析。

2.2.1托座施工技術要點

托座施工是該深基坑工程項目的基礎重點，它要在基坑四周閉合邊線位置設置鋼托座裝置，配合圍檁中心線來保證它與基坑閉合邊線齊平(保證高差在±2 mm)以內。在托座焊接方面則必須有效清除預埋件、H型鋼等連接部位，保證周圍200 mm×200 mm范圍內不得存在任何鐵銹油污及各種污染殘留物。當然也要保證托座施工過程中的穩定性，避免出現任何虛焊、歪扭等現象，且要求托座的橫杠水平度誤差要限制在2 mm以內，且仰角控制則限制在90°以內。在測量過程中要對其托座的垂直度、標高與水平度進行監測控制。

2.2.2T形傳力件安裝技術要點

在圍檁安裝之前需要進行T形傳力件安裝，在傳力件的數量配置方面應該至少比設計圖紙更多，滿足樁基圍護壓力均勻和有效傳力這兩點基本條件。圍繞圍護后置埋件與鋼結構進行焊接，保證T形傳力件豐滿牢固。但需要注意在焊接過程中絕對不能在裝配式鋼構件母材位置打火引弧，因為這樣也是為了保證傳力件的傳力效果優秀穩定。

2.2.3圍檁安裝技術要點

圍檁安裝主要沿確定軸線基準點展開，配合全站儀、經緯儀等等來實施坐標計算測量，設置與基坑相鄰轉角的內側基點，并通過基點掛線方法來實現圍檁平面安裝定位。

在基準中心點位置，還要專門安設絞架，配合棉線、弦線來拉緊拉直基準線，保證拉斷力控制在40%～80%左右。在定位明確后在托座上方位置做好標記，以便于為圍檁安裝提供位置控制。

在基坑內側位置要設置圍檁單邊定位線，滿足圍檁一條直線的規范技術要求。另外要在圍檁外部施加預應力，確保圍檁外部的圍護結構能夠均勻受力。另外圍檁安裝也要遵循“先長后短、盡量減少接頭數”的基本原則，保證高強螺栓緊固二次完成，并保證拼接鋼圍檁體系結構的完整性，在圍檁形成整體以后以便于共同受力，見圖1[2]。

2.2.4預應力施工技術要點

對預應力的施工要按照預應力順序展開，主要圍繞螺栓的連接緊固、傳力件的圍護體系連接狀態進行檢查，并對深基坑內部設置加壓內撐，再配合對角撐進行加壓。在實際的施工過程中，該深基坑工程還注意了以下5點問題:

首先，該工程在預應力施加張拉之前主要通過張拉器、油表以及油缸等設備實施技術標定。

其次，要根據新安裝支撐預應力施加來安排相鄰支撐應力，確定深基坑相關構件安裝位置，并在設計中按圖紙要求增加附加預應力。增加附加預應力的主要裝置為支撐連接件，它要基于墻體水平位移率來確定警戒值，并適當增加附加預應力以控制型鋼組合內支撐變形。

第三，在施加預應力過程中要第一時間檢查各個連接點的連接狀況，時刻做好動態預應力記錄，避免由支承所帶來的預應力增加進而導致偏心受壓現象的出現。在支撐受力設計完畢后，還要對支撐面及受壓面進行垂直受力測試，看深基坑擋墻水平位移是否增大。該工程特別注意這一問題，保證支撐穩定不會失穩。

第四，該工程施工使用到了千斤頂油缸，并設計其深處長度在10 cm以內。在加壓過程中主要利用千斤頂油缸配合鋼板設置來有效調整油缸長度。

第五，在支撐加壓過程中該工程施工就嚴格遵照設計圖紙中所提供的軸力標準來展開，避免加載不到位所造成的超加載問題出現。

2.2.5基坑支護監測技術要點

該工程為了保證預應力型鋼組合內支撐在深基坑工程中的穩定技術應用，還專門設置了基坑支護監測體系，考慮到基坑監測變化速率偏大，所以必須加強巡查次數，配合重點監測技術對基坑內部重點位置實施技術巡查。該工程施工中主要遵循“先處理、后施工”的基本原則，對基坑監測數據中超出監測報警值的危險支護狀況與惡化狀況進行科學分析，并主要針對項目中的被動受壓區進行減壓，有效規避地下建筑建設險情，提高應急措施安全性[3]。

3 結語

本文對某深基坑工程施工中所涉及的預應力型鋼組合內支撐各方面技術進行了細致分析，明確了支撐桿件受力問題、內支撐的預應力技術應用問題以及基坑圍護技術問題等等。可以見得該技術在節省工期、資金成本的同時也采用到了可循環周轉應用的鋼結構定型材料，值得在未來的大型建筑深基坑工程中廣泛推廣應用。

[1] 金 波.預應力型鋼組合內支撐在深基坑工程中的應用[J].建筑技術,2016,47(4):328-331.

[2] 陳志輝,謝清香,韋啟昌,等.預應力錨桿與SMW工法組合在某基坑支護中的應用[J].施工技術,2009,38(9):83-85.

[3] 郭 亮.深基坑內支撐技術應用現狀及研究進展[J].四川建材,2016,42(1):112-114.