張弦梁支撐系統在實際工程中的應用

廖磊平

廈門特房建設工程集團有限公司，福建 廈門 361008

0 引言

現階段項目建設過程中，基坑施工特別是內支撐施工給項目帶來的安全、質量、工期、環保等方面的影響是不可忽視的，針對上述各類突出問題選擇張弦梁支撐系統。由于張弦梁支撐系統相較于傳統結構形式，其構件大部分為裝配式標準化構件，工廠預制加工，保證質量，現場拼裝及拆除方便快捷，可再次利用等優點，通過控制柔性索的張拉力，還可以消除部分施工誤差，為施工服務［1-2］。同時張弦梁支撐系統在應力施加后即可發揮作用，節約工期，無需養護，無需爆破，施工安全。以下就結合工程案列探討張弦梁支撐系統在工程中的應用成效。

1 工程概況

項目位于廈門市海滄區，項目特性屬于安置房，工期緊，本基坑側壁安全等級為一級，重要性系數γ=1.10。基坑支護工程為臨時性結構，使用期限為一年。本基坑大致呈矩形，基坑周長約 740m，基坑支護面積約26300m2，設地下室兩層，開挖深度約為 5.1～7.2m，土方開挖工程量約176000 m3，因室外道路尚未施工完成，張弦梁支撐系統設置在負一層頂板標高上約50cm 處，在負一層頂板施工完成后進行拆除支撐系統。

2 基坑支護

本基坑底板以下采用（沖）鉆孔灌注樁，結合底板以上采用鋼格構柱支撐，在東西兩側采用鋼筋混凝土內支撐進行支護，采用高壓旋噴樁止水，地下水控制采用降水井結合集水明排措施［3］。具體概況如下：

（1）圍護樁采用（沖）鉆孔灌注樁，樁徑800mm，間距1200mm，設計樁長 12.0～16.5m。樁身混凝土設計強度等級為C30，充盈系數大于1.1，主筋保護層厚度≮50mm，樁底沉渣厚度＜100mm（立柱樁＜50mm）。

（2）支護柱底板以下采用鉆孔灌注樁，底板以上采用鋼格構柱支護。支護灌注樁直徑800mm，樁端全斷面≮2m，根據地勘報告，該部分巖層為礫石強風化花崗巖，樁身混凝土設計強度等級為C30，樁底沉渣厚度≦50mm。鋼格構柱采用4mm×l140mm×14mm角鋼和450mm×150mm×10mm鋼綴板焊接而成。柱截面尺寸為500mm×500mm，綴板間距為450mm。

（3）止水帷幕采用雙重管高壓旋噴樁，樁徑700mm，樁間距1200mm，樁長10～12.5m。

（4）坑中坑放坡坡面噴射 80mm 厚C20 細石混凝土，配筋為8@200mm×200mm 鋼筋網。掛網錨筋采用三級鋼筋，直徑14mm，間距1500mm，l=800mm。

（5）內支撐、牛腿混凝土強度設計等級為C35，截面尺寸有：1200mm×800mm（GL）、1600mm×800mm（HL）、700mm×800mm（L1）。

（6）地下室剪力墻外側設計混凝土強度等級C30 的傳力板帶，H=500mm。

3 張弦梁支撐系統施工

3.1 施工工藝流程

施工準備階段→工廠構件預制→場地布置、構件進場→整體放線、定位→預埋件安裝焊接→支架平臺安裝→鋼支撐模塊安裝→模塊拼裝→鋼拉桿、千斤頂安裝→標高調整、構件緊固

3.2 施工注意事項

（1）鋼筋混凝土牛腿的混凝土強度等級同冠梁，與冠梁同時施工，牛腿必須與工法樁的型鋼焊接牢固。

（2）H 型鋼焊接過程中應符合設計規范要求，避免產生裂紋、咬邊、夾渣等質量缺陷，鋼板下料后應對其部件尺寸進行復尺。

（3）安裝精度由經緯儀、水準儀等測量儀器控制，重新測量預埋件的垂直度、間距、標高等是否滿足安裝要求。

（4）采用高強螺栓連接時，構件的摩擦面在施工現場需要處理時，摩擦系數值必須符合設計要求。安裝前，應在安裝前逐個復查附著試件的摩擦拭子系數。高強度螺栓必須擰緊兩次，初始擰緊力矩必須小于最終擰緊力矩的30%，終擰扭矩值須符合設計要求，計算公式如下：

式中：M——終扭矩值（n·m）；

p——設計預拉力（n）；

p——預拉力損失值；

k——扭矩系數；

d——螺栓公稱直徑（mm）。

（5）支護系統應力施加：a.張弦梁系統上第一組千斤頂同步緩慢旋轉千斤頂 a 度，（穩定 5 min 后）觀測相應控制點位移；b.重復第 1 步驟十次；c.觀測點位移達到 10mm 的位置千斤頂不再調整，其他位置千斤頂同步緩慢旋轉（遵循以下原則：按比例旋轉相應角度（10-X）×a）；（穩定 5 min 后）觀測所有控制點位移；d.重復第 3 步使所有控制點處位移為10mm。

3.3 施工過程情況

張弦梁支撐系統從進場安裝至應力施加完成僅用15d，同時在完成使命后開始拆除至拆除完成僅用10d，而采用傳統結構支護形式施工需進行模板制作安裝、鋼筋制作、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養護、混凝土強度滿足要求后進行模板拆除等工序，完成結構支護形式約需要50 天，拆除需進行破碎或微爆或定向爆破，清理現場等工序，完成拆除施工約需要20d，兩者對比，張弦梁支撐系統可相對節約45d 的施工工期，在時間緊的本項目中具有很大的優勢。

同時，在監測方面，張弦梁支撐系統可采用后臺數據連接手機APP，及時上傳各項監測數據，可隨時查看，方便快捷，在不利因素下可及時做出預警提示，為現場做出快速反應縮短時間，確保施工現場安全。

4 應用效果

采用張弦梁基坑支護系統，在項目周邊市政道路同步回填施工的同時，根據監測數據其水平位移值與豎向位移值均在安全范圍內，分別為12.9mm、5.3mm，有效保障了基坑施工過程中的安全。且基坑支護工期時間有效縮短，因張弦梁支撐系統拆除后可繼續使用，而傳統的混凝土結構支護形式則在施工完成后需對混凝土結構支護進行拆除，并對拆除后的建筑石渣進行清理外運，在節約材料的同時，也不影響場地內外周邊環境，減少建筑垃圾的產生。

5 結語

綜上所述，張弦梁支撐系統是一種較為新穎的支護形式，相較于其他支護形式具有一定優勢，但因其安裝精度要求較高，對項目管理人員及作業班組有著較高的技術要求水平，需要專業隊伍施工。并根據實際現場情況，可提供了多樣性的選擇。本工程通過基坑監測數據可發現基坑變形程度均在規范允許范圍之內，安全可靠。