江蘇工程職業(yè)技術學院建筑工程學院 江蘇南通 216007

摘要：結合南通十字街地下改造工程，詳細介紹了預應力魚腹梁結構及施工，基坑支護結構體系選擇方案，以及基坑支護體系設計。從基坑支護體系的安全性、適用性和經(jīng)濟性等方面考慮，采取整體式預應力魚腹梁支護結構，剛度大、跨度大、控制變形可靠、工具式組裝、材料可重復利用，克服了傳統(tǒng)基坑支護體系在城市中心區(qū)基坑施工中應用的不利影響。

關鍵詞：地下改造工程；預應力魚腹梁；城市中心區(qū)；基坑支護

前言

隨著城市人防和地鐵建設的發(fā)展，有些待建的城市特大型超深基坑工程通常緊鄰重要建筑物或地鐵結構，導致基坑變形受周邊環(huán)境的制約，限制了基坑結構的選型?？刹扇〉募夹g措施包括：控制圍護結構不超出規(guī)劃紅線、減小支護結構的工程量、盡量采用可循環(huán)利用的材料、充分利用廢泥漿、在可能的情況下采用支護結構與主體結構相結合的方案等，以減少地下工程施工對地基的不利影響和對周圍環(huán)境的破壞。

1、工程概況

南通市十字街地下改造工程位于人民中路北側市民廣場、人民路十字街中心段及鐘樓南側，總建筑面積50000m2，框架結構，地下二層，基坑埋深6.9m。工程分為A、B、C三個區(qū)域，A區(qū)為市民廣場地下結構部分，分為5個標段，B區(qū)為人民路地下部分，C區(qū)為人民路和市民廣場中間部分。項目周邊環(huán)境復雜，為城市中心區(qū)，A區(qū)西側為百年歷史建筑鐘樓，B區(qū)位于城市主干道人民中路，施工期間交通不中斷，B區(qū)南側為商業(yè)街及高層建筑。

由于工程工期要求特別緊，施工環(huán)境復雜，綜合考慮工期、安全、經(jīng)濟等方面的因素，在B區(qū)基坑支護設計采用SMW工法樁，水平支撐采用型鋼整體裝配式預應力魚腹梁，確保施工期間城市道路的正常運行。

2、預應力魚腹梁施工

2.1 預應力魚腹梁工具式組合內(nèi)支撐拼裝施工工藝

2.2 預應力魚腹梁支撐結構設計安裝

（1）立柱樁施工

測量放樣，型鋼插樁就位后，用兩根90°方向鉛垂線以檢測樁身的垂直度，樁插入土中的垂直度偏差不得超過樁長的0.5%。樁頂標高誤差控制在+2cm左右。

（2）牛腿施工

為控制變形一致性，基坑四周閉合邊線上的鋼牛腿設置應與其上圍檁中心線在同一個水平面，允許高差≤±2mm（中心線），須保證牛腿三處連接部位牢固可靠，穩(wěn)定性好，不得出現(xiàn)歪扭、虛焊現(xiàn)象；橫杠水平度誤差≤2㎜以內(nèi)且其仰角應控制≥90°，且不得超過95°。依據(jù)GB50205-2001《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》對檢查焊接部位的坡口、間隙、鈍邊等現(xiàn)場檢查。

（3）基準點設置及定位放線

安裝軸線偏差≤±20mm。基坑內(nèi)側圍檁單邊定位線需滿足在一條直線，保證施加預應力后保證外側圍護結構均勻受力。

（4）圍檁安裝

采用人工配合吊機按順序逐段吊裝，將鋼圍檁安放于牛腿支架上，檢查牛腿支架是否松動，如松動需及時補焊。優(yōu)先使用較長圍檁（12m標準節(jié)），減少接頭數(shù)。圍檁的連接部位和搭接部位使用摩擦型高強螺栓緊固連接。高強螺栓緊固分兩次進行，第一次初擰，初擰扭矩值為終擰的50%-70%，第二次終擰達到規(guī)范要求值TC =200N·m，偏差不大于±10%。拼接的整個鋼圍檁體系應確保雙榀或多榀型鋼構件形成整體、共同參與受力。在基坑轉角處，兩個方向圍檁端頭必須緊貼轉角，連接牢靠，防止產(chǎn)生不均勻的變形。

（5）托座與支撐梁安裝

托座件的安裝應控制其水平標高和垂直度，通過角撐、對撐、魚腹梁的定位標高反推其頂面水平標高，誤差不得超過±5mm。安裝后的托座件須與型鋼立柱樁牢靠緊固，摩擦型高強螺栓的扭矩應≥200N·m。

（6）角撐安裝

角撐安裝前應先在地面進行預拼接，檢查預拼后支撐的順直度，拼接支撐兩頭（含千斤頂及TO構件）中心線的偏心度控制在2cm之內(nèi)，經(jīng)檢查合格后按部位進行整體吊裝就位。

（7）魚腹梁安裝

魚腹梁安裝應按照設計跨度在地面進行預拼，螺栓緊固應達到設計及規(guī)范要求。鋼絞線的張拉應按順序逐根進行，考慮因鋼束之間摩阻力的影響，分三次張拉到設計應力（其值分別為設計應力的20%、70%、100%），以保證整個魚腹梁鋼束張拉完畢后滿足設計規(guī)定應力值。

（8）型鋼對撐安裝

型鋼對撐安裝應在地面進行預拼，嚴格控制支撐平面的平直度，拼接支撐兩頭中心線的偏心度控制在±2mm以內(nèi)；兩端安裝就位后的標高差不大于20mm及整個對撐長度的1/600；整體撓曲度控制不大于跨度的1/1000；對撐與對撐的水平軸線偏差不大于30mm；構件SC的放置空擋中必須使用相對應鋼板墊緊貼密，防止支撐體系整體偏心。

（9）傳力件安裝

施加預應力之前，必須預先安裝整個型鋼支撐體系的限位焊接即T型傳力件，傳力件與圍護的后置埋件及鋼構等的焊接應逐層累焊至填滿坡口。

（10）預應力施加

檢查各部件螺栓的連接是否緊固，圍檁與圍護體系的連接狀態(tài)；先加壓對撐，然后張拉魚腹梁，最后角撐加壓。

3、預應力魚腹梁支撐基坑變形控制

本工程地處城市中心區(qū)，基坑的變形不但涉及自身的安全和穩(wěn)定，還將影響到其上棧橋（臨時主干道路）、周邊高層建筑、城市主要管網(wǎng)和構筑物的安全和運行。由于本工程時間非常緊張，同時要求基坑開挖期間不影響道路正常通行，經(jīng)多方案比對，在B區(qū)采用預應力魚腹梁支撐體系，該體系型鋼對撐之間無立柱，開挖工作面大，降低了基坑開挖的難度，剛度大，變形較小。為控制基坑變形，需滿足以下幾個方面：

（1）由于B區(qū)基坑寬度24m，型鋼對撐主肢采用一排3根H350mm×350mm×12mm×19mm型鋼橫向連接而成，根據(jù)經(jīng)驗值計算，圍護樁頂?shù)乃轿灰茲M足設計要求，經(jīng)有限元分析計算，基坑魚腹梁處的剛度是角撐處6-8倍，因此在施工時應注意控制好角撐部位的連接，嚴格按規(guī)范要求施工。

（2）要使得預應力魚腹式水平支撐正常工作，需型鋼對撐及魚腹梁等構件完全安裝完畢，并分步施加預應力，支撐系統(tǒng)結構傳力封閉后才能有效發(fā)揮作用。為此需按照設計要求進行專業(yè)化施工，保證變形滿足要求。

（3）減少基坑周邊堆載影響，加強對基坑周邊變形的監(jiān)測，在SMW工法樁施工、土方開挖及支撐結構組裝時，嚴格按照預定規(guī)范規(guī)定要求進行。

4、結語

裝配式預應力魚腹梁型鋼支撐是采用H型鋼，在H型鋼預留孔，通過螺栓連接，安裝和拆除均比較方便，由于螺栓連接，H型鋼主撐之間可以通過連桿形成空間桁架結構，剛度大，型鋼可以回收利用，節(jié)能環(huán)保。本工程采用該方法施工，工期短，對周圍環(huán)境影響小，施工快捷，安全可靠，可為城市中心區(qū)基坑施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]張希黔.建筑施工科技創(chuàng)新及應用[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]董向鋒，曹國華.城市中心區(qū)交通改善研究——以南通市十字街地區(qū)為例[J].江蘇城市規(guī)劃.2006（7）：30-34.

[3]劉發(fā)前，盧永成.超大跨度基坑的設計問題及其處理[J].建筑施工.2012（9）：30-34.869-871