秦宏昌中鐵一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司機(jī)械化施工分公司（713800）

0 前言

地鐵深圍欄設(shè)計(jì)多數(shù)為鉆孔樁和地下連續(xù)墻等方式，而基坑的支撐則廣泛運(yùn)用鋼支撐結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土的混合方法等。鋼支撐的活動端基本分為兩種，一種為有單活絡(luò)頭，一種為雙活絡(luò)頭。鋼支撐通常利用格構(gòu)式鋼圍檁，并且一般利用鉆孔樁作為基礎(chǔ)樁。

1 工程概況

該地鐵站全長約190m，地下兩層車站，其中第一層為站廳，第二層是站臺層。標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)外包尺寸為20.85m×13.25m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度約為17.497m，地鐵站共有4個(gè)出口，皆是單層結(jié)構(gòu)。

2 鋼支撐安裝施工

2.1 施工準(zhǔn)備

按照基坑鋼支撐設(shè)計(jì)圖進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的層級編號，確定所需要用到軸力計(jì)的鋼支撐部位和數(shù)目。按照基坑的大小尺寸調(diào)整支撐結(jié)構(gòu)，確定工程數(shù)量。根據(jù)設(shè)計(jì)方案所示的鋼支撐預(yù)加軸力及所需千斤頂種類確定單次施加的預(yù)加力，完成預(yù)加力的單位轉(zhuǎn)換。材料購置方面必須做到全面，所有材料都要在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢查。重點(diǎn)關(guān)注鋼支撐的探傷、高強(qiáng)螺栓的質(zhì)量檢測。按照深基坑開挖的工藝、進(jìn)度及流程規(guī)劃鋼支撐的場地放置。

2.2 鋼支撐施工流程

在基坑開挖過程中，拼裝鋼支撐，開展圍爐鉆孔灌注樁和冠梁施工，進(jìn)行托架的焊接及鋼腰梁的安裝，將拼裝好的鋼支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝，施加預(yù)應(yīng)力，鎖定楔塊。

2.3 連接鋼支撐與腰梁

第一道鋼支撐結(jié)構(gòu)施工在冠梁施工之前就要進(jìn)行鋼支撐結(jié)構(gòu)的預(yù)埋，鋼腰梁支撐50C工字鋼上方和下方利用外肋板進(jìn)行固定，通過內(nèi)肋板t=15固定支撐中心。鋼支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部利用t=12的連續(xù)肋板進(jìn)行焊接，外部通過同t=20的鋼綴板進(jìn)行加固。鋼綴板按照外肋板的距離設(shè)定，其中間隔需要＜590 mm。鋼腰梁和鋼支撐接觸位置需要設(shè)計(jì)兩個(gè)鋼肋進(jìn)行加固，鋼腰梁斜撐50C工字鋼上下利用外肋板進(jìn)行加固，支撐點(diǎn)和鋼支撐內(nèi)部的肋板與前者相同。鋼腰梁和鋼支撐結(jié)構(gòu)接觸的三角上方設(shè)計(jì)3個(gè)t=20的支撐鋼肋，中部利用兩道鋼板支撐，下方通過3道肋板支撐，內(nèi)側(cè)每條樁都要設(shè)立抗剪凳。腰梁轉(zhuǎn)角位置通過t=12的連續(xù)肋板支撐，外側(cè)除了鋼綴板之外還需要增加2個(gè)三角鋼板。鋼腰梁支撐處需要增設(shè)膨脹螺栓，腰梁上方使用鋼筋和花籃螺絲加固，下方采用三角托架加固，腰梁和腰梁銜接腹板通過疊板連接，鋼腰梁和圍欄樁之間需要利用混凝土填充。

2.4 鋼腰梁和鋼支撐架設(shè)

2.4.1 鋼腰梁的架設(shè)

鋼腰梁的安裝需要結(jié)合深基坑的開挖情況進(jìn)行調(diào)整，鋼腰梁的安裝需要利用吊車來進(jìn)行。安裝時(shí)，需要從鋼支撐中將鋼腰梁放下，直到吊放到安裝區(qū)域之后，將其調(diào)整并固定在三角支架中，并進(jìn)行加固。

2.4.2 鋼支撐的安裝

鋼支撐的安裝需要遵照先支撐后開挖的流程，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案對其施以預(yù)應(yīng)力。在鋼腰梁安裝完畢后，從鋼腰梁放出支撐點(diǎn)位置，馬上安裝鋼支撐。通過人力與機(jī)械同時(shí)工作的方式將鋼支撐吊裝到指定位置，通過千斤頂施加預(yù)應(yīng)力，利用壓力表控制預(yù)應(yīng)力的具體數(shù)值。若預(yù)應(yīng)力達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，則停止施加，鎖定活動端楔塊。在鋼支撐安裝結(jié)束后，為了保證支撐端和鋼腰梁不會出現(xiàn)點(diǎn)支撐，需要針對其中的空隙利用鋼板固定，確保支撐體系受壓均勻。在下一道鋼支撐施工完成后，需要結(jié)合測量結(jié)果調(diào)節(jié)鋼支撐預(yù)應(yīng)力，保證預(yù)應(yīng)力符合施工標(biāo)準(zhǔn)后，便可以進(jìn)行鋼楔的加固。

在鋼支撐安裝過程中，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。①鋼支撐假設(shè)流程需要保證和土方開挖流程協(xié)調(diào)進(jìn)行，若土方開挖已經(jīng)挖至支撐結(jié)構(gòu)中心之下50 cm，那么就需要及時(shí)進(jìn)行鋼支撐的架設(shè)；②在溫度較為接近當(dāng)天平均溫度時(shí)，針對鋼管支撐進(jìn)行軸力的預(yù)加，以此規(guī)避溫度應(yīng)力針對預(yù)加軸力帶來的不利影響；③預(yù)加軸力需要4次，第一次應(yīng)該達(dá)到預(yù)計(jì)加軸力的50%～70%，之后的3次需要分層預(yù)加，直到滿足預(yù)定的軸力值；④在預(yù)加軸力完成后，需要利用鋼楔填塞支撐頭后座和伸縮腿之間的縫隙，當(dāng)鋼支撐預(yù)加軸力穩(wěn)定后將千斤頂移除。

3 鋼支撐的拆除

3.1 施工流程

結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度如果已經(jīng)上升至預(yù)期強(qiáng)度的80%左右時(shí)，便可以將鋼支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除。拆除流程為：支撐起吊收縮→補(bǔ)加預(yù)應(yīng)力→拆除鋼楔→拆除千斤頂→將支撐結(jié)構(gòu)吊出。

3.2 拆除具體方式

在拆除鋼結(jié)構(gòu)過程中，需要將鋼支撐起吊，在管端千斤頂座中增設(shè)千斤頂，利用千斤頂卸荷。在卸荷之后，將管端頭和鋼腰梁中的鋼楔拆下。將千斤頂減壓，當(dāng)千斤頂壓力完全減去后移除。吊起鋼支撐管撐，將其運(yùn)出現(xiàn)場。在拆除過程中，需要嚴(yán)格根據(jù)預(yù)計(jì)的方案執(zhí)行操作。鋼管支撐未卸下時(shí)，操作人員和吊車的吊點(diǎn)需要保證在鋼管的兩側(cè)對立，避免鋼管開始起吊時(shí)產(chǎn)生的擺動對操作人員造成的安全威脅。鋼支撐在結(jié)構(gòu)頂板拆除之后，還需要將其垂直吊至地面，及時(shí)運(yùn)出現(xiàn)場并進(jìn)行修整。

3.3 鋼支撐防脫落策略

在基坑開挖時(shí)，需要做到一邊開挖一邊架設(shè)鋼結(jié)構(gòu)，確保支撐結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件結(jié)構(gòu)銜接處的質(zhì)量與強(qiáng)度，以提高鋼支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)谝坏乐卧诠诹褐蓄A(yù)埋鋼筋和冠梁鋼筋進(jìn)行銜接時(shí)，在法蘭盤上下方都要增設(shè)三角鋼，還需要通過十字加勁肋來進(jìn)行加固，斜撐中間也要預(yù)埋三角鋼來保證其穩(wěn)定性。在斜撐樁與腰梁中需要增設(shè)剪力傳遞結(jié)構(gòu)，腰梁焊接處通過疊板相連。

在施工過程中，必須做好鋼支撐標(biāo)高位置的確定，保證鋼支撐的軸力方向和軸線方向始終相符。利用扭矩扳手完成支撐拼接，確保法蘭螺栓的穩(wěn)定性。在連接完支撐結(jié)構(gòu)后，需要由相關(guān)工程師進(jìn)行全面性的質(zhì)量檢測，確定質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后，才可以投入安裝。針對千斤頂和其他加力設(shè)備都要進(jìn)行定期維護(hù)與檢修，設(shè)計(jì)相關(guān)的預(yù)應(yīng)力施加操作標(biāo)準(zhǔn)，確保預(yù)加軸力的可靠，并在加力后檢查法蘭螺栓。如果支撐軸力大于標(biāo)準(zhǔn)范圍，必須暫停開挖，將具體情況向設(shè)計(jì)部門反饋，并實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場情況。在主體結(jié)構(gòu)施工過程中，間隔3d便需要檢查一次鋼支撐結(jié)構(gòu)的焊接點(diǎn)和連接點(diǎn)，如果法蘭盤出現(xiàn)螺栓松弛情況，則需要馬上加固。

4 鋼支撐施工過程中的注意事項(xiàng)

1）需要在深基坑開挖過程中進(jìn)行鋼支撐施工，在施加預(yù)應(yīng)力時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。

2）在鋼支撐安裝過程中，需要保證端頭和支撐軸線始終處于一個(gè)平面，在鋼支撐中的螺栓還需要通過對角的順序進(jìn)行緊固。

3）每段開挖工程結(jié)束后，都要在第一時(shí)間采取相關(guān)施工，以最快的速度安裝好該段的鋼支撐，確保在安裝后不會產(chǎn)生扭曲的現(xiàn)象。在安裝鋼支撐前，需要針對支撐端頭的托架標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格管理，保證每個(gè)支撐點(diǎn)都處于一個(gè)水平線。

4）需要事先在基坑頂部進(jìn)行拼接，同時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案中規(guī)定的管道長度進(jìn)行拼接。在鋼管拼接過程中，鋼管接頭部位需要與法蘭盤和鋼肋板進(jìn)行焊接。與法蘭盤焊接的鋼管要利用螺栓進(jìn)行擰緊，直到拼接到合理的長度。在鋼支撐安裝過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都要有相關(guān)負(fù)責(zé)人員進(jìn)行監(jiān)督和管理，并在每個(gè)安裝環(huán)節(jié)完成后進(jìn)行質(zhì)量檢測，進(jìn)一步確保施工質(zhì)量。

5）在鋼支撐材料拆除完畢后，必須進(jìn)行妥善的保管，并且明確材料的規(guī)格與型號，方便下次利用。在鋼支撐進(jìn)行預(yù)加力之后，若開展土方開挖及結(jié)構(gòu)施工，就必須進(jìn)行全面的監(jiān)測，按照監(jiān)測的結(jié)果找出其中的異常并進(jìn)行排除，及時(shí)補(bǔ)充預(yù)應(yīng)力。

6）需要做好鋼管支撐的安全保護(hù)工作，不能在鋼支撐結(jié)構(gòu)上放置其他物品，不能隨意觸碰或碰撞鋼結(jié)構(gòu)。還需要做好施工人員管理工作，避免施工人員隨意在鋼支撐結(jié)構(gòu)上隨意行走。若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的撓度增高，或是鋼楔出現(xiàn)松動，必須采取應(yīng)急方案來補(bǔ)加預(yù)應(yīng)力。

5 結(jié)語

在地鐵深基坑開挖施工時(shí)，利用鋼支撐施工技術(shù)能夠有效保證深基坑的穩(wěn)定性，提高施工的安全性。在鋼支撐施工時(shí)，需要通過嚴(yán)密的施工計(jì)劃、嚴(yán)格的施工管理、明確的施工流程等，才能確保鋼支撐施工的順利開展。