梁振華

（中交四航局第一工程有限公司，廣東廣州 550014）

1 工程概況

南國路位于順德中、南部，規(guī)劃為交通性干線主干道，是佛山市順德區(qū)“4 橫6 縱”干線主干道路網(wǎng)中的一橫，西接江門市東至番禺。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，南國路交通問題突出，為確保南國路交通順暢同時根據(jù)“順德東部片區(qū)近期交通建設(shè)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)表”的安排，本項(xiàng)目為近期重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。

南國路改造工程東段包括環(huán)市東路至駒榮路段，路段改造里程長1.972km。主要施工包括跨線橋1 座、隧道2 座及路基、路面、給排水、照明、交通、綠化工程等。

駒榮路隧道起訖里程K11+425.574～K11+982.542。隧道敞口段施工采用的是U 形槽與擋墻相組合的斷面形式，分三節(jié)段設(shè)置，側(cè)墻根部、底板兩處的厚度均有三種標(biāo)準(zhǔn)，即60cm、80cm、100cm，底板厚度基坑開挖深度2～11m。新桂中路泵房施工區(qū)域的基坑開挖底標(biāo)高-11.8m，開挖深約14.8m，設(shè)置4 層鋼筋混凝土發(fā)揮出支撐作用。

2 基坑支撐體系的主要類型

基坑支撐體系類型多樣[1]，具體視實(shí)際開挖深度而定，主要有：

（1）開挖深度在4m 的施工區(qū)段，其中新桂中路K10+825.42～K10+838.71/K11+282.53 ～K11+295.42 段 以 及 駒 榮 路K11+458.725～K11+465.032 段均采用的是鋼板樁支護(hù)懸臂的方式，其他為“鋼板樁+型鋼支撐”的綜合型方案，鋼板樁選用的是止水效果較佳、穩(wěn)定性較好的Ⅳ型拉森鋼板樁，型鋼支撐按4m 的間距設(shè)置。

（2）挖深為4～7m 的施工段，該部分采用“鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土支撐（1 層）”相綜合的方案。支撐結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土支撐，于該結(jié)構(gòu)的兩端布設(shè)八字撐，水平間距12m。

（3）挖深超過7m 的敞口段，鑒于該處開挖深度較大的特點(diǎn)，采用的是多重結(jié)構(gòu)相組合的方案，即鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土支撐（1 層）+鋼管支撐（1 層）。其中鋼筋混凝土支撐的截面尺寸為800mm×800mm，分別在支撐結(jié)構(gòu)的兩端布設(shè)八字撐，此部分支撐的水平間距為12m；鋼管樁支撐結(jié)構(gòu)的直徑為609mm，水平間距3m，按該標(biāo)準(zhǔn)依次布設(shè)到位。

（4）此外，施工現(xiàn)場還存在暗埋段、地質(zhì)條件異常的敞口段（此部分兼具開挖深度大的特點(diǎn)），其施工難度較大，對支撐的穩(wěn)定性要求更高。采用的是“鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土支撐（1 層）+鋼管支撐（2 層）”的綜合型方式。其中第一層支撐選用的是鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)，截面尺寸為800mm×800mm；第2、3 層均采用的是φ609mm 的鋼管撐，此部分結(jié)構(gòu)的水平間距為3m。通過多重支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用構(gòu)筑完整可靠的支撐體系切實(shí)保證基坑的穩(wěn)定性。

3 鋼圍檁安裝的施工工藝分析

隨基坑開挖進(jìn)程達(dá)到支撐0.5m 以下的位置后，綜合考慮前期準(zhǔn)備工作中在隧道施工現(xiàn)場布設(shè)的控制軸線和水準(zhǔn)點(diǎn)以控制鋼圍檁的位置，即軸線和高程，使其具有合理性。鋼圍檁采用的是雙片H 型鋼（HM500×300×11×18），經(jīng)焊接后成型。待鋼圍檁結(jié)構(gòu)成型后，利用履帶式起重機(jī)分段將其吊裝到位，穩(wěn)定置于鋼支架上。經(jīng)過鋼圍檁安裝作業(yè)后，詳細(xì)檢查鋼支架判斷其是否存在穩(wěn)定性不足的問題。對于鋼圍檁與鋼支架之間所形成的空隙，用鋼楔填塞該部分并焊接，使鋼圍檁和鋼支架構(gòu)成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)；對于鋼圍檁和圍護(hù)樁之間的空隙，較適宜的是填充C30 細(xì)石混凝土。

以2 條普通熱軋63C 工字鋼和肋板為原材料，經(jīng)焊接后組成鋼腰梁，安裝時將其緊密貼合圍護(hù)結(jié)構(gòu)并根據(jù)支撐軸線靈活控制標(biāo)高?；娱_挖至鋼支撐布設(shè)位置后全面清理該處的雜物，彈線后確定鋼腰梁的安裝位置，用風(fēng)鎬適度鑿除鋼腰梁與圍護(hù)樁的連接區(qū)域（基本要求為該處可露出主筋但不損傷鋼筋等結(jié)構(gòu)），利用扁鋼和吊筋加以焊接。

在腰梁焊接過程中加強(qiáng)對接頭焊接質(zhì)量的控制，確?？v向接頭可穩(wěn)定設(shè)置在鋼支撐處。鋼腰梁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)需緊密結(jié)合，兩者間預(yù)留7cm 的空隙，該部分利用C20 細(xì)石混凝土填充，使該區(qū)域具有足夠的密實(shí)性。

4 鋼管支撐安裝的施工工藝分析

4.1 鋼管橫撐的安裝

鋼立柱所處位置為線路中心線右側(cè)2m 處，根據(jù)現(xiàn)場安裝的空間條件，每根鋼管橫撐分兩部分，長度分別為17.45m、9.45m。在現(xiàn)場由專員根據(jù)要求預(yù)拼鋼管支撐，經(jīng)過檢查后若滿足要求，則利用履帶式起重機(jī)將第一部分吊裝到位，剩余的第二部分由25t 起重機(jī)吊裝。遵循兩點(diǎn)吊裝的基本原則以保證吊裝全程各鋼管支撐的穩(wěn)定性，同時加強(qiáng)對鋼管支撐吊裝姿態(tài)的控制，以免因碰觸而變形。

受加工誤差、吊裝誤差等方面的影響，鋼支撐的端部難以完全與鋼圍檁表面保持緊密接觸，為解決此問題，在兩者間增設(shè)合適厚度的鋼板墊片，通過該材料的應(yīng)用，改善支撐件的軸向應(yīng)力使其受力具有合理性。經(jīng)過臨時固定支撐后詳細(xì)檢查各節(jié)點(diǎn)的連接情況，若滿足要求則施加軸向力。千斤頂為重要施工裝置，將其置于活動端頭的頂部，對稱布置2 臺液壓千斤頂，兩者同步運(yùn)行，控制單次的預(yù)壓軸向力施加量以免產(chǎn)生偏差。

預(yù)應(yīng)力施加采取的是分階段依次完成的方法，施加預(yù)應(yīng)力至50%后全面檢查螺栓、螺母等各類零部件的情況，若均滿足要求則繼續(xù)加壓直至其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值的80%。經(jīng)過預(yù)應(yīng)力的施加后將鋼楔塊夾在活動端頭中并焊接以維持穩(wěn)定；全面檢查各連接點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況采取針對性的加固措施，規(guī)避節(jié)點(diǎn)失穩(wěn)等異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。待施加預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定可以塞入鋼楔塊并以焊接的方式設(shè)置在活動端頭處，釋放千斤頂壓力，解開吊裝鋼絲繩?？紤]到支撐易滑脫的情況，利用特殊的鋼絲繩將其穩(wěn)定在圍堰上實(shí)現(xiàn)對支撐的有效固定。

4.2 鋼支撐的吊裝與安裝

（1）根據(jù)鋼支撐的吊裝施工要求，采用的是50t 履帶式起重機(jī)和25t 汽車起重機(jī)聯(lián)合作業(yè)的方案。從鋼柱的布置位置來看，其多數(shù)位于中心線右側(cè)2m 處，采取分節(jié)段的方法順利將鋼柱支撐安裝到位，各節(jié)段長度分別為17.45m、9.45m。履帶式起重機(jī)、汽車起重機(jī)兩類設(shè)備各自的最大起重量分別為5.54t、3.0t。

（2）經(jīng)吊裝作業(yè)后將鋼管支撐設(shè)置到位，但不可松鉤，較為適宜的是將支撐的兩端布設(shè)在支架上，由人工手動調(diào)整支撐達(dá)到精準(zhǔn)就位，滿足位置要求后臨時固定支撐；在精確就位后，針對鋼支撐固定端和鋼圍檁鋼板兩部分采取焊接的處理方法，若形成穩(wěn)定的整體則予以預(yù)壓。

5 鋼圍檁和鋼支撐脫落的現(xiàn)象描述及預(yù)防措施

施工環(huán)境復(fù)雜，鋼圍檁、鋼支撐可能會出現(xiàn)脫落的情況，具體原因及預(yù)防措施作如下分析。

5.1 托架膨脹螺栓斷裂

托架成型后，用膨脹螺栓將其穩(wěn)定在圍護(hù)樁上，通過托架的應(yīng)用有效支撐鋼圍檁和鋼管，構(gòu)成穩(wěn)定性較好的支撐體系。項(xiàng)目施工周期較長，托架所受載荷較大，膨脹螺栓易出現(xiàn)生銹、斷裂問題，嚴(yán)重時將誘發(fā)更嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)，例如由于無法提供穩(wěn)定的支撐而導(dǎo)致鋼圍檁或鋼支撐脫落。

5.2 鋼圍檁脫落

鋼圍檁位于托架處，在安裝以及拆卸施工期間容易出現(xiàn)鋼圍檁脫落，若缺乏防護(hù)措施，易威脅到現(xiàn)場作業(yè)人員的人身安全。

5.3 支撐鋼管脫落

支撐鋼管抵靠鋼圍檁的外緣，將支撐鋼管安裝到位后，該部分則受到預(yù)應(yīng)力作用，同時通過對活動端頭的調(diào)節(jié)，可以有效改變預(yù)應(yīng)力。若活動端頭處于松動的狀態(tài)，預(yù)應(yīng)力將在短時間內(nèi)大幅度丟失，鋼管隨之脫落。

5.4 因外力作用而出現(xiàn)的鋼支撐墜落

較為主要的表現(xiàn)有如下三方面：

（1）分布在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的土壤受多重因素的影響，容易被清空或是穩(wěn)定狀態(tài)受到影響，隨之出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象破壞圍堰的穩(wěn)定性，例如圍堰開始向外傾斜，鋼支撐系統(tǒng)原本所具備的支撐作用減弱，與之相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件缺乏穩(wěn)定性[2]。

（2）項(xiàng)目施工周期較長，支撐系統(tǒng)將長時間暴露在外，在重物落入圍堰后將嚴(yán)重撞擊支撐系統(tǒng)，導(dǎo)致其難以切實(shí)發(fā)揮出支撐的作用而誘發(fā)災(zāi)害性事故。

（3）從土方施工的角度來看，采取的是自上而下開挖、逐層支撐的方法，拆除環(huán)節(jié)則從底部開始逐步轉(zhuǎn)向頂部，因此在安裝和拆卸過程中，起重機(jī)容易發(fā)生碰撞，隨之破壞鋼支撐的結(jié)構(gòu)完整性和穩(wěn)定性，部分構(gòu)件脫落，既影響鋼支撐系統(tǒng)的正常使用，又容易誘發(fā)安全事故。

5.5 預(yù)防措施

針對前述問題，在施工中必須從源頭上做好防范工作，主要考慮：

（1）在鋼圍檁的安裝和拆除施工環(huán)節(jié)，均要有效確保吊裝鋼絲繩扣緊鋼圍檁，在滿足此要求后方可進(jìn)入鋼圍檁安裝環(huán)節(jié)，做好此方面的工作后，能夠較好地避免鋼圍檁滑落問題。

（2）在向鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力前，有必要在其下方墊入合適尺寸的枕木，經(jīng)過預(yù)壓后再撤除該枕木。

（3）可在鋼支撐的端頭處設(shè)置掛板以免出現(xiàn)鋼支撐脫落的情況。

6 結(jié)語

在經(jīng)過鋼圍檁和鋼支撐的安裝后，各項(xiàng)實(shí)測數(shù)據(jù)均滿足要求，鋼圍檁和鋼支撐正常使用有助于提高鋼圍堰的綜合性能，例如防水性和安全性。該項(xiàng)目所采用的施工工藝具有可行性，可作為類似工程的技術(shù)參考。