基坑工程中預應力魚腹梁工具式組合內支撐安裝

趙章鵬

(上海新強勁工程技術有限公司，上海 200233)

0 引言

預應力魚腹梁工具式組合內支撐技術，目前在國內外均已有應用，其主要優點有支撐間距大、挖土空間大;構件在工廠預制現場拼裝、節約工期、質量可靠;可以施加預應力、有效控制基坑變形。

預應力魚腹梁工具式組合內支撐在基坑支護工程中為新技術，其安裝技術水平要求較高。

1 結構組成

預應力魚腹梁工具式組合內支撐由立柱、牛腿、托座、支撐梁、角撐、對撐、魚腹梁等組成。

2 施工步驟

施工準備→放線定位→立柱施工→牛腿、托座、支撐梁安裝→圈梁施工→預應力魚腹梁工具式組合內支撐安裝→預應力施加→支撐工程安裝結束。

3 施工技術要點

在整個施工過程中，質量驗收堅持“過程驗收為主，完工驗收為輔”的原則，另外針對各階段安裝情況，編制安裝表格，明確安裝標準，以便于提高安裝質量。

3.1 施工準備

1)結合現場情況，施工平面布置圖;設置現場辦公室及生活區;根據施工進度編制裝配材料進場計劃。

2)放線定位。

基坑工程中，圍護結構在施工過程中位置往往存在偏差，故在支撐安裝前，必須單獨布設測量控制網，并對圍護結構位置進行復核，確保無誤后方可進行后續的定位安裝作業。

3.2 立柱施工

1)施工時注意各立柱的位置與規格;樁頂標高嚴格按照設計圖紙控制，嚴禁超送;樁插入土中的垂直度偏差不宜超過樁長的0.5%;立柱通常使用型鋼、格構柱或方鋼管，插立柱時要注意立柱的方向，防止立柱上的托座與托梁連接不牢甚至連接不上。

2)施工放樣(小樣樁)采用極坐標法，經過獨立的計算人、校對人分別復核并簽字認可，避免立柱與承臺、墻體等結構位置沖突。

3.3 牛腿、托座與支撐梁安裝

1)牛腿的位置與標高應根據設計圖紙確定。牛腿主要承受支撐圍檁構件重量，并定位圍檁標高，其主要控制點為牛腿與圍護結構的連接質量和牛腿標高定位。牛腿材料通常使用L90×90×10角鋼，通過焊接與圍護結構進行連接，對于SMW工法圍護結構，牛腿與H型鋼直接焊接即可，對于灌注樁類圍護結構，需要破開樁體混凝土保護層，使用12 mm鋼板與灌注樁主筋進行焊接，然后牛腿再焊接于連接鋼板上，針對牛腿安裝的焊接部位，重點檢查焊縫長度、高度及焊縫質量;對于牛腿安裝的標高，要求其橫杠水平度誤差要控制在2 mm以內。

2)托座件的作用與牛腿相同，其主要用于基坑中部的支撐結構。目前托座件與立柱連接方式主要有螺栓連接與焊接兩種方式。托座件用螺栓與型鋼立柱連接，要求其連接螺栓數量不少于8個，且螺栓連接緊固;托座件用焊接與格構柱或方鋼管連接，安裝時要求其進行三面圍焊，且焊縫高度不得小于8 mm。托座的安裝務必控制其水平標高，通過鋼支撐的定位標高反推其頂面水平標高，誤差范圍宜取－5 mm～0 mm。

3)每個托座與支撐梁的連接螺栓數量宜取4個，且最少不得少于3個，并進行緊固;在預應力施加前后，均需要施工人員仔細檢查支撐橫梁與托座件的連接。

3.4 圈梁施工

1)圈梁施工通常與鋼支撐圍檁安裝同時進行，以鋼圍檁作為圈梁一側模板，通過預埋好的地腳螺栓使鋼支撐與混凝土圈梁有效連接。

2)圈梁的縱向受力鋼筋、箍筋嚴格按照設計圖紙施工;確保圈梁各部位預埋螺栓的數量滿足設計要求，在圈梁混凝土澆筑前，必須確認地腳螺栓的緊固程度達到要求。

3)圍檁安裝的順直度必須滿足設計要求，絕不能出現折彎或S形等現象;當圈梁高度大于鋼圍檁高度時，在安裝圈梁模板時注意，不要讓模板插入圍檁與圈梁之間，避免圍檁后形成凹槽。

3.5 傳力件施工

對于有多道鋼支撐的基坑，第一道支撐通常與混凝土圈梁連接，對于第二道及以下支撐，需要用傳力件把支撐結構與圍護結構進行連接，確保基坑安全。

1)在安裝傳力件過程中，傳力件與圍護結構連接質量為控制要點。

2)施工中傳力件連接要求焊接位置安放準確，傳力件翼緣板與圍檁腹板中心水平誤差控制在±1 mm。

3)傳力件焊縫長度、焊縫高度等質量滿足設計要求，其中傳力件與灌注樁上鋼板連接處使用坡口焊連接所有焊縫均要求敲除焊渣，重點進行檢查。

3.6 預應力魚腹梁工具式組合內支撐安裝

3.6.1 對撐及角撐安裝

1)對撐及角撐安裝核心為支撐標高誤差及軸線偏差可控，防止支撐受力后失穩。

2)所有對撐連接中，支撐連接處必須使用相對應鋼板墊緊貼密，防止支撐體系整體偏心。

3)蓋板嚴格按照設計圖紙安裝，確保在支撐型鋼接頭處連接牢固，防止失穩。

3.6.2 魚腹梁安裝

1)魚腹梁所用鋼絞線必須提前送檢，經檢驗合格后方可用于施工。

2)為防止燒傷預應力筋，下料時采用砂輪機切斷，下料時適當增加單根預應力筋長度，便于后續穿孔以及張拉等作業。

3)鋼絞線安裝必須按照張拉順序逐根安裝，防止預應力筋相互絞纏，影響預應力施加。

3.7 預應力施工

1)預應力施工總的原則為分區、分級、循環。

2)在預應力施加前，必須對支撐進行加固，如托梁與支撐使用U形抱箍連接;在施加預應力后使用緊固螺栓連接托梁與支撐。

3)在預應力施加前，必須對千斤頂、張拉器、油壓表進行標定，并把預應力設計值換算成油壓表讀數。

4)魚腹梁張拉采用“雙控”(千斤頂油壓表、伸長量)措施，對撐及角撐加壓要對比現場加壓值和監控測量值，確保預應力施工達到設計值。

5)預應力施工過程中，每級加載結束后，檢查支撐及周邊情況，如無異常，方可進行下一步操作。

6)全部預應力施加結束后，重新排查全部螺栓緊固情況，確保所有螺栓達到受力效果。

3.8 軸力監測及變形監測

1)預應力魚腹梁工具式組合內支撐需要進行軸力監測及變形監測，通過監測構件軸力大小以及支撐變形情況，及時動態調整支撐預應力大小或進行加固。

2)構件軸力監測:采用弦式反力計或者應變片直接布置于裝配式鋼支撐構件主要受力點，通過傳導電纜線將變形應力進行集成，監測頻率正常情況下1次/d～2次/d，異常情況下3次/d～6次/d。

3)監測結果由專業人員分析，及時通報各有關單位，過程連續監測直至基坑開挖結束結構混凝土達到預定強度，報警值的控制嚴格按照設計指標進行。

3.9 連接工藝

預應力魚腹梁工具式組合內支撐由各構件連接組合而成，連接工藝貫穿整個施工。

連接工藝中的注意事項有:

1)不能把高強螺栓當作安裝臨時螺栓使用。

2)為保證質量，對摩擦面不能處理馬虎或不處理就安裝高強螺栓，且不得使用生銹的螺栓。

3)連接板之間不能存在空隙。

4)如有不同規格的螺栓，螺栓、螺母和墊圈不能隨意互換使用。

5)不能使高強螺栓的緊固扭矩或軸力不夠。

6)高強螺栓切不能采取一次終擰而成或不按要求次序緊固。

7)不能出現螺栓不滿扣的情況。

4 結語

基坑工程中預應力魚腹梁工具式組合內支撐安裝既不同于常規的鋼結構安裝，也有別于傳統的基坑支撐結構施工，通過多個工程的實踐，總結其安裝施工技術要點，確保預應力魚腹梁工具式組合內支撐在基坑支護中的安全應用，有利于該新技術的推廣和普及。

［1］JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程［S］.

［2］JGJ 82-2011，鋼結構高強度螺栓連接技術規程［S］.

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范［S］.

［4］龔曉南.深基坑工程設計施工手冊［M］.北京：中國建筑工業出版社，1998.