談大型預應力鋼支撐在深基坑支護工程的應用

李旭強

(山西一建集團有限公司，山西太原 030012)

0 引言

太原市親賢北街地下人防工程地下共兩層，戰時功能為核6級常6級甲類人防物資庫。地下建筑物施工完成后，在建筑物上方為城市道路。工程的總寬度為55.50 m，總長度為248.00 m，南北兩側大部分為已建高層建筑物，高度分別為46 m和76 m，在兩側高層中間建設地下人防工程。基坑開挖深度達到14 m，基坑緊鄰已有建筑物，與兩側建筑物的距離不足10 m，土方開挖無法采用放坡施工。單獨采用地下連續墻支護滿足不了土體側壓力的要求;采用錨索加固，因外側有高層建筑物的基礎，錨索無法施工。為了確保周圍高層建筑物的安全、穩定和本工程的順利施工，采用地下連續墻支護、預應力鋼支撐加固的方法進行土方開挖和后續工程施工。

1 工藝流程

大型預應力鋼支撐安裝施工工藝流程:

地下連續墻→預埋鋼板→基坑開挖→測量定位→安裝鋼支架(或托盤)→吊裝鋼支撐→施加預應力→鋼楔鎖定→檢查各節點情況并定期檢查→基坑開挖時進行監控。

施工工藝流程圖見圖1。

2 地下連續墻

根據設計要求施工地下連續墻，在地下連續墻的鋼筋網片上固定預應力鋼支撐所需要的鋼板。鋼板和地下連續墻鋼筋網片澆筑在一起，地下連續墻混凝土強度達到50%后開始施工冠梁。待地下連續墻和冠梁混凝土強度達到100%以后，才能進行土方開挖。

3 預埋鋼板

根據設計，在鋼支撐兩端的地下連續墻冠梁及地下連續墻上設置鋼板，采用錨固鋼筋預埋鋼板的設置方式，預埋鋼板要固定牢固，避免發生位移。

圖1 施工工藝流程圖

4 基坑開挖

安全的完成土方開挖施工和后續主體工程施工是大型預應力鋼支撐施工的目的。但保證基坑支護安全和周圍建筑物的穩定是前提，否則就失去了大型預應力鋼支撐施工的意義。因此，每施工一道工序必須保證安全。土方開挖和預應力鋼支撐施工是密切配合的施工工序。土方開挖和預應力鋼支撐施工是“力量”(側壓力)傳遞的過程，是保證支護結構和周圍建筑物穩定、安全的關鍵工序。所以這兩個施工工序必須緊密配合施工。要做到“先支撐，后開挖”。先支撐是為了將周圍建筑物的側壓力傳遞給預應力鋼支撐，此時，預應力鋼支撐和基坑內的土方共同承受側壓力。然后，將基坑內部分土方挖掉，將部分側壓力傳遞給預應力鋼支撐，監測穩定后，再將剩余土方挖除，逐步完成“力量”的傳遞。

土方開挖時保證基坑和周圍建筑物的穩定是最重要的，側壓力的傳遞必須一點點逐步傳遞。為了保證土方開挖時變形最小化，橫向將基坑均勻分三部分，先開挖中間部分的土方，也就是所說的“中間拉槽”。中間部分土方挖掉以后，觀測支護和周圍建筑物是否有變形，如無變形或變形在規定之內，即將基坑內兩側剩余土方挖掉。

如果基坑深度比較深，需要幾道預應力鋼支撐共同承受側壓力，這時土方開挖時就要分層進行開挖。分層開挖的深度也有嚴格要求，否則就影響或造成支護變形。一般將土方挖至預應力鋼支撐安裝位置以下400 mm～500 mm，以滿足預應力鋼支撐架設、吊裝就位的工作面要求。

圖2為分層開挖的立面圖。總之，每一道工序的施工，必須保證安全。

圖2 土方開挖立面圖

5 測量檢測

每道工序施工完成后，必須對支護和周圍建筑物進行測量，檢測這道工序的施工是否對周圍建筑物造成了變形。關鍵工序的施工還應跟蹤檢測，隨時掌握支護和周圍建筑物的變化情況，以便為后續工程施工提供參考數據。

6 鋼支架(或托盤)施工

當土方開挖到預應力鋼支撐要求的標高后，施工人員采用儀器先將其位置找到，鑿除預埋鋼板表面混凝土。采用鋼尺量出相對應鋼板的長度，校核此道預應力鋼支撐的長度是否與圖紙相符。以便調整在地面上拼裝的預應力鋼支撐的長度，防止吊裝時因預應力鋼支撐長度不滿足實際要求而無法吊裝。

預應力鋼支撐架設時先在預埋鋼板上焊接鋼支架(或托盤)，以利于預應力鋼支撐的安全架設，焊接時必須焊接牢固、焊縫均勻。托盤采用900 mm×300 mm×14 mm矩形鋼板，兩側保護板為300 mm×400 mm×14 mm三角形鋼板。鋼支架(或托盤)如圖3所示。

7 預應力鋼支撐安裝

土方開挖時就必須將吊裝設備的場地留好，為了能將預應力鋼支撐吊裝就位，依據現場條件，選擇不同的預應力鋼支撐吊裝就位方法。預應力鋼支撐可以在現場整體拼接好，然后再進行整榀吊設到位。也可以先分榀吊裝就位、臨時固定，然后再進行拼接，吊裝見圖4。

圖3 鋼支架實物圖

圖4 吊裝效果圖

8 預應力施加

預應力鋼支撐吊裝到位，并且拼裝完成后，將活絡端頭頂在預埋鋼板上，將2臺(根據要求也可多臺)液壓千斤頂放入活絡端頭頂壓位置。為保證千斤頂加壓后使力一致，千斤頂采用焊接的托架固定成整體，將其對稱放在活絡端頭兩側，接通油管后即可開始施加預應力。預應力施加到位后，在活絡端頭中間部位用鋼楔墊塊鍥緊，并焊接牢固。然后回油松開千斤頂，完成該根預應力鋼支撐的安裝。

千斤頂施加預應力時，必須對預應力值做好記錄備查。預應力施加按設計要求進行。為了防止基坑土方開挖完成后長時間暴露，造成周圍建筑物位移，每根預應力鋼支撐從開始挖槽到安裝完成控制在24 h以內。完成時間越短越有利于支護和建筑物的穩定。多根預應力鋼支撐施加壓力完成后，每根預應力鋼支撐的受力可能不均勻。因此，多根預應力鋼支撐施壓完成后，必須對所有預應力鋼支撐的預應力進行檢查、補壓，以確保每根預應力鋼支撐受力均勻。

9 結語

地下連續墻支護、大型預應力鋼支撐加固的施工工藝的應用，既保證了親賢北街地下人防工程周圍高層建筑物的安全、穩定，又保證了人防工程后續各分項工程的順利施工。縮短施工工期25 d，節約資金30萬元。土方開挖和后續工程施工嚴格按照相關規范和方案執行，施工期間按GB 50497-2009建筑基坑工程監測技術規范要求對基坑和周圍建筑物的變形進行監測，監測結果均符合規范要求。

［1］王允恭，李定江，葉可明.深基坑支護新技術——鋼管支撐復加預應力技術在上海仙樂斯廣場深基坑工程中的應用［J］.建筑施工，1999(2):57-59.

［2］JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程［S］.

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程監測技術規范［S］.