淺談如何提高深基坑鋼管斜撐的施工質量

楊浩++李世鋒++王豐慶++王旭淮

摘 要：隨著建設工程地下空間的開發利用，深基坑工程變得越來越普遍，對大基坑而言，鋼管斜撐作為一種基坑支護方式，越來越多的被運用；深基坑鋼管斜撐施工工藝較為復雜，且沒有統一的施工技術規范。鋼管斜撐在施工過程中出現質量問題，將直接影響整個基坑的施工質量及安全；本文以湖州市市北28號地塊棚戶區（城中村）改造IV標段基坑鋼管斜撐支護為例從深基坑鋼管斜撐的施工技術要點著手，探索影響深基坑鋼管斜撐施工質量的主要原因，淺談提高基坑鋼管斜撐施工質量的措施。

關鍵詞： 深基坑； 鋼管斜撐； 施工質量； 措施

1.工程案例

湖州市市北28號地塊棚戶區（城中村）改造IV標段位于湖州市市北分區，泰和家園北側，屬于商業、住宅建筑群體，由兩幢2層商業、十九幢6-16層住宅及一層地下室組成。土方開挖面積約為45000 m2，基坑開挖深度為4.60m～6.20m，工程支護形式采用鉆孔灌注樁加一道混凝土內支撐及鋼管斜拋撐的支護形式，在基坑短邊主要是角撐，在基坑的長邊中間位置則采用鋼管斜支撐支護。

鋼管斜支撐支護由鉆孔灌注樁加一道冠梁、牛腿支墩及厚壁鋼管組成。在土方開挖過程中，首先利用大放坡土方來抵抗邊坡的土體荷載；土方開挖結束后，利用底板傳力帶與拋撐共同來抵抗邊坡主動區的土體荷載。鋼管斜拋撐支護體系在支護樁冠梁、底板牛腿支墩相應部位分別預埋鋼板并澆筑混凝土，待支護樁冠梁和牛腿支墩達到一定強度后，通過在預埋鋼板上焊接鋼管斜撐來協調基坑土體變形以及支護結構的變形。

2.工藝原理

深基坑鋼管斜撐支護體系由灌注支護樁、冠梁、斜撐鋼管、被加固的原位土體、掛網噴射混凝土和必要的防水系統組成支護體系，起約束變形的作用。在土方開挖完成后，通過鋼管將冠梁與基底承臺聯接，并在鋼管上施加預應力，使鋼管與灌注支護樁形成整體同共受力，抵抗土體的主動土壓力，減少土體滑移，協調基坑土體變形以及支護結構的變形。

3.鋼管斜撐施工過程中出現的主要問題

（1）鋼管斜撐施工過程中容易彎曲

因鋼管斜撐的自重較大，加之局部土方已進行開挖，鋼管斜撐出現半懸空狀態，如果施工過程存在不規范的操作、選用不合格或磨損嚴重的材料、未采取相應的支撐體系，加上施工環境等因素的影響，導致鋼管斜撐體系不穩定，容易出現鋼管斜撐下掛及不順直現象，產生偏心彎矩，造成土體位移增加，從而引起質量安全事故。

（2）鋼管斜撐施工中容易出現預應力不夠

鋼管斜撐施工中，施加預應力的情況直接影響到鋼管斜撐的受力狀態的施工質量，并直接影響整個基坑支護的效果。通常鋼管斜撐施工過程中，冠梁及牛腿預埋鐵澆筑時平行角度存在相應誤差，鋼隼子磨損嚴重，引起鋼管斜撐與砼表面產生間隙，加之作業人員未按照相關要求進行預應力施加，導致鋼管斜撐預應力無法達到設計要求，從而影響鋼管斜撐的施工質量。

4.提高鋼管斜撐施工質量的技術措施

（1）搭設臨時支撐架

鋼管斜撐施工時，基本上采用組裝后再整體吊入相應位置進行安裝的方法，在鋼管斜撐校準及施加應力過程中應搭設臨時支撐及操作防護架，已便于作業人員更好的進行作業。故在其施工前，先有技術負責人參照承重支模架體系采用相應技術軟件對該架體進行計算，保證臨時支架的承載力和穩定性，并設置剪刀撐加固架體，確保鋼管斜撐安裝后的平直度，驗收時應符合相關要求。

（2）采用專業設備加工三角鋼楔形隼子

表面參差不齊的三角鋼榫子，對填塞活動端后部條形槽與鋼管端面之間的空隙影響較大，因隼子表面不平整，采用沖擊錘擊打三角鋼楔形隼子，也未能使得隼子面接觸，緊密存在縫隙造成預應力設備卸力后應力損失嚴重。

為確保施工質量，可采用專業的數控設備加工三角鋼榫子，在鋼板上依照現場所需三角鋼楔形隼子的規格尺寸畫好輪廓線，然后采用專業切割設備進行切割，切割完成后檢查隼子表面的平整度，若存在缺口采用打磨機進行打磨平整。

（3）取消預埋鐵板，改用擱置法進行鋼管斜撐施工

因鋼管斜撐施工作業時，上部冠梁與下部牛腿需平行，在鋼板預埋時難以準確計算出傾斜角度，預埋鋼板錨腳加固難度大，且砼澆搗過程中振動棒極易接觸預埋鋼板，出現預埋鋼板移位，導致鋼管斜撐與預埋鐵板間出現縫隙卸力后應力損失嚴重。

由施工技術負責人根據鋼管斜撐的長度、施工圖集及現場實際情況計算出冠梁及牛腿相應的傾斜度，現場施工員根據計算好的傾斜度對冠梁及牛腿進行定位放樣，并對已安裝鋼管斜撐進行全數檢查，采用高標號膨脹砼對存在空隙處進行灌實，確保鋼管斜撐個接觸面有限連接，減少卸力后的應力損失。

（4）對稱分級施加預應力

鋼管拋撐安裝完畢后，在確保各節點連接狀況良好的情況下，對拋撐鋼管施加預應力，施加預應力應在鋼管拋撐的固定墩一端進行，在吊裝斜撐鋼管施工時鋼管下端封口鋼板與固定墩內側預埋鋼板之間用上寬下窄的鋼楔子插入形成可以放入千斤頂的間隙，千斤頂放入間隙后先進行預頂。將其與鋼管封口鋼板固定牢靠，隨著預應力的增加，鋼板間的縫隙逐漸變大，使用沖擊錘將鋼楔子不斷向下擠入縫隙中，并保持與兩側鋼板緊密接觸，兩側預應力需同時施加，使用 2 臺帶表的液壓千斤頂，同步進行預應力施工，預應力應分級施加，重復進行，加至設計值時，應再次檢查各連接點的情況，必要時對節點進行加固，待額定壓力穩定后進行鎖定。

為減少溫度對預加軸力的影響，選擇在氣溫較低的時段對鋼管拋撐施加預應力。當預應力達到設計值、壓力無明顯衰減時，用特制型鋼楔鎖定鋼管支撐，然后拆除千斤頂，預應力允許偏差±50KN，預應力應根據現場施工監測情況，分級施加，即在需頂伸長度超過千斤頂作業長度時。需分多次施加預應力，每次頂伸至千斤頂最大工作長度時，應采用臨時鋼楔子塞牢，再在千斤頂底部加墊鋼板增加作業長度繼續頂伸，施加預應力時，要求對預應力施加數值進行實時監測，避免施加過度，造成基坑外側過大的變形的情況。

5.結語

在本工程上，通過采用上述技術措施后，本工程鋼管斜撐的應力值全數滿足設計要求，充分體現了鋼管斜拋撐的作用，在地下室施工過程中，通過對地表水平位移，基坑周邊地表、建筑物及地下管線沉降監測、地下水水位變化的動態監測，未發現支護結構變形、位移等超過設計報警值等安全隱患，確保了本工程基坑的安全，確保了地下室的施工質量。

參考文獻

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【文章編號】1627-6868（2017）06-0052-02