H型鋼與U型鋼組合式基坑支護(hù)施工技術(shù)

馬軍

摘要：用H型鋼作為主受力構(gòu)件，U型鋼作為連接支護(hù)體，H型鋼與U型鋼之間采用槽型插口式活動(dòng)連接，形成一種鉸接的鎖口形式，并在兩個(gè)型鋼的插口之間留有15mm左右的間隙，用以校正型鋼的垂直度偏差和型鋼之間的間距偏差，通過(guò)兩種型鋼之間的鎖口互連，形成靈活的組合式鋼板樁從而達(dá)到對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)的目的。

Abstract： H-beam is used as main force component and U-beam is used as connection support body. The H-beam and the U-beam are connected by slotted socket type activities to form an articulated lock type. A gap of about 15mm between the vertical deviation is left for the correction of steel and the gap between the profile deviation. Through the two types of steel interlocking between the lock， a flexible combined steel pile is formed to support the pit.

關(guān)鍵詞：型鋼；槽型插口；鎖口連接；組合式鋼板樁

Key words： steel；slot socket；lock connection；combined steel sheet pile

中圖分類(lèi)號(hào)：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）05-0143-03

1 概述

在工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)鋼板樁支護(hù)應(yīng)用于基坑存在著基坑變形量大、剛度不足、鋼板樁垂直度難控制等問(wèn)題，傳統(tǒng)的拉森鋼板樁和SMW工法樁基坑支護(hù)不能滿足要求。

在借鑒國(guó)外同行經(jīng)驗(yàn)的的基礎(chǔ)上，由公司企業(yè)技術(shù)中心與項(xiàng)目部技術(shù)人員組成攻關(guān)小組，用H型鋼作為主受力構(gòu)件，U型鋼作為連接支護(hù)體，通過(guò)兩種鋼板樁之間的鎖口互連，形成組合鋼板樁對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。該技術(shù)大大提高了施工速度，且避免了基坑支護(hù)墻體滲水、漏水及泥漿等現(xiàn)象，營(yíng)造了一個(gè)干凈、無(wú)水、整潔、安全的坑底作業(yè)環(huán)境，基坑墻體垂直、外觀美也符合了安全文明工地施工的標(biāo)準(zhǔn)，帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 技術(shù)原理

①H型鋼與U型鋼組合基坑支護(hù)，是由H型鋼作為主受力構(gòu)件，U型鋼作為連接支護(hù)體，通過(guò)兩種鋼板樁之間的鎖口互連所形成的一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。H型鋼與U型鋼之間采用槽型插口式活動(dòng)連接，形成一種鉸接的鎖口形式，在兩個(gè)型鋼的插口之間留有15mm左右的間隙，用以校正型鋼的垂直度偏差和型鋼之間的間距偏差。

H型鋼與U型鋼組合形式及鎖口形式如圖1所示。

②本施工工藝可選擇多種不同規(guī)格的H型鋼與U型鋼進(jìn)行組合，根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件，選用最佳的截面參數(shù)，采用定位模架施打鋼板樁，可很好的保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的線形，從而提高基坑整體抗傾覆的能力。該種支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度大、強(qiáng)度高、止水效果好。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)查勘，清除地下障礙物，平整場(chǎng)地。

①場(chǎng)地的平整度。

設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前，場(chǎng)地必須達(dá)到“三通一平”。因本施工技術(shù)要求連續(xù)施工，故在施工前應(yīng)對(duì)支護(hù)施工區(qū)域地下障礙物進(jìn)行清理或移除，確保場(chǎng)地的平整度，提高調(diào)整定位模架的效率，從而有力的保證施工進(jìn)度。

②場(chǎng)地的強(qiáng)度。

場(chǎng)地的強(qiáng)度也應(yīng)有所保障，施工范圍不能過(guò)于泥爛，施工場(chǎng)地范圍需保證至少3-4m的空間，即支護(hù)內(nèi)邊線往外至少2-3m的使用場(chǎng)地，以保證定位模架的施工安放。

3.2.2 定位模架就位

①定位模架是本施工技術(shù)的核心，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的快慢及垂直度完全取決于定位模架，一個(gè)定位模架一般可以施工6-8套組合型鋼，即長(zhǎng)度9.6m-12.8m；定位模架的重量不能過(guò)輕，一般使用的定位模架重量約在8-10噸左右，重量可以增加定位模架的穩(wěn)定性，具體噸位可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷；定位模架的高度一般在3-4m，保證施工H型樁的垂直度，誤差控制在5mm以?xún)?nèi)。

②在定位模架的就位過(guò)程中，由當(dāng)班班組長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，模架下鋪設(shè)型鋼，吊車(chē)在安放定位模架過(guò)程中要保持平穩(wěn)，安放后應(yīng)用千斤頂進(jìn)行調(diào)整，保證定位模架的平面水平，上下垂直度誤差應(yīng)小于3mm，可以利用儀器或線錘進(jìn)行控制（兩端對(duì)角掛線錘，可控制上下和水平）。在定位模架調(diào)整完畢后，進(jìn)行對(duì)定位模架的固定。調(diào)整好定位模架后用鐵板與墊板焊接，確保在施工時(shí)定位模架不會(huì)產(chǎn)生下沉和位移。

3.2.3 H型鋼、U型鋼加工

開(kāi)設(shè)吊裝圓孔。為了方便吊裝，H型鋼使用前，在距型鋼頂端100mm處開(kāi)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)圓孔，孔徑約80mm；U型鋼則在對(duì)稱(chēng)兩翼板處開(kāi)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)圓孔，孔徑約80mm。

3.2.4 H型鋼與U型鋼組合支護(hù)體施工過(guò)程

①H型鋼施工。

1）先利用定向模架用振動(dòng)錘一次打入4～6根H型鋼（根據(jù)開(kāi)設(shè)定向孔的數(shù)量）。2）H型鋼通過(guò)定向模架時(shí)要盡量保持穩(wěn)定，不能有大幅的晃動(dòng)，當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒時(shí)，開(kāi)始下沉H型鋼，先靠H型鋼自重沉樁，當(dāng)無(wú)法再下沉?xí)r，利用振動(dòng)錘夾緊H型鋼頂部振動(dòng)下沉。3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，振動(dòng)下沉過(guò)程中，H型鋼的下沉速度不能過(guò)快，應(yīng)保持在每分鐘約2～3m左右。在振動(dòng)下沉過(guò)程中，要時(shí)刻注意動(dòng)滑輪的變化，保持動(dòng)滑輪面接觸到H型鋼，保持轉(zhuǎn)動(dòng)。4）當(dāng)H型鋼振動(dòng)至定位模架上層0.6m-0.8m時(shí)停止振動(dòng)，開(kāi)始下一個(gè)H型鋼的施工。5）每一個(gè)H型鋼的預(yù)留高度應(yīng)高低不等，形成上下錯(cuò)位，有利于U型鋼的施工。endprint

②U型鋼施工。

1）施工完H型鋼移除定位模架，用振動(dòng)錘振動(dòng)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后開(kāi)始插入U(xiǎn)型鋼，依次類(lèi)推，循環(huán)作業(yè)。2）當(dāng)H型鋼施工完畢后，開(kāi)始插入U(xiǎn)型鋼，施工前，U型鋼兩側(cè)的圓鋼應(yīng)切割成一個(gè)斜角，并涂上黃油，減少和鎖口之間的摩擦力，有利于下沉，由于加工和運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，U型鋼的尺寸大小可能會(huì)發(fā)生些變化，且不是完全一致，所以在施工前需先量好相鄰H型鋼之間鎖口間的間距，選擇一個(gè)尺寸適合的U型鋼。3）對(duì)位時(shí)，如果U型鋼大于或小于H型鋼間距時(shí)，可以用12P的鐵錘進(jìn)行敲擊，盡量避免用葫蘆拉型鋼。

3.2.5 施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

①施工前材料與設(shè)備的檢查。

1）型鋼進(jìn)場(chǎng)前需要進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和材質(zhì)檢驗(yàn)。原則上要對(duì)全部型鋼進(jìn)行外觀檢查，每一種規(guī)格的型鋼至少進(jìn)行一個(gè)拉伸、彎曲試驗(yàn)。對(duì)不合要求的型鋼進(jìn)行矯正，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)調(diào)整，以減少打樁工程中的困難。2）鎖口檢查，凡有彎曲、破損、鎖扣不合格的均應(yīng)進(jìn)行整修，鎖口內(nèi)外應(yīng)光潔，并呈一直線，全長(zhǎng)不應(yīng)有破損、缺損、扭曲或死彎。3）型鋼的裝卸采用兩點(diǎn)吊，吊運(yùn)時(shí)，每次起吊的數(shù)量不宜過(guò)多，注意保護(hù)鎖口以免受損。

②定位模架接頭處H型樁間的U型鋼施工。

當(dāng)施工完二個(gè)相鄰的定位模架內(nèi)的樁后，移走定位模架。將相鄰的H型樁振動(dòng)至離地面1M處。將U型鋼對(duì)入H型樁兩側(cè)鎖扣，啟動(dòng)振動(dòng)錘將U型鋼振入。然后依次將二個(gè)定位模架內(nèi)的其他樁依次振動(dòng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成兩組樁的施工。

3.2.6 鋼結(jié)構(gòu)支撐施工

在軟弱地基支護(hù)施工中往往采用鋼支撐對(duì)鋼板樁進(jìn)行支護(hù)的形式。

①鋼圍檁施工。

鋼圍檁由型鋼拼裝焊接而成，在鋼圍檁跨中和支撐節(jié)點(diǎn)按其受力特點(diǎn)焊接等強(qiáng)度加勁板，使鋼圍檁成為連續(xù)梁體，焊縫滿焊。鋼圍檁和支護(hù)樁內(nèi)H型鋼應(yīng)有可靠連接。

②水平鋼支撐施工。

1）鋼支撐主要構(gòu)件安裝質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205—2001）進(jìn)行。2）鋼支撐應(yīng)做到使其軸心受壓，因此支撐與圍檁接觸面設(shè)置鋼墊板，斜撐與鋼圍檁節(jié)點(diǎn)設(shè)鋼牛腿。

4 質(zhì)量控制

①?lài)?yán)格按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。組合鋼板樁結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行試驗(yàn)性施工，以評(píng)估施工工藝及各項(xiàng)參數(shù)對(duì)基坑及周邊環(huán)境的影響程度，必要時(shí)調(diào)整參數(shù)，以確保工程的質(zhì)量。

②重復(fù)使用的鋼板樁質(zhì)量執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）。重復(fù)使用的鋼板樁允許偏差按表1執(zhí)行。

5 綜合效益分析

通過(guò)南通市達(dá)欣工程股份有限公司在工程實(shí)踐中證明，H型鋼與U型鋼組合式基坑支護(hù)施工技術(shù)施工簡(jiǎn)便，工期短，止水效果好，成本低。與傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)比有以下特點(diǎn)：

通過(guò)上述分析，該施工技術(shù)不僅安全經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量可靠，還可以提高施工進(jìn)度，減少環(huán)境污染，有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]中國(guó)建筑科學(xué)研究院.JGJ311-2013，建筑深基坑工程施工安全技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[3]上海市基礎(chǔ)工程公司.GB50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.endprint