逆作鋼格構(gòu)立柱在基坑內(nèi)支撐中的應(yīng)用研究

李 立 坦

(瑞洲建設(shè)集團(tuán)有限公司,浙江 溫州 325000)

城市地下空間的開發(fā)利用率越來越高，而為了最大限度地利用建筑土地，基坑開挖向著長大深的趨勢(shì)發(fā)展。城市空間的密集性導(dǎo)致基坑周邊環(huán)境越來越復(fù)雜，而基坑開挖因土體應(yīng)力釋放會(huì)不可避免地對(duì)周邊建(構(gòu))筑物造成一定的影響。為了確保基坑和周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定，基坑支護(hù)體系的合理性顯得尤為重要。尤其對(duì)于大面積的基坑工程，其內(nèi)支撐的跨度也必然較大，此時(shí)便需要設(shè)置內(nèi)支撐立柱作為臨時(shí)豎向支撐，用于支撐水平支撐梁。常用內(nèi)支撐立柱的主要類型有鋼筋混凝土立柱、鋼立柱和鋼管混凝土立柱。其中，鋼格構(gòu)立柱因其在保證相同承載能力的條件下可提高抗彎性能，且施工便捷、節(jié)省材料，經(jīng)常被應(yīng)用于基礎(chǔ)的豎向支撐體系[1,2]。

當(dāng)鋼格構(gòu)立柱應(yīng)用于深基坑內(nèi)支撐中時(shí)，在施工過程中會(huì)穿過地下室底板與鋼筋混凝土鉆孔灌注樁相連，待地下室結(jié)構(gòu)施工完成后才會(huì)被拆除[3-6]。然而，這樣將導(dǎo)致立柱拆除后與地下室底板的接觸部位成為防水施工的薄弱環(huán)節(jié)，如何做好防水處理成為施工難點(diǎn)。此外，現(xiàn)有技術(shù)還存在無法實(shí)現(xiàn)兩節(jié)格構(gòu)柱快速準(zhǔn)確定位、鋼格構(gòu)柱垂直度以及與鋼筋籠同心對(duì)接精度不高等問題。因此，本文結(jié)合實(shí)際工程提出了一種用于深基坑內(nèi)支撐的逆作鋼格構(gòu)立柱結(jié)構(gòu)，以期能夠解決上述問題。

1 工程概況

溫州市鹿城區(qū)濱江街道用地工程總占地面積22 355 m2，總建筑面積111 131 m2，地上建筑面積84 071 m2，地下建筑面積27 060 m2，基坑總面積約2萬m2，基坑周長660 m。本工程地下室西側(cè)及南側(cè)采用一道鋼筋混凝土支撐，該水平支撐體系的豎向立柱采用鉆孔混凝土灌注樁，立柱樁上部采用型鋼格構(gòu)柱。型鋼格構(gòu)柱采用角鋼和綴板焊接而成，格構(gòu)柱進(jìn)入立柱樁2 m，新打直徑0.7 m立柱樁共計(jì)33根；利用工程樁的共計(jì)15根，包括6根直徑0.6 m工程樁和9根直徑0.7 m工程樁。

2 逆作鋼結(jié)構(gòu)立柱施工技術(shù)

2.1 施工工藝原理

圖1為深基坑內(nèi)支撐中逆作鋼格構(gòu)立柱的施工工藝原理圖，主要包括鋼格構(gòu)立柱、鋼格構(gòu)立柱垂直控制系統(tǒng)和防水結(jié)構(gòu)等部分。其中，鋼格構(gòu)立柱定位端上下設(shè)置有法蘭盤以及后緊帶栓套箍，可以實(shí)現(xiàn)兩節(jié)格構(gòu)柱快速準(zhǔn)確對(duì)接。在鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)設(shè)有2道～3道環(huán)形鋼板，通過直螺紋套筒或焊接螺桿與格構(gòu)柱連接，可以很好的將鋼格構(gòu)柱與鋼筋籠準(zhǔn)確牢靠同心設(shè)置(見圖2)。

鋼格構(gòu)立柱垂直控制系統(tǒng)由調(diào)垂架、上下雙調(diào)垂盤、斜向調(diào)節(jié)、水平調(diào)節(jié)千斤頂、測(cè)斜儀等組成。其中，調(diào)垂架底部設(shè)有擴(kuò)大固定承載板，可以用于調(diào)節(jié)架體高度；調(diào)垂架頂部和中下部區(qū)域分別設(shè)有分離式雙調(diào)垂盤，通過千斤頂液壓調(diào)節(jié)可以快速精準(zhǔn)的控制格構(gòu)柱的垂直度，也可以將混凝土澆筑及相鄰樁施工中混凝土初凝前格構(gòu)柱精確定位。

圖1中還包括鋼格構(gòu)立柱與地下室底板的防水體系，其中格構(gòu)柱貫穿底板處預(yù)留施工洞口，貫穿區(qū)域內(nèi)設(shè)有可拆除封閉箱體。該箱體可在底板澆筑時(shí)拆除，后期作為止水鋼板使用。鋼立柱外圍焊接有整體式止水鋼板，鋼格構(gòu)柱周邊及止水鋼板涂刷一層返滲透結(jié)晶型防水涂料，并粘貼上一層聚合物防水卷材；采用與鋼格構(gòu)立柱支撐的定型化易拆吊模，吊模采用可回縮設(shè)置，與鋼格構(gòu)柱采用頂桿頂緊(見圖3)；格構(gòu)柱割除后通過澆筑膨脹混凝土將沉板補(bǔ)平至與底板齊平，從而有效解決了分離式止水鋼板相互斷開止水效果差的問題。

2.2 施工步驟

1)搭設(shè)鋼格構(gòu)立柱垂直度控制系統(tǒng)，定位安放底部擴(kuò)大承載板，在其上安裝千斤頂，可調(diào)節(jié)柱腳標(biāo)高，然后安裝調(diào)垂架，在其上部和中下部分別安放雙調(diào)垂盤；在調(diào)垂架上安放水平調(diào)節(jié)千斤頂以及斜向調(diào)節(jié)桿，整體穩(wěn)定牢固。

2)格構(gòu)柱固定定位端上下設(shè)置法蘭盤，下法蘭盤與格構(gòu)柱柱頂法蘭盤螺桿連接，通過通長螺桿固定于格構(gòu)柱固定定位端上法蘭盤，通長螺桿采用內(nèi)置式，格構(gòu)柱固定定位端下端安裝滑動(dòng)式后緊帶栓套箍，輔助設(shè)置互鎖耳板。

3)鋼筋籠主筋內(nèi)側(cè)用電弧焊焊2道～3道環(huán)形鋼板，用直螺紋套筒或焊接螺桿將格構(gòu)柱與鋼筋籠準(zhǔn)確牢固連接，如圖4所示。

4)在格構(gòu)柱穿底板內(nèi)安置可拆除封閉箱體，在格構(gòu)柱內(nèi)部安裝可重復(fù)使用全柱身垂直度測(cè)斜儀；用塔吊對(duì)鋼格構(gòu)立柱進(jìn)行吊裝以及對(duì)其垂直度進(jìn)行調(diào)整，確保其垂直下放。

5)鋼立柱外周焊接整體式止水鋼板，剛格構(gòu)柱周邊及止水鋼板涂刷一層返滲透結(jié)晶型防水涂料。

6)安裝與鋼格構(gòu)立柱支撐的定型化易拆吊模，采用頂桿頂緊鋼格構(gòu)柱，割除格構(gòu)柱后用膨脹混凝土補(bǔ)平沉板至底板標(biāo)高。

7)拆除鋼格構(gòu)立柱垂直度控制系統(tǒng)，清理場(chǎng)地。

3 結(jié)語

本文介紹了一種包括鋼格構(gòu)立柱、鋼格構(gòu)立柱垂直控制系統(tǒng)和防水體系等組成的逆作鋼格構(gòu)立柱結(jié)構(gòu)，用于臨時(shí)豎向支撐深基坑大跨度內(nèi)支撐。與常規(guī)施工技術(shù)相比，該結(jié)構(gòu)保證了鋼格構(gòu)立柱的垂直精度，有效解決了拆除鋼格構(gòu)立柱后與底板連接部位的防水問題。