大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術分析

張強勁

(中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司,武漢430074)

1 引言

地鐵是城市交通體系的重要組成部分，具有高效、穩定的特點，大大減輕了交通壓力，實現了快速、安全出行。由于地鐵車站的特殊性，需要開展深基坑施工，其中，鋼支撐施工是關鍵，關系整體結構的穩定性和強度，所以要提高重視程度。施工過程中，應結合實際情況制訂完善技術方案，為施工開展提供指導，保證工程建設的安全。

2 工程案例

我國北方某城市近幾年經濟實現了快速發展，目前已開通了3 條地鐵線，隨著交通量的增加，規劃再建設1 條地鐵線，將整個城市聯系起來，實現城市軌道交通的高效運行。通過實地勘察發現，該地鐵車站建設具有大跨度的特點，增加了施工難度。為了有效應對，要加強對深基坑中鋼支撐的施工技術分析，不斷優化技術方案。

3 深基坑支護方案設計

深基坑施工存在一定的危險性，為了保證施工的順利開展，必須要進行基坑支護。在正式支護施工前，要開展實地勘察工作，對地質信息進行收集、整理、分析，作為支護方案設計的參考依據，確保達到預期效果。設計工作要由專業設計單位完成，方案確定后要與現場情況進行對比，發現不符合的地方要做出調整，優化方案設計水平，為支護施工提供正確指導。支護方案要具有合理性、可行性，起到支護作用，為施工過程提供可靠保障[1]。

4 大跨度鋼支撐施工

鋼支撐采用龍門吊整根安裝的方式，在安裝過程中，要注意觀察土方開挖情況。土方開挖要嚴格遵循規定順序，保證鋼支撐的安裝質量。大跨度鋼支撐施工涉及多個環節，所以，要從整體上把控，妥善處理好施工過程中遇到的問題，消除不利因素影響，保證施工安全。

5 鋼支撐構造設計

5.1 鋼支撐整體設計

因為基坑跨度大、鋼支撐距離長，在實際施工中，要分成多個單元進行構件加工。確定單根鋼支撐長度時，應以基坑寬度為依據，由多個鋼支撐單元在現場采用螺栓拼接，組合為一個完整的單根鋼支撐。然后將千斤頂支托架焊接在鋼支撐活動接頭箱室兩端，可以很好地施加預應力。為了承受千斤頂方向的軸力，支托架要采用一定厚度的鋼板加工而成[2]。

5.2 鋼支撐端頭設計

鋼支撐端頭形式應具有多樣化的特點，為保證施工有效開展，需要對常規鋼支撐進行改進，有利于保證安全性、穩定性。

6 鋼支撐安裝要點

安放鋼支撐時，相鄰2 根鋼支撐的活動端和固定端要錯開，為后期施工的開展提供便利，提高效率。鋼支撐組裝場地選擇在龍門吊和基坑之間，單根鋼支撐完成拼裝后進行吊裝，過程中要和基坑保持一定的安全距離。土方采用分層開挖的方式，高度與鋼支撐架設保持一致，將支撐位置線放出。提前焊接好三角形鋼支架，在鋼支撐中心位置與鋼圍檁相焊接。由2 個工字鋼焊接而成的活接頭箱室與鋼支撐活動端端頭板相焊接，成為單根鋼支撐。整個鋼支撐安裝比較復雜，過程中要控制好技術要點，處理好關鍵部分，保證鋼支撐安裝的整體質量。

7 鋼支撐預加軸力方案

為了滿足鋼支撐預加軸力的要求，需要采用液壓千斤頂施加預加軸力，順序為在活動端沿支撐兩側對稱逐級進行。通過計算將預加軸力換算為千斤頂壓力表讀數，保證具有一致性。鋼支撐預加軸力施加過程中，要堅持循序漸進的原則，每次施加力增量控制在合理范圍內。當施加到設計預加軸力值后，要停止繼續加壓，觀察壓力表讀數穩定后，且預加軸力和鋼支撐軸力監測數據相同時，用鋼楔子鎖定活動端，可以起到減少軸力損失的作用[3]。

8 鋼支撐橈度控制

本工程基坑跨度較大，為了提高施工效率，不宜采取設置臨時支撐柱的方式，而是用大直徑鋼管內支撐，可以有效滿足實際需求。但這種方式也存在不足之處，增加了拼裝和吊裝的難度，再加上基坑跨度大，由于本身質量原因，鋼支撐的垂撓度會增大。基于這種情況，對鋼支撐撓度控制很有必要。

8.1 調整軸力

參與施工的各方要進行探討，通過現場檢測，結合具體情況對鋼支撐預加軸力進行調整，分等級逐級提高，保證鋼支撐與圍護樁體系牢固，圍護體系側向穩定。

8.2 優化架設工序

使用龍門吊完成鋼支撐架設，在整個過程中要控制好架設速度，鋼支撐達到托盤上時，依然要保持龍門吊掛鉤一定高度范圍內不脫鉤，平衡鋼支撐的自重，確保鋼支撐在施加軸力前的順直度，等到鋼支撐軸力施加結束后就要解除龍門吊掛鉤。

8.3 調整施加軸力位置

對千斤頂在鋼支撐軸心上下位置進行調整，使其處于鋼支撐軸心偏差一定距離處，這樣鋼支撐在偏心軸力的作用下會產生反向彎矩，使自重產生的彎矩減少，鋼支撐撓度變小。

9 保證鋼支撐穩定的措施

基坑開挖時要遵循一定的原則，開挖過程中和支撐架設協調配合，對于鋼支撐附近土方，需要采用中心挖槽法，這樣可以避免機械之間發生碰撞。護坡樁附近土方要采用小型設備開挖，同時，施工過程中人員要加強管理，避免出現問題，土方挖到設計標高后要及時架設鋼支撐并施加預應力，盡可能縮短無支撐暴露時間。

鋼支撐穩定性直接決定了基坑的穩定性，因此，一定要架設到規定位置，嚴格按照設計要求施加預應力，控制好斜撐的穩定性。開展斜撐施工時，每一個環節都要加強管理，避免不利因素影響，同時在制作、安裝鋼圍檁時，要保證穩定性、強度等達到要求，鋼圍檁與圍護結構間空隙采用素混凝土回填密實。在整個基坑施工中，需要對鋼支撐軸行校正，保持水平狀態。

正式安裝鋼支撐前，要對成形鋼支撐進行全面檢查，看是否垂直，發現不垂直要矯正，做好施工前的準備。矯正完成后將鋼支撐安裝在牛腿支座上，進行緊固處理。

鋼支撐穩定至關重要，如果不夠穩定很有可能引發安全事故，不僅會影響正常施工進度，而且對人員生命安全帶來威脅，所以，要提高重視程度，制訂完善的施工方案，嚴格按照要求執行，保證鋼支撐的穩定性，從而提升基坑施工的安全性。

10 結語

綜上所述，本文對大跨度地鐵車站深基坑中的鋼支撐施工技術進行了探討，可以為實際施工開展提供有力支持。鋼支撐施工具有復雜性、難度大等特點，施工過程中涉及多個環節，因此要加強控制，保證施工正常開展。對于關鍵部位要進行有效管理，消除不利影響因素，提升鋼支撐穩定性，保證深基坑施工安全。