秦宏昌中鐵一局集團建筑安裝工程有限公司機械化施工分公司(713800)
地鐵深圍欄設(shè)計多數(shù)為鉆孔樁和地下連續(xù)墻等方式,而基坑的支撐則廣泛運用鋼支撐結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土的混合方法等。鋼支撐的活動端基本分為兩種,一種為有單活絡(luò)頭,一種為雙活絡(luò)頭。鋼支撐通常利用格構(gòu)式鋼圍檁,并且一般利用鉆孔樁作為基礎(chǔ)樁。
該地鐵站全長約190m,地下兩層車站,其中第一層為站廳,第二層是站臺層。標(biāo)準(zhǔn)段結(jié)構(gòu)外包尺寸為20.85m×13.25m,標(biāo)準(zhǔn)段基坑深度約為17.497m,地鐵站共有4個出口,皆是單層結(jié)構(gòu)。
按照基坑鋼支撐設(shè)計圖進行支撐結(jié)構(gòu)的層級編號,確定所需要用到軸力計的鋼支撐部位和數(shù)目。按照基坑的大小尺寸調(diào)整支撐結(jié)構(gòu),確定工程數(shù)量。根據(jù)設(shè)計方案所示的鋼支撐預(yù)加軸力及所需千斤頂種類確定單次施加的預(yù)加力,完成預(yù)加力的單位轉(zhuǎn)換。材料購置方面必須做到全面,所有材料都要在進場時進行檢查。重點關(guān)注鋼支撐的探傷、高強螺栓的質(zhì)量檢測。按照深基坑開挖的工藝、進度及流程規(guī)劃鋼支撐的場地放置。
在基坑開挖過程中,拼裝鋼支撐,開展圍爐鉆孔灌注樁和冠梁施工,進行托架的焊接及鋼腰梁的安裝,將拼裝好的鋼支撐結(jié)構(gòu)進行吊裝,施加預(yù)應(yīng)力,鎖定楔塊。
第一道鋼支撐結(jié)構(gòu)施工在冠梁施工之前就要進行鋼支撐結(jié)構(gòu)的預(yù)埋,鋼腰梁支撐50C工字鋼上方和下方利用外肋板進行固定,通過內(nèi)肋板t=15固定支撐中心。鋼支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部利用t=12的連續(xù)肋板進行焊接,外部通過同t=20的鋼綴板進行加固。鋼綴板按照外肋板的距離設(shè)定,其中間隔需要<590 mm。鋼腰梁和鋼支撐接觸位置需要設(shè)計兩個鋼肋進行加固,鋼腰梁斜撐50C工字鋼上下利用外肋板進行加固,支撐點和鋼支撐內(nèi)部的肋板與前者相同。鋼腰梁和鋼支撐結(jié)構(gòu)接觸的三角上方設(shè)計3個t=20的支撐鋼肋,中部利用兩道鋼板支撐,下方通過3道肋板支撐,內(nèi)側(cè)每條樁都要設(shè)立抗剪凳。腰梁轉(zhuǎn)角位置通過t=12的連續(xù)肋板支撐,外側(cè)除了鋼綴板之外還需要增加2個三角鋼板。鋼腰梁支撐處需要增設(shè)膨脹螺栓,腰梁上方使用鋼筋和花籃螺絲加固,下方采用三角托架加固,腰梁和腰梁銜接腹板通過疊板連接,鋼腰梁和圍欄樁之間需要利用混凝土填充。
2.4.1 鋼腰梁的架設(shè)
鋼腰梁的安裝需要結(jié)合深基坑的開挖情況進行調(diào)整,鋼腰梁的安裝需要利用吊車來進行。安裝時,需要從鋼支撐中將鋼腰梁放下,直到吊放到安裝區(qū)域之后,將其調(diào)整并固定在三角支架中,并進行加固。
2.4.2 鋼支撐的安裝
鋼支撐的安裝需要遵照先支撐后開挖的流程,嚴(yán)格按照設(shè)計方案對其施以預(yù)應(yīng)力。在鋼腰梁安裝完畢后,從鋼腰梁放出支撐點位置,馬上安裝鋼支撐。通過人力與機械同時工作的方式將鋼支撐吊裝到指定位置,通過千斤頂施加預(yù)應(yīng)力,利用壓力表控制預(yù)應(yīng)力的具體數(shù)值。若預(yù)應(yīng)力達到預(yù)先設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),則停止施加,鎖定活動端楔塊。在鋼支撐安裝結(jié)束后,為了保證支撐端和鋼腰梁不會出現(xiàn)點支撐,需要針對其中的空隙利用鋼板固定,確保支撐體系受壓均勻。在下一道鋼支撐施工完成后,需要結(jié)合測量結(jié)果調(diào)節(jié)鋼支撐預(yù)應(yīng)力,保證預(yù)應(yīng)力符合施工標(biāo)準(zhǔn)后,便可以進行鋼楔的加固。
在鋼支撐安裝過程中,需要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。①鋼支撐假設(shè)流程需要保證和土方開挖流程協(xié)調(diào)進行,若土方開挖已經(jīng)挖至支撐結(jié)構(gòu)中心之下50 cm,那么就需要及時進行鋼支撐的架設(shè);②在溫度較為接近當(dāng)天平均溫度時,針對鋼管支撐進行軸力的預(yù)加,以此規(guī)避溫度應(yīng)力針對預(yù)加軸力帶來的不利影響;③預(yù)加軸力需要4次,第一次應(yīng)該達到預(yù)計加軸力的50%~70%,之后的3次需要分層預(yù)加,直到滿足預(yù)定的軸力值;④在預(yù)加軸力完成后,需要利用鋼楔填塞支撐頭后座和伸縮腿之間的縫隙,當(dāng)鋼支撐預(yù)加軸力穩(wěn)定后將千斤頂移除。
結(jié)構(gòu)混凝土的強度如果已經(jīng)上升至預(yù)期強度的80%左右時,便可以將鋼支撐結(jié)構(gòu)進行拆除。拆除流程為:支撐起吊收縮→補加預(yù)應(yīng)力→拆除鋼楔→拆除千斤頂→將支撐結(jié)構(gòu)吊出。
在拆除鋼結(jié)構(gòu)過程中,需要將鋼支撐起吊,在管端千斤頂座中增設(shè)千斤頂,利用千斤頂卸荷。在卸荷之后,將管端頭和鋼腰梁中的鋼楔拆下。將千斤頂減壓,當(dāng)千斤頂壓力完全減去后移除。吊起鋼支撐管撐,將其運出現(xiàn)場。在拆除過程中,需要嚴(yán)格根據(jù)預(yù)計的方案執(zhí)行操作。鋼管支撐未卸下時,操作人員和吊車的吊點需要保證在鋼管的兩側(cè)對立,避免鋼管開始起吊時產(chǎn)生的擺動對操作人員造成的安全威脅。鋼支撐在結(jié)構(gòu)頂板拆除之后,還需要將其垂直吊至地面,及時運出現(xiàn)場并進行修整。
在基坑開挖時,需要做到一邊開挖一邊架設(shè)鋼結(jié)構(gòu),確保支撐結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件結(jié)構(gòu)銜接處的質(zhì)量與強度,以提高鋼支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)谝坏乐卧诠诹褐蓄A(yù)埋鋼筋和冠梁鋼筋進行銜接時,在法蘭盤上下方都要增設(shè)三角鋼,還需要通過十字加勁肋來進行加固,斜撐中間也要預(yù)埋三角鋼來保證其穩(wěn)定性。在斜撐樁與腰梁中需要增設(shè)剪力傳遞結(jié)構(gòu),腰梁焊接處通過疊板相連。
在施工過程中,必須做好鋼支撐標(biāo)高位置的確定,保證鋼支撐的軸力方向和軸線方向始終相符。利用扭矩扳手完成支撐拼接,確保法蘭螺栓的穩(wěn)定性。在連接完支撐結(jié)構(gòu)后,需要由相關(guān)工程師進行全面性的質(zhì)量檢測,確定質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)后,才可以投入安裝。針對千斤頂和其他加力設(shè)備都要進行定期維護與檢修,設(shè)計相關(guān)的預(yù)應(yīng)力施加操作標(biāo)準(zhǔn),確保預(yù)加軸力的可靠,并在加力后檢查法蘭螺栓。如果支撐軸力大于標(biāo)準(zhǔn)范圍,必須暫停開挖,將具體情況向設(shè)計部門反饋,并實時監(jiān)控現(xiàn)場情況。在主體結(jié)構(gòu)施工過程中,間隔3d便需要檢查一次鋼支撐結(jié)構(gòu)的焊接點和連接點,如果法蘭盤出現(xiàn)螺栓松弛情況,則需要馬上加固。
1)需要在深基坑開挖過程中進行鋼支撐施工,在施加預(yù)應(yīng)力時嚴(yán)格按照設(shè)計方案進行。
2)在鋼支撐安裝過程中,需要保證端頭和支撐軸線始終處于一個平面,在鋼支撐中的螺栓還需要通過對角的順序進行緊固。
3)每段開挖工程結(jié)束后,都要在第一時間采取相關(guān)施工,以最快的速度安裝好該段的鋼支撐,確保在安裝后不會產(chǎn)生扭曲的現(xiàn)象。在安裝鋼支撐前,需要針對支撐端頭的托架標(biāo)高進行嚴(yán)格管理,保證每個支撐點都處于一個水平線。
4)需要事先在基坑頂部進行拼接,同時嚴(yán)格按照設(shè)計方案中規(guī)定的管道長度進行拼接。在鋼管拼接過程中,鋼管接頭部位需要與法蘭盤和鋼肋板進行焊接。與法蘭盤焊接的鋼管要利用螺栓進行擰緊,直到拼接到合理的長度。在鋼支撐安裝過程中,每個環(huán)節(jié)都要有相關(guān)負責(zé)人員進行監(jiān)督和管理,并在每個安裝環(huán)節(jié)完成后進行質(zhì)量檢測,進一步確保施工質(zhì)量。
5)在鋼支撐材料拆除完畢后,必須進行妥善的保管,并且明確材料的規(guī)格與型號,方便下次利用。在鋼支撐進行預(yù)加力之后,若開展土方開挖及結(jié)構(gòu)施工,就必須進行全面的監(jiān)測,按照監(jiān)測的結(jié)果找出其中的異常并進行排除,及時補充預(yù)應(yīng)力。
6)需要做好鋼管支撐的安全保護工作,不能在鋼支撐結(jié)構(gòu)上放置其他物品,不能隨意觸碰或碰撞鋼結(jié)構(gòu)。還需要做好施工人員管理工作,避免施工人員隨意在鋼支撐結(jié)構(gòu)上隨意行走。若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的撓度增高,或是鋼楔出現(xiàn)松動,必須采取應(yīng)急方案來補加預(yù)應(yīng)力。
在地鐵深基坑開挖施工時,利用鋼支撐施工技術(shù)能夠有效保證深基坑的穩(wěn)定性,提高施工的安全性。在鋼支撐施工時,需要通過嚴(yán)密的施工計劃、嚴(yán)格的施工管理、明確的施工流程等,才能確保鋼支撐施工的順利開展。