钢支撑在深基坑支护应用中的关键技术分析论文_林莹

钢支撑在深基坑支护应用中的关键技术分析论文_林莹

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摘要:本文基于笔者多年来在建筑行业的从业经验收,以深基坑支撑技术为研究对象,首先从钢支撑关键施工技术要点、钢围檩施工技术要点、钢支撑端头的模式、钢支撑的连接模式、钢支撑轴力计安装、施加预应力等六个方面进行了介绍,进而对深基坑支护的技术发展趋势、深基坑支护结构方案优化、信息监测与信息化施工技术建设三方面进行展望。

关键词:深基坑;钢支撑;连结;钢围檩;信息化

一、引言

一般建筑工程上习惯将内支撑系统的深基坑工程按空间布置、材料等来分类,其中最常见是按材料来分,可分为钢筋混凝土支撑、钢支撑以及钢与钢筋混凝土组合支撑。

钢支撑的拼装方式是现场焊接或螺栓连接,一般使用型钢或钢管预制,适用于纵向向直立的简洁的平面布置形式。钢支撑在通常情况下不能受拉,只能受压,并且要防止“踢脚”现象,因此并不适宜作为深基坑支撑的第一道支撑,钢支撑在安装完结时就形成了一种支撑的作用,下层土方可以马上开工开挖,同时为了调整围护结构的变形,也可以采用千斤顶施加轴力。如果要做成反复使用的工具,要在等宽度的沟渠或地铁基坑开挖时才能实现。除此之外,钢支撑拆卸很方便,对环境也不会造成二次污染。

1.1钢支撑在深基坑中的重要的技术关键点

1.2钢支撑关键施工技术要点

钢支撑的安装应严格遵守“分层开挖,先支撑后开挖”的原则。钢支撑规格的选用需按设计要求或国家标准来选用。第一道支撑直接安装在冠梁上,随后的二、三道则安装在钢围檩上。

1.3钢围檩关键技术要点

在标注好的支撑位置处凿出连墙内工字型钢,打设螺栓,安装三角支架。安装牢固防止围护结构变形或遭到撞击而脱落。钢围檩吊放时须保持,匀速缓慢下落,至牛脚支架30CM左右时,进一步放缓下落速度,向地连墙靠拢后准确落在三角支架上,最后将围檩和支架焊接在一起。当以连续墙为围护结构时,角钢托架可以设计间距安装,如有钢支撑的位置则要增加托架加强处理。当以桩为围护结构时,加强方法是:每一根桩上都要安装一个角钢托架,而有钢支撑的位置则要安装2个角钢托架。

在绝大多数设计中,钢围檩的焊接依然多数采用两根I45B工字钢焊接,而在贴近围护桩的一边多数采用通长钢板与工字钢焊接。在日常的施工过程中,多数是精简地采用钢板间隔500毫米焊接在工字钢上作为连接,桩与钢围檩中间的空隙要用细石沙混凝土填补密实,目的是为了保证均匀受力。如果某个位置安装了钢支撑需要加强处理,这时上下两面和工字钢里面有要用20毫米的钢板焊接满,目的是使受力处的工字钢更有强度。

1.4钢支撑两个端头的模式

钢支撑的两个端头根据作用可分为固定支撑端头和可活动端头。在一般的情况下,20毫米的钢板焊接在可活动端头,固定支撑端头顶住围檩的托盘。施加预应力的固定端头又分为施加完预应力的采用活动楔子固定的端头。这种端头优势是方便固定,但也有过于笨重的缺陷,一般在深基坑施工时就不采用,因为很不方便。在需要控制连接长度的时候钢支撑的连接长度会受到限制,需要进行切割以增强支撑钢管。另外还有一种端头是以工字钢加工处理,在预应力施加完毕后焊接在钢围檩的托盘上。这种方法相较于第一种更简化,在遇到需要变化钢支撑长度或加工时优势就很明显了。

1.5钢支撑的连接模式

按工程设计需要接长钢管时一定要将法兰盘及钢肋板焊接在钢管接头处,接头钢管壁面须切割成四十五度角,牢牢与法兰盘焊接上才能确保施工品质。在焊接前需要校核平整度,法兰盘焊接完成后再焊接钢肋板,这种做法的目的是把法兰盘和钢支撑连接成一个整体。注意事项如下:(1)螺栓上要使用弹簧垫圈(2)钢支撑的轴心检查,确认支撑是否直顺。如不直顺需进行调整。

如条件许可使用整根钢管进行连接支撑,一般在钢管3至4米处加焊一道加劲环,既确保钢管挠度不变形又增加稳定性。

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大型基坑中基坑跨度长达上百米,因为钢支撑安装起来并不是特别方便,无法使用大型吊装设备,在这种情况下可以缩减每节支撑的长度,多节拼装,但节数也不宜过多,节数过多就降低了钢支撑在稳定性方面的优势,具体节数应以设计计算为准。

1.6钢支撑的轴力计安装发放

支撑架设中要监测支撑受力情况就需要安装监测仪器,监测仪器的作用是分析围护结构的受力情况。一般采用轴力计的监测仪器最为直接和方便。轴力计在安装过程当中需留意线路长度与轴力计压力头突出的长度能否满足受压后的收缩量这两点。

1.7施加预应力的控制

千斤顶、压力表及液压机等设备进场后应对设备进行全面检查验收,确保所有设备的安全可靠性。压力表必须由相关的检测部门进行标定并出具检测证明。在钢支撑施加预应力施压必须在计算出压力表的施压数据前才能进行。尤其要保证千斤顶的进出油管的连线正确并连接到对应的压力表,如千斤顶与压力表不一致就严禁施压。另外还要满足两个保证:保证钢管管壁轴线与千斤顶的摆放位置对称及保证千斤顶前后水平均匀受力。

施加压力的过程中人员不得面对千斤顶的正面,同时应有专人负责观察受压部件的受力情况,一旦发现异常立即停止施压,如判定受压部件受损无法使用应更换新部件。

在压力达到要求时要及时将活动楔子或钢板打入,不能存有空隙。随后才能卸载焊接。能源单面双面焊的焊接区的要求是不能有漏焊的地方。螺栓法兰管连接再充满一次压力后确保了钢支架连接牢固,同时,由于两端是由钢支撑结构支撑托盘钢板焊接而成,要避免碰撞而发生偏移或脱落。

二、深基坑支护技术将来的发展蓝图

2.1改变传统的深基坑设计理念

目前中国仍有较多部门、较多建筑从业者误认为深基坑支护工程仅是施工方的事,前期根本无需设计资质的公司或机构介入,导致的后果是深基坑支扩工程缺陷多、隐患大。这种传统的观念已经不再能满足现代各种高层、超高层建筑的建设需要,因此先进的设计计算方法、设计理念,更应得到积极推广和应用。

2.2深基坑支护结构优化

随着城市化进程的推进,基础埋深也不断增加。周边环境、不同类型的土壤、地下水位高低等诸多环节都会对深基坑支护结构的选型产生不可忽略的影响。若结构选型不合理,很可能会造成严重的工程事故;选择合理,能更有效的保证工程质量安全可靠,节省不必要的经济浪费。可见结构优化是未来深基坑技术发展的趋势。

2.3信息监测和信息化管理施工

为保证深基坑施工的安全性,就要加强是日常基坑监测,而现代电子计算机、互联网的广泛应用及高速发展为此提供了更好的技术方案——信息监测。该方案以施工安全为核心,采用视频监控系统对施工区域实行24小时全天侯监控,根据检测信息来调整和指导施工。信息监测技术是信息化管理施工的一部份。信息化管理施工是未来建筑施工发展的走向,是全新的管理方式,但推广实施仍需一步一脚印,不可能一蹴而就。未来它将在我们不断探索中逐步完善进步。

三、结语

这篇文章对现有的常见的深基坑支护的结构类型做了分类和总结,重点从六个方面对实际工程中常用的深基坑钢支撑体系进行了分析,指出了钢支撑体系施工过程中各个环节的关键技术措施,可为实际工程施工提供参考依据,最后对深基坑支撑技术的发展进行了展望。先进的深基坑内支撑支护技术是现代基坑工程应用发展的必然趋势,相信随着未来科技的高速发展及广大建筑实践者的不懈努力,优秀的深基坑内支撑支护技术将被更广泛的应用。

参考文献

[1]应惠清.深基坑支护结构和施工新技术[J]施工技术,2013,42(13).

[2]丁明亮.建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理[J]城市建筑,2013

[3]张卫,陈善民.新型支护技术在深基坑工程中的应用[J]施工技术,2013,44(1).

[4]厉文杰.高层建筑深基坑的支护设计和施工[J]城市建设理论研究[J]2012.

论文作者:林莹

论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/28

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