无锡地铁集团建设分公司 江苏无锡市 214000
摘要：钢支撑是上世纪50年代发展起来的支撑形式，其优点是施工进度快、安装方便、可以重复使用造价低廉等。钢支撑架设是基坑开挖阶段一个重要的环节，在基坑深度15—18米左右的结构中，对维护基坑稳定，防止地下连续墙等维护结构位移变形有着重要的作用。钢支撑架设和基坑土方开挖时深基坑工程施工密切的两个关键工序，支撑架设时间性、协调性、架设位置、预加力大小直接关系到深基坑稳定的成败。
关键字：地铁车站；钢支撑；案例分析
引言
无锡地区位于长三角，地质结构为淤泥质软土地区，为保证内支撑稳定性，设置格构柱、联系梁及立柱桩与钢支撑一起构成内支撑体系。联系梁和格构柱采用型钢或槽钢焊接，立柱一般为直径800mm钻孔灌注桩 。钢立柱插入灌注桩，立柱桩及联系杆与钢支撑间采用箍筋、焊接链接，以保证内支撑体系的稳定。立柱间隔孔设置角钢剪刀撑（一般为X形），每根钢支撑采用钢抱箍与联系梁链接。
1案例介绍
本案例是无锡地铁1号线深基坑开挖过程中普遍存在的问题。支撑问题影响整个基坑的变形，严重影响支撑系统的安全。因支撑失稳产生重大结构性的质量、安全事故案例很多，发生的有钢支撑的失稳往往由局部支撑问题引起整个支撑系统失稳。本案例对现场检查的问题进行分类，分析查找原因，并制定改进的措施，确保支撑系统的安全、可靠。
2现场存在问题
2.1钢支撑安装
2.1.1钢支撑进场后未进行验收，缺少钢材合格证、焊接实验报告；未开展试拼装；油泵、千金顶未配套检测校订。
2.1.2钢支撑安装拼接不顺直，钢牛腿与围檩垂直度超过2%。易造成钢支撑移动、脱落。
2.1.3活络头脖子太长，水平方向造成偏心现象，支撑在施加预应力后与预埋件不能均匀接触，轴线方向偏心受压。
2.1.4围檩之间未采用钢板焊接，导致围檩不能形成闭环，整体刚度下降。
2.1.5钢支撑楔子制作不规范，过多使用楔子导致受力状态不合理，端头受力不均、不实。造成钢支撑蹦开、移动、脱落。
2.2轴力施加操作
2.2.1轴力计安装不规范，导致使用过程中偏心受力、过程中损坏，不能计量。
2.2.2钢支撑的支撑安装缺少初撑力。未考虑到操作时应力损失，没有做到施加预应力值比设计预应力增加10%。
2.2.3基坑开挖至设计标高后，未及时安装支撑，未按设计要求施加支撑预应力值。支撑轴力复加不及时，导致基坑监测报警。
3钢支撑变形分析及应对措施
3.1钢支撑法兰压缩变形（2—6mm）主要原因是法兰接头安装间隙，安装时应注意法兰接头不能太多；安装时螺栓要拧紧；第三，第四道支撑法兰接头不应多于3个。
3.2钢支撑挠度变形（2-4mm）主要因为钢支撑跨度较大引起的变形，在设计过程中支撑跨度不大于20米，如大于20米中间要设立柱。
3.3钢支撑楔子压缩变形（4-10mm）,主要原因是楔子受力不均匀，轴力产生偏心，楔子受理面积小。应制定锲子加工标准，使受压面积大于50cm2。
3.4地下连续墙和围檩平整度不平产生间隙（10-30mm）,主要原材是地连墙未找平，应在安装围檩前对地墙找平，安装后对空隙采用细石混凝土填密实。围檩缝隙采用钢板进行焊接。
3.5初撑力和楔子插入后的回弹变形（10—20mm）,主要原因是油泵压力一般能满足设计要求，但楔子插入后，初撑力损失较大，常常是没有初撑力；楔子原理是内撑，受力不合理。建议针对楔子控制要求；改楔子的内撑形式为外夹、外压形式。
3.6端头支撑加轴力计的杆件变形主要原因是轴力计的受压面积小，端头板强度不够产生的变形；轴力计安装倾斜产生的问题；轴力计轴线与钢支撑轴线很难在一条轴线上；轴力计轴心与挡板不垂直。改变措施是改进轴力计安放的位置。
3.7轴力失效主要原因是未做到环境监测数据检查与人工检查共同判断。应在监测数据支撑轴力低于预应力支撑时，采用榔头敲击支撑活络头塞铁，视其松动判断是否应附加。应在第一次加预应力后12H内观测预应力及墙体水平位移，复加预应力至设计值。当昼夜温差过大导致支撑预应力损失时，在当天低温时复加；墙体水平位移速率超过警戒值时。
3.8钢支撑轴力计量不准确与轴力计受破坏有关，也与油泵与千斤顶标定有关系，应半年进行标定，如有异常及时校验，施加轴力同时做好记录。
4支撑技术改进措施
4.1关于楔子规格建议推行配套规格和标准制作要求 。配套规格：A类楔子（平行垫块分三种规格）；B类楔子（倒梯型垫块）；C类楔子（正梯型垫块）。标准楔子能够保证支撑受力
均匀，防止楔子脱落导致钢支撑脱落。
4.2轴力计设在钢支撑内，防止轴力计在安装过程中破坏。钢支撑安装后应在钢支撑上方设置吊环安装钢丝绳与围檩上方角钢挂钩固定，防止支撑脱落。
4.3钢支撑的受力情况检查采取轴力计的读数；观察、测量围护结构变形量；锤击、听声波。
5延深性的思考
5.1将深基坑开挖阶段地墙的变形分解成6个方面进行分析，并制定控制措，有定性向定量化控制的概念，而且知道关键的变形量的控制是减少基坑施工风险的关键，支撑变形的量化是可以控制的。
5.2延深对一些关键点控制要求，进一步提出了持续改进提高的需求，如楔子加工的规范要求没有，轴力计安装问题我们应该改进。
5.3地下工程风险之所以很高，是因为不确定的因素很多，地下工程的分析与控制应用定量化的方法分析，确保城市地铁建设不出现结构性的质量、安全事故尤为重要。
参考文献:
[1] 李昌宁, 何江, 刘凯年,等. 南京地铁车站深基坑稳定性分析及钢支撑移换技术[C]// 全国岩土与工程学术大会. 2003.
[2] 武进广, 王彦霞, 杨有海. 杭州市秋涛路地铁车站深基坑钢支撑轴力监测与分析[J]. 铁道建筑, 2013(10):51-54.
[3] 张泰安. 地铁车站深基坑开挖钢支撑架设及置换技术[J]. 铁道标准设计, 2008(9):103-105.
论文作者:周大同
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/17
标签：楔子论文; 基坑论文; 预应力论文; 立柱论文; 受力论文; 地铁论文; 主要原因论文; 《防护工程》2018年第36期论文;