發布時間：2020-10-13所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要 全國城市地鐵正處在高速發展階段，深大基坑作為城市建設中的一大工程熱點問題，已經越來越受到設計及施工人員的重視，但隨之而來的也增加了很多危險，鋼支撐技術因施工方便在深基坑施工中得到了廣泛應用。濟南黃河隧道工程地處黃河流域，土質復雜，多
摘 要 全國城市地鐵正處在高速發展階段，深大基坑作為城市建設中的一大工程熱點問題，已經越來越受到設計及施工人員的重視，但隨之而來的也增加了很多危險，鋼支撐技術因施工方便在深基坑施工中得到了廣泛應用。濟南黃河隧道工程地處黃河流域，土質復雜，多為粘土，粉土，地下水位高，四季及晝夜溫差較大，如果沒有良好的支護措施，很容易引發基坑變形，道路坍塌等危險情況。
關鍵詞 鋼支撐 溫差
1 工程概況
濟南黃河隧道位于城市中軸線上，北連鵲山，南接濟濼路，采用市政道路與軌道交通M2線合建方案。是國內第一條穿越黃河的超大直徑公軌合建隧道。預留軌道交通汽修廠站位于濟濼路與濼口南路交叉口南側，沿濟濼路南北向布置。車站總長310.3m，主體結構型式為兩層三跨箱型框架結構體系，標準段為兩層拱形結構體系，最大基坑深度為24m，基坑寬度20.3m~24.55m，地下水位較高，土質松軟，基坑圍護結構抗變形、抗滲要求高。
濟南黃河隧道工程汽修廠站圍護結構內支撐有兩種形式，一種采用混凝土支撐，用于首層支撐;另一種采用鋼支撐+鋼圍檁構成，主要用于第二、三、四道內支撐。第二道鋼管內支撐采用直徑Φ609壁厚16mm的鋼管，第三、四道鋼管內支撐采用直徑Φ800壁厚20mm的鋼管，鋼支撐對撐在鋼圍檁上。
2 工程地質及水文條件
2.1 工程地質
根據濟濼路地勘資料，地層自上而下依次為：①雜填土(0~0.8m)、②1粉質黏土(0.8~2.5m)、②3粉土(2.5~2.9m)、②2黏土(2.9~5.0m)、②3粉土(5.0~7.4m)、⑦1粉質黏土(7.4~17.6m)、⑩1粉質黏土(17.6~19.6m)、⑩6粉土(19.6~21.3m)、⑩1粉質黏土(21.3~24.3m)、⑩6粉土(24.3~26.5m)、⑩1粉質黏土(26.5~28.5m)、⒀1粉質黏土(28.5~34.3m)。
2.2 水文條件
工程區地下水主要分布在第四系地層中，地下水類型為孔隙潛水，水位埋深0.94～11.31m，相應高程22.50～23.95m,水位較高。含水層主要為粉土、粉砂層。地下水補給來源主要為大氣降水及河水，孔隙潛水排泄以蒸發及開采、側向徑流為主。
3 地下管線及周邊建筑物
車站所在的濟濼路方向上快車道兩側各存在1條石砌雨水溝(2.5m*1.4m)、在西側存在2根DN633熱力管道、道路中心存在1條通信管道和自來水管道，此外存在1條自來水橫穿和燃氣橫穿。
車站西北象限為山東黃河醫院、西南象限為原濟南園林機械廠門衛、東北象限為慶業興達汽修廠，東南象限為現狀空地。
4 溫度對鋼支撐施工的影響
4.1 針對溫差對軸力的影響而采取的“溫差控制”措施
(1)盡量在每天溫度較低時段內施加預應力。
(2)若加載預應力時氣溫較高，宜適當增大預加軸力。
(3)在下一層鋼支撐加載前，應根據軸力監測數據對上一層支撐中軸力較低的支撐補加軸力，做到及時調整。將溫差對鋼支撐軸力的影響降到最低。
5 施工準備
施工準備主要包含：技術準備(方案、開工報告、安全技術交底等)、機械及材料進場準備(100t吊車、液壓千斤頂，鋼支撐，鋼圍檁，三角托架，膨脹螺栓)、機械驗收。
6 施工工藝
6.1 工藝流程
施工準備→圍檁，托架安裝→測量放樣→鋼支撐預拼裝→鋼支撐吊裝→支撐安裝→施加預應力→檢查及軸力附加。
6.2 施工參數
施工參數主要為鋼支撐重量、千斤頂力、油表讀數、a,b轉換參數。
(1)油表讀數計算
油表讀數=a+b×千斤頂力
其中a,b為轉換參數，千斤頂、油表匹配校訂得出a=-0.66089，b=0.03687。鋼支撐預加軸力設計值為300kN，
油表讀數=-0.66089+0.03687×300kn=10.4mpa,油表讀數為10.4。
6.3 測量放樣
安裝支撐前，通過水準儀及控制線測出支撐兩端與圍護結構的接觸點，作出標記。以保證支撐與墻面垂直且位置準確。
6.4 鋼圍檁及鋼支撐牛腿安裝
6.4.1 鋼圍檁安裝
(1)當土方開挖至支撐設計標高下50cm后，沿基坑縱向按每隔1.2m設置三角托架，三角托架采用角鋼100*80*8mm、80*80*8(預先加工成型)，待基坑開挖后，放出點位，拉線調平，用脹管螺栓將三角托架架設在地連墻上，三角托架頂面標高定位精度滿足規范設計要求。三角托架安裝完畢后，隨即進行圍檁安裝。
6.4.2 圍檁空隙填充
(2)在鋼支撐施加軸力時可能發生軸力丟失或者加不上軸力的情況，本文采用將鋼圍檁與圍護樁之間的空隙用細石混凝土進行填縫處理
6.4.3 鋼圍檁焊接
鋼圍檁采用雙拼I450*154*15.5型鋼，用鋼板焊接成型。根據設計圖紙，靠近地連墻側，用12mm厚連續鋼板焊接，靠近基坑面支撐處，采用700×1100×20的鋼綴板焊接，焊接間距為支撐間距。在型鋼內焊接5#剛肋板兩塊，間距600mm。
6.5 鋼支撐拼裝
6.5.1 鋼支撐的結構形式
(1)活絡端頭
活絡端頭類似于“抽屜”結構，由插銷頭及插座頭組成，插銷頭由端頭鋼板、雙槽鋼伸縮桿、加勁肋板等部分拼裝焊接而成。現場使用的活絡頭長度為1.5m，一般調整長度控制在5-10cm。
(2)拼接段鋼管支撐
鋼管支撐標準長度為6m，鋼管之間采用法蘭盤連接，法蘭盤之間連接采用M20高強螺栓連接，螺栓對稱交叉連接，連接時螺栓下設高強彈性墊圈。
6.5.2 鋼支撐預拼檢查
鋼支撐預拼前先按照基坑寬度計算鋼支撐配料長度，然后在地面上按實測基坑的寬度進行預拼裝，拼裝好后放在堅實的地坪上檢查支撐的平直度，并檢查支撐管接頭連接是否緊密、有無破損或變形、端頭是否平整。
6.6 鋼支撐吊裝
施工時將預拼合格的鋼支撐分節采用100t汽車吊至基坑，整體進行吊裝，鋼支撐總長為20.5m。用汽車吊吊運至基坑邊，再用龍門吊進行下放吊裝。
6.7 鋼支撐安裝
鋼支撐安裝位置應符合設計要求，鋼支撐的活動端與固定端掉頭交叉放置，支撐上的法蘭螺栓全部要求擰到擰不動為止，螺栓方向要錯開，另外活絡頭兩側易錯開設置。所有鋼支撐端部的牛腿要焊接牢固。鋼支撐上嚴禁行人、載荷，鋼支撐嚴禁機械碰撞。
6.8 軸力計安裝
安裝架圓形鋼筒上沒有槽口的那一端和鋼支撐活絡頭上的鋼板用電焊機焊接穩固，安裝的中心點必須在鋼支撐的中心軸線上。
焊接完成后，把軸力計放到安裝架圓形鋼筒中，同時選用M10型號螺絲把軸力計牢牢固定在安裝架上。
鋼支撐預加力要按照設計軸力的30%～50%施加，每次施加軸力完成后要保持10分鐘才可以施加下一級軸力，預加力至設計規定值后，采取相同措施，應在壓力穩定10分鐘后，才可以按照設計軸力值進行鎖定。
6.9 復加軸力
(1)在第一次加預應力后12小時內緊密 監測，發現預應力損失或圍護結構變形速 明顯收斂的，復加預應力至設計值。
(2)當晝夜溫差過大，導致支撐預應力損 失時，立即在當天低溫時段復加預應力至設計 值。
(3)當樁體水平位移速率超過警戒值時可適當增加支撐軸力以控制變形，但復加后支撐軸力和擋墻彎矩必須滿足設計安全度要求。
(4)當軸力變化大于3%時，按規定復加軸力。
7 安全施工技術措施
7.1 鋼支撐拼接與安裝
鋼支撐進入施工現場后需做全面的檢查驗收，焊縫滿焊，焊縫表面要求焊波均勻，不準有氣孔、夾渣、裂紋、肉瘤等現象，并進行試拼裝，不符合要求的不準使用。
鋼管支撐連接螺栓一定要全數栓接，不能減少數量，以免影響拼接質量。
嚴禁支撐在施加預應力后由于和鋼圍檁不能均勻接觸而導致偏心受壓;在支撐受力后，必須嚴格檢查并杜絕因支撐和受壓面不垂直而發生突變，從而導致基坑擋墻水平位移持續增大乃至支撐失穩等現象發生，如因軸力測試感應器引起的失穩、變形，應及時進行糾正。
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8 結束語
本文通過濟南黃河隧道工程汽修廠站深大基坑支護鋼支撐施工，嚴格控制溫度對鋼支撐的影響，加固了基坑強度，防止基坑偏移，有效防止了基坑圍護結構變形風險，保證了基坑及周圍道路，建筑物的安全，對今后類似的深基坑支護工程起到一定幫助。——論文作者：張國瑞
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