基坑工程追溯起来源远流长,从以前简单的放坡挖坑到科技发达进今天各种基坑开挖前的支护形式多种多样,人们对基坑的研究却一直持续未停,但是当今社会随着高层和超高层建筑、地下建筑的发展走进了人们的生活,基坑开挖的深度也随之加深,基坑支护形式也再发生着不同的变化。因此,在保证开挖基坑的安全性、稳定性的条件下,更先进、更经济、更合理的设计基坑支护形式,逐渐应用在我们的建筑行业中。所谓深基坑建筑界把深度大于7m以上的基坑称为深基坑,因此在深基坑开挖施工中为保证开挖安全性,深基坑支护有着举足轻重的作用。
1基坑开挖周边土体对基坑的影响
一旦基坑开挖,基坑周边土体因失去已挖土体的阻碍,产生主动土压力,周边土体开始向基坑内发生微小位移变化,这种位移会随开挖深度增加,逐渐形成更大的位移,直到土体失去原来的塑性,导致坍塌。因此,为满足工程要求,保证基坑开挖安全稳定,防止坍塌,采取各种支护形式来平衡主动土压力。
2钢支撑作为基坑支护的优缺点和适用范围
钢支撑支护属于内支撑支护的形式,其优点:可以直接平衡两端围护墙上所受的水土压力、结构简单、受力明确、加工转场容易、韧性好、安全性高、能有效的控制基坑变形;缺点:基坑内部不利于大规模的机械开挖、施工工期较长。实用于各种土层和深基坑工程,特别实用于复杂土质及各种软弱土地区基坑面积大、开挖深度深的情况。
3钢支撑支护施工
3.1施工流程
施工准备→测量放样→支架按照→钢围檩安装→钢支撑安装→拆撑。
3.2施工准备
(1)钢支撑加工完成后,组织现场验收,保证材料、尺寸、螺栓的连接等处于完好状态。(2)现场吊车、液压千斤顶、人员应具备到位,现场交底应完成。(3)测量仪器鉴定合格。
3.3测量放样
冠梁钢筋绑扎完成,按照设计图,利用全站仪放出预埋件的水平位置和高程,将预埋件固定在冠梁钢筋内。下层钢支撑安装位置,在基坑开挖至钢围檩底面下50cm后,测量放出钢围檩位置,一般段内放2~3个点,中间点用于放样长距离时纠偏,拉线画出钢围檩线。
3.4支架安装
支架安装在钢围檩位置确定后,在放样线下方,每个围护桩体上安装1个三角托架,三角架一边与围护桩秘贴,采用膨胀螺栓与围护桩连接,三角架另一边与放样线在同一个平面内,相邻的三角架用通长的三角钢固定,使三角架形成一个整体,保持他的稳定性,在钢围檩安装时能够达到所有三角架共同受力。
3.5钢围檩安装
钢围檩安装前按设计要求的尺寸加工好,按照现场开挖面的长度,将加工好的钢围檩吊装在三角架托架上,为方便吊装,钢围檩一般加工成3~5m长,安装好后及时施做防坠落措施。相邻段钢围檩接头处采用等强钢板焊接,把钢围檩连成一个整体。检查钢围檩与基坑侧壁基面的密贴,对密贴不严实存有空隙处,采用细石混凝土回填。
3.6钢支撑安装
吊车将以验收合格的钢支撑,吊装在冠梁钢支撑预埋件的卡槽内或钢围檩上的卡槽内,检查钢支撑两端放入卡槽是否到位。按照设计要求,对需要加装轴力计的位置,在钢支撑固定端头与卡槽内之间按照轴力计。施工人员把液压千斤顶放入钢支撑活络端,根据施工交底中将原设计预加轴力值kN转换成MP后,进行预加轴力加压。轴力加压应分级逐渐加压,通长一般分三级,每级按设计预加轴力的50%、70%、100%进行加压,每次加压要间隔3~5min,察看基坑周边环境,加压完毕后,用钢楔楔紧活络端。在最后一次加压,应适当超过预加轴力值,因为在千斤顶泄压时,预加轴力有一小部分轴力回弹。装有轴力计的钢支撑固定端,在预加轴力最后一次加压,记录加压数据,作为钢支撑加压初始值,便于后期轴力监测,为我们了解基坑周边土压力的发展趋势,为基坑安全及早作出决定。
3.7拆撑
钢支撑的拆除一般在基坑结构底板完成,混凝土强度达到75%以上,但对跨度大于8m以后的基坑,钢支撑的拆除需要达到100%。以上条件具备后,申请拆除钢支撑。拆除先将千斤顶加压,把活络端钢楔取出,缓慢加压直至完全松开。需要拆除多根钢支撑切记不要连续拆除,选择跳拆,保证基坑应力缓慢释放,主体结构受力处于逐渐受力状态。
4质量控制
4.1钢支撑加工外观质量控制
4.2钢支撑安装质量控制
4.3预加轴力质量控制
液压千斤顶校准必须是在有效期内,加压前要检查压力表读书是否正常。正式加压前先试压检查千斤顶的工作情况。加压过程中两个千斤顶相互对称,保持在同一水平面,同时加压顶进,操作不能出现偏压情况。
4.4基坑侧壁基面平整度质量控制
为保证钢支撑施工受力均匀,基坑侧壁基面基本处于同一平面,对于大的凹陷进行回填,突出物要进行清理,并用砂浆等进行抹平。基面表面应平缓,过度衔接处基本平顺。
4.5各部位连接质量控制
钢支撑壁厚决定钢支撑的扰度,采用游标卡尺检查壁厚,符合设计要求,加强部位的连接钢板数量、位置,符合设计要求。观察外表是否有锈蚀现象,严重的锈蚀要采取措施。因钢支撑架设后,长期处于暴露,架设前应采取防锈处理,如涂刷防锈漆。钢支撑标准段或非标准段与端头连接,要采用高强螺栓连接,应一到一顺逐孔连接到对应法兰盘上,每个螺栓必须紧固到位。钢支撑的法兰盘、加强部位的连接钢板,检查焊缝是否饱满,能否满足规范要求,焊接要有必要的抽检质量探伤报告。钢围檩的加工确保后背板的厚度和加强部位的焊接符合设计和规范要求。
5安全措施及注意事项
5.1安全措施
(1)机械设备进场前应必须是经过验收,验收手续齐全,钢丝绳、保险卡和各种限位装置是否灵活有效,再进入施工现场。专职安全人员察看吊装场地地面有无裂纹,吊车大臂转动范围内有无其他障碍物的影响。(2)吊装前要编制吊装方案,并对相关人员进行了安全培训教育。(3)现场信号工的配备齐全,与吊装施工无关的人员不到进入现场,若采用两台吊车进行吊装,必须步调一致,吊装作业区不能有交叉作业。(4)钢支撑架设,在没有预加轴力的情况下,吊车不能先解除大钩,应保持一定向上的拉力,直到第一次预加轴力完成。(5)钢支撑架设完成后,按照设计要求及时对钢支撑和钢围檩施做防坠落措施。对第二道及以下钢支撑及钢围檩施做,处于高处的操作人员要采取防坠落措施,保证人身安全。
5.2注意事项
(1)斜撑的架设钢围檩背后要设置抗剪蹬,抗剪蹬与围护桩密贴,周边的空间要回填密实。(2)钢支撑架设未加预加轴力之前,发现端头卡槽与钢支撑端头法兰盘不密贴,存在夹角,应塞满钢楔,并在加压后将空隙进行进行回填处理。(3)若发现钢支撑架设两端不处于同一个水平面上,在加压之前应进行调整,以保证预加轴力后,能够与基坑基面保持垂直状态。
6结语
用内支撑与围护结构共同组成结构体系来维持基坑的安全稳定,基坑开挖是基坑围护结构外侧的土压力在开挖后,通过内支撑来平衡,使基坑周边土体达到静力平衡。钢支撑在基坑支护中的技术应用,关系到整改施工工程的顺利推进。但是如何做好钢支撑最基本最重要的环节,对工程的建设起着举足轻重的作用。
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