浅析深基坑钢管抛撑支护施工技术

浅析深基坑钢管抛撑支护施工技术

刘浩青

中国十九冶集团有限公司深圳分公司

摘要：本文主要针对深基坑钢管抛撑支护施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对工程特点和施工重点作了详细阐述，并对钢管抛撑施工技术的应用作了系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：深基坑；支护施工；技术应用

随着科学技术的不断发展，高层建筑的深基础施工技术也在不断提高。作为建筑结构中极其重要的部分之一，深基坑支护结构的施工质量会对整个建筑结构安全质量产生直接影响。而钢管抛撑技术作为深基坑施工中的一种支护施工技术，因其自身独特的优点具有着广泛的应用。基于此，本文就深基坑钢管抛撑支护施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。

1工程概况

某工程开挖深度为-11.69m，设置2层钢筋混凝土支撑，第1层钢筋混凝土支撑中心标高为-0.800m，第2层钢筋混凝土支撑中心标高为-7.400m；基础底板混凝土及换撑结构混凝土施工完达到设计强度后，即拆除第2层钢筋混凝土支撑，支撑拆除后，施工地下室结构侧墙至-5.800m及换撑结构，待侧墙及换撑结构达到设计强度后，拆除第1层钢筋混凝土支撑，然后施工地下室主体结构，换撑结构根据设计图纸布置的具体要求如下：在基坑东侧及北核心筒处共设置17根610×16工具式组合钢管抛撑，其中7处为双钢管斜抛撑，3处为单钢管斜抛撑，施加预应力作为换撑结构。其平面布置和剖面如图1，2所示。

图1钢管抛撑平面图结构

图2钢管抛撑结构剖面

2工程特点和施工重点

2.1工程特点

2.1.1本工程1号楼地下室呈“口”形，为深基坑。基础底板大面开挖深度为-11.69m，核心筒处开挖最深处为-15.39m，地下室整体面积为2200m2。

2.1.21号楼地下室为高净空。地下1层为中空设备层，层高为6.33m。

2.1.3多种围护形式结合使用。

2.1.4本工程紧临火车隧道，为减少对隧道的影响，对土方开挖、基坑结构施工工期要求较高，特别是支撑与换撑结构施工更是多方重点关注对象。

2.2工程施工重点

2.2.1本工程为深基坑支护工程，钢抛撑安装技术安全要求高、与地下室结构施工协调性强等诸多因素，必须要加强施工组织管理，做好充分的施工准备。

2.2.2钢管抛撑为场外加工运至现场拼装吊运就位，这就要求地下室结构外墙内侧的钢管抛撑上端暗梁、埋件标高及位置精准，钢管抛撑下端的混凝土固定墩角度及位置无偏差，且按规范保养确保其强度是施工的关键。

2.2.3为了满足钢管抛撑设计需要，在外墙内增加了630mm×400mm的暗梁。

2.2.4由于钢管抛撑与底板面呈11.7°夹角，钢管下端固定墩的钢筋为异形多折弯插筋，增加了钢筋的施工难度，且下端固定墩与钢管接触面为斜面，增加了模板施工难度。

2.2.5准确施加预顶力，对减少基坑侧向位移和沉降起着重要作用。

3工具式组合钢管抛撑施工技术

3.1施工工艺流程

施工准备→测量定位→固定墩施工→外墙暗梁施工→换撑施工→临时架体搭设→场内拼装、吊装就位→施加预应力→焊接定位→交付验收使用→地下室结构施工，完成换撑→拆除。

3.2施工工艺要点及注意事项

3.2.1施工准备

根据设计图纸选定钢管型号为610×16，组织设计、监理等相关单位共同对钢管抛撑实体材料及产品资料进行检测，满足设计要求后送至专业加工厂根据设计图纸放样加工待用。

3.2.2测量定位

3.2.2.1使用高精度全站仪根据甲方提供的已知测绘点，放出施工区域内所有轴线。

3.2.2.2使用卷尺根据图纸所示尺寸放出各结构轮廓线及50cm控制线。

3.2.2.3现场使用水准仪对结构标高复合校正，减少偏差。

3.2.3固定墩施工

3.2.3.1固定墩钢筋施工

（1）钢管抛撑下端落于固定墩上，通过固定墩将力传至2.8m厚的基础底板，所以固定端的HRB400，采用AutoCAD结合现场放样后再严格按照设计要求加工，且附近位置的底板面筋待其施工完成后再绑扎固定。

（2）绑扎时必须按测量所放轮廓线定位精准，再使用扎丝绑扎牢固，检查钢筋规格和尺寸均满足图纸设计要求后，使用电焊将其与周边底板钢筋焊接一体防止浇筑混凝土时偏位。

（3）钢筋施工完成后将12×700×700（双管1500）的钢板预埋件按图纸设计尺寸焊于固定墩与钢管抛撑接触面一侧的钢筋骨架上，埋件外露面即为结构完成面。

3.2.3.2固定墩模板施工

（1）由于固定墩高于基础底板上表面700mm，如与基础底板混凝土同时浇筑需采用吊模施工，大面积采用固定泵浇筑底板混凝土施工时位置偏差控制难以到达理想效果，故现场采用底板混凝土浇筑完成后二次支模浇筑，保证了其位置准确性，模板施工前先将钢筋上混凝土敲砸干净，并使用锤錾把接触面凿毛。

（2）固定墩为不规则梯形，两侧有30°和11.7°的坡度要求，对模板加工尺寸精度要求高，于是采用根据设计图纸结合现场实际偏差在AutoCAD中提前优化设计，制作出放样图纸，现场施工根据AutoCAD优化后的尺寸加工模板。

（3）现场弹出结构边线与50mm控制线，采用按AutoCAD放样图加工好的18mm厚木胶夹板拼装好，使用直径12mm定位对拉螺杆，与48×3钢管、50mm×100mm木方组成加固体系，通过控制线复核尺寸满足设计要求后报验，申请混凝土浇筑。

3.2.4外墙暗梁施工

3.2.4.1外墙暗梁钢筋施工

3.2.4.2外墙暗梁模板施工

3.2.4.3外墙暗梁混凝土施工

3.2.5换撑施工

3.2.5.1换撑工艺流程按设计图纸所示位置在外墙外侧模板留出同换撑板厚的缺口，搭设支撑架体并铺设模板，将与外墙连接处换撑板的钢筋锚入外墙钢筋内，与支护桩连接处换撑板钢筋按同规格钢筋10d植入支护桩内，检测合格后再绑扎，验收合格后浇筑混凝土。

3.2.5.2换撑方案当地下室主体结构侧墙施工至结构楼板，应同时施工换撑结构，1号楼区域采用钢管抛撑作为换撑结构，支点位置侧墙与支护桩间设置钢筋混凝土板作为传力构件，630mm厚钢筋混凝土板浇筑至支护桩边，混凝土强度与紧邻主体结构侧墙混凝土强度相同。东侧换撑板的长度分别为3800，5200，8000mm，北侧换撑板长度分别为5610，6700mm。

3.2.6临时架体搭设施工

由于钢管抛撑是组装后直接吊入其所在位置，校正和预应力施工时需要有支撑体系和安全防护，故在其施工前需根据抛撑位置与倾斜角度搭设临时架体，经计算后采用48×3钢管，立杆间距为300mm，水平杆间距为1500mm，并设置剪刀撑稳固架体。

3.2.7现场拼装、吊装就位

3.2.7.1钢管抛撑长度约为11m，在场外加工成4m和7m两节便于运输，端头之间用法兰连接，焊接钢管端头与法兰盘连接处，法兰端面与轴线垂直偏差控制在1.5mm以内，每根钢管支撑的安装轴线偏心≤20mm，分段施工可以减少汽车式起重机吨位，节约了安装和运输成本。钢管抛撑共17根，由610×16钢管制作。

3.2.7.2根据施工方案吊装顺序，先将钢管抛撑下部与固定墩连接的第1节用汽车式起重机吊至临时架体上就位，并临时固定住，避免其移动偏位，再用汽车式起重机将与暗梁连接的第2节缓慢放至临时架体上，与先前固定住的第1节用螺栓连接牢固。

3.2.7.3钢管抛撑连接处避免在同一位置，如第1处第1节吊装7m的，那么第2处第1节就吊装4m，接头错开设置。

3.2.7.4采用千斤顶与手动葫芦调整钢管抛撑位置和标高，待达到设计图纸要求、与预埋件位置吻合后，使用临时钢管架体固定住钢管抛撑，防止预应力施工时发生偏移。

3.2.8施加预应力

基坑东侧预应力先从中间钢管抛撑开始施加，逐步向南北侧两根钢管同时对称施加，直至施加全部完成；基坑北侧两根钢管抛撑同时施加预应力。钢管抛撑安装完毕后，应及时检查各节点的法兰连接状况，并且先行将钢管上端与暗梁预埋钢板焊接牢固，经确认符合要求后方可施加预应力，施加预应力应在钢管抛撑的固定墩一端进行，在吊装抛撑钢管施工时钢管下端封口钢板与固定墩内侧预埋钢板之间用14mm厚上宽下窄的钢楔子插入形成可以放入千斤顶的间隙，千斤顶放入间隙后先预顶将其与钢管封口钢板固定牢靠，随着预应力的增加，钢板间的缝隙逐渐变大，使用锤将钢楔子不断向下挤入缝隙中保持与两侧钢板紧密接触，双管支撑预应力需同时施加，每根钢管施加预应力为1.2MPa/m2，使用2台带表液压千斤顶同时进行预应力施工，预应力应分级施加，重复进行，加至设计值时，应再次检查各连接点的情况，必要时对节点进行加固，待额定压力稳定后锁定。

3.2.9焊接定位

钢支撑端头设置厚度为12mm的钢板作封口钢板，端板与支撑杆件满焊，应保证钢支撑与侧墙及钢筋混凝土梁之间的密贴度。完成预加应力后，根据钢管抛撑与预埋铁件之间实际情况，采用钢锲块进行定位，对钢锲块要求满焊固定，经验收合格后，加载的千斤顶方可卸载。3.2.10交付验收使用钢管支撑质量验收应坚持“过程验收为主，完（竣）工验收为铺”的原则，反对以完工验收代替过程验收。验收重点为各个节点（包括接头），实行施工一个验收一个，完工一处验收一处，发现质量问题及时返工。

3.2.11地下室结构施工，完成换撑

待钢管抛撑施工完成后，开始拆除第1层钢筋混凝土支撑梁，待清理干净后，继续施工地下室主体结构。

3.2.12拆撑

所有底板、地下1层结构楼板、侧墙、换撑结构达到设计强度后方可拆除钢筋混凝土支撑。拆撑时先拆除连系梁，后拆除主撑，应采用缓慢有序、对称方式逐个拆除支撑。拆撑期间应加强对支护结构及周边环境的监测，做好应急准备。拆除期间，基坑周边3.0m范围以内严禁过量堆载，堆载应＜15kN/m2。

4结语

综上所述，钢管抛撑技术的应用对于深基坑工程的施工来说是一项极为重要的施工技术，并会给深基坑工程的施工带来极大的帮助。而本文通过结合具体的工程实例，对钢管抛撑施工技术的应用作了详细的分析，旨在能为类似施工通过参考。

参考文献：

[1]夏侯敏.浅谈高层建筑深基坑支护施工[J].中国新技术新产品.2012（21）.

[2]吕福磊、刘兴军.钢筋混凝土斜抛撑结构施工技术[J].门窗.2014（07）