试论装配式预应力鱼腹梁内支撑系统安装

试论装配式预应力鱼腹梁内支撑系统安装

刘钰雯

刘钰雯

（上海交通建设管理有限公司，上海，200120）

【摘要】采用装配式预应力鱼腹梁内支撑这种施工技术可实现提前预制构件，吊运现场后直接进行拼装，此外鱼腹梁支撑基坑开挖作业面较大，挖运土速度快，因此大大缩短基坑施工工期。根据监测所得数据，及时对鱼腹梁支撑钢绞线预应力进行调整，控制基坑工程的整体质量，同时避免周边建筑设施发生不规则沉降及基坑变形。鉴于装配式预应力鱼腹梁内支撑系统安装技术在基坑工程施工中的重要及可发展性，本文将重点针对这一施工技术展开论述。

【关键词】基坑工程；预应力鱼腹梁；工具式组合内支撑；安装

本文在分析过程中首先针对预应力鱼腹梁结构的主要工程机理及其相关特点进行阐述，然后在此基础上通过理论与实际相结合的方式，重点针对装配式预应力鱼腹梁内支撑系统安装相关技术内容进行分析论述。

一、装配式预应力鱼腹梁结构工程机理

预应力鱼腹梁支撑主要结构由桁架和钢绞线构成，这一结构设计方式的跨度可高达60米。在实际地施工中，通过对钢绞线施加一定的预应力，从而使鱼腹梁支撑结构形成较大的反作用力，由此大大缩减鱼腹梁施工结构的围檩弯矩参数值。与此同时，不断减少鱼腹梁结构的实际弯曲变形量，提升预应力鱼腹梁的实际抗弯刚度和结构设计强度。

此设计方式采用专门的设计节点将预应力鱼腹梁通过对梁支撑结构及角支撑结构有效连接在一起，从而构成本文所要研究的IPS系统结构，即通常所说的预应力鱼腹梁钢支撑系统结构。在基坑开挖施工过程中需要重点采用施加预应力及加装相应施工组件的方式，有效避免基坑工程施工突发水平荷载力值出现异常情况[1]。

二、装配式预应力鱼腹梁内支撑系统工程实例

工程概况：

本工程为上海市杨浦区逸仙路公交停车场改建工程项目，位于纪念路以南、兰港大楼以北、逸仙路以东，上海海运公安局、上海方中圆建筑批发市场西侧。工程总建筑面积为92000m2，其中地下面积为13135m2。主要结构为79.9m高19层办公楼及23.7m高4层停车库。

基坑概况：本工程±0.000相当于绝对标高4.500m。场地自然地坪相对标高为-0.70m，周边道路标高在3.55～3.81m左右；本工程基坑安全等级为三级，环境保护等级为三级（逸仙路高架侧保护等级为二级）。

周边环境：

基坑东侧围墙外为上海海运公安局、上海方中圆建筑批发市场。上海海运公安局由一栋5层办公楼及2层裙房组成。基坑围护边线与上海海运公安局外墙的最近距离为10.6m。基坑围护边线与上海方中圆建筑批发市场的最近距离为8.8m。

基坑南侧有两栋21层居民住宅楼和13层的办公楼，基坑围护边线与该住宅的最近距离为12.3m，与办公楼的最近距离为17m。

基坑西侧为逸仙路和逸仙路高架桥，基坑围护边线与逸仙路和逸仙路高架桥的最近距离为12.8m。

此项目需严格控制基坑施工对周边居民及逸仙路高架桥沉降、形变。尽可能减少支撑拆除时对周边环境产生影响，因此最终选用装配式预应力鱼腹梁内支撑系统作为本工程基坑支护。具体安装示意如图（1）（2）（3）

图（3）西侧基坑预应力鱼腹梁内支撑安装

三、装配式预应力鱼腹梁内支撑系统安装技术分析

（一）预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工在基坑工程施工中的技术流程

（二）预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工过程分析

1．预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工技术准备

首先在施工之前需要做好相关技术准备工作，结合施工现场施工情况绘制施工平面图，准备好施工过程中所用的施工技术材料及施工设备，由此编制施工进场计划，然后结合实际施工基坑情况进行放线定位施工，由于围护施工结构在实际施工中会出现技术偏差，因此在安装斜支撑之前，需要对控制网进行单独布置测量，然后针对围护施工结构位置进行审核，保证相关施工准备就绪即可进行施工。

2．预应力鱼腹梁结构内支撑安装立柱施工

在支柱结构施工过程中需要对立柱的相关尺寸与规格引起高度重视，特别是桩顶的标高应该严格按照施工设计图纸进行控制，避免超高情况出现。立柱插入土层中的深度垂直偏差不能大于桩长的0.5%，立柱材质应该选用方钢管或型钢结构及格构柱等，插柱施工时需要控制立柱方向，避免立柱托梁与托座无法衔接的情况出现。对于施工过程中的小样桩应该采用极坐标法进行独立科学计算分析，经过施工相关管理人员的校对及审核方可完工。

3．预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工中牛腿、托座与支撑梁安装

牛腿实际标高及具体位置应结合该工程设计图纸确定，牛腿主要作用是承受围檩相关构件重力。因此，在安装施工时需要对牛腿标高及围护结构和连接质量进行严格控制，一般而言应该选用尺寸为L90×90×10的角钢材料进行布置，采用焊接方式使其与围护结构进行科学连接。对于灌注桩类围护施工结构，需要将灌注桩混凝土结构中的保护层破开，然后再采用大约12毫米厚的钢板与该灌注桩主筋结构进行科学焊接，最后再将牛腿结构焊接到钢板中；对于SMW类型围护结构而言，应该将H型的型钢与牛腿进行直接焊接，在焊接过程中应该特别注意牛腿焊接部位及焊接实际长度、焊接高度及焊接质量等[2]。通常情况下，牛腿焊接长度水平误差应该严格控制到两毫米范围内。

牛腿的功能与托座的功能相似，其主要功能是对该施工工程结构的支撑结构起到良好的强化作用，因此在当前的施工过程中主要采用焊接与螺栓连接的方式将立柱与托座件相连接，通过螺栓将拖座件与型钢连接，保证螺栓数量在8个以上，螺栓只有紧固才能保证连接质量稳定，采用焊接方式将方钢管与托座件连接，要对其进行三面焊接施工，焊接最大缝隙应该大于8毫米，在安装托座过程中要保证其处于水平位置，而且其实际标高安装最大误差应该在－5mm～0mm之间。每个支撑梁与托座间的连接螺栓数量应该在4个左右，并将其紧固，通过施加预应力，对托座构件的连接及支撑梁的安装情况进行核实。

4．预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工中的圈梁施工

在圈梁施工过程中，需要钢支撑围檩安装同时展开施工，围檩一侧模板即为钢围檩，混凝土圈梁及钢支撑需通过事先预埋好的地脚螺栓进行有效连接。围梁箍筋及纵向受力钢筋安装需要结合施工设计图纸进行安装，保证圈梁各部位施工安装预埋螺栓数量与实际安装要求相符，当圈梁混凝土浇筑施工后，还需要确保地脚螺栓紧固程度达到设计标准。围檩安装要具有一定的垂直度，避免其出现弯曲现象，如果钢围檩高度小于圈梁高度，在对圈梁模板进行安装时需要避免围檩施工出现凹槽，勿在圈梁与围檩之间插入模板[3]。

5．预应力鱼腹梁结构内支撑安装施工中的传力件施工

在施工时经常会出现多道钢梁支撑的基坑结构，因此混凝土圈梁通常需要与第一道支撑梁相连接，至于第二道支撑以下的支撑结构连接，要采用传力件将围护结构与钢支撑结构进行科学连接，从而保证该工程基坑结构施工科学。在对传力件进行安装施工时，关键施工点是对围护结构及传力件之间的实际连接质量进行有效控制。在安装传力件过程中，应该确保传力件焊接位置准确，同时将围檩腹板与传力件翼缘板之间的水平误差控制到合理范围内，一般应该在±1mm左右。除此之外，传力件的安装长度及焊接高度和焊缝大小都要进行核实。

结束语：

综上所述，当前随着社会的快速发展，我国工程施工技术水平也在不断提高，装配式预应力鱼腹梁内支撑系统作为一种新型、绿色环保的施工技术被越来越广泛运用。由于其具有多种优点，在实际施工过程中使用装配式预应力鱼腹梁内支撑可增大基坑开挖作业面，提升挖土速度，缩短施工工期。钢绞线预应力可调性，可更有效控制周边建筑物、管线沉降及基坑形变。此外，与传统混凝土支撑相比，在前期制作安装时，鱼腹梁钢构件可重复利用，节约资源降低成本，更为经济；在后期支撑拆除时，鱼腹梁钢构件拆除降低噪声、减少扬尘，更绿色环保，更有利于环境可持续发展。基于此，笔者认为装配式预应力鱼腹梁内支撑系统具有可推广性，并在实际运用过程中，对该项新型技术加以完善、提高。

参考文献：

[1]戴忠华.预应力鱼腹式梁结构在基坑支护中的应用[J].建筑施工,2014,02:119-121.

[2]叶蓉.预应力鱼腹梁支撑系统在轨交工程中的适用性分析[J].地下工程与隧道,2014,02:12-15+21+60.

[3]周善荣.装配式预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中的应用[J].城市建筑,2013,24:82+85.