深基坑采用组合钢内支撑控制微变形技术与应用

王志祥，陈冬泉

（中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215131）

1 工程概况

浦口区珠江污水处理厂中水厂二期建设工程是由中亿丰建设集团股份有限公司承接的EPC项目，位于南京市浦口区江浦街道新合村三组188号光大水务（南京）有限公司院内，建设规模为40000 m3，建筑物面积约4588 m2，构筑物面积约10107 m2。

2 施工工艺

2.1 施工工艺流程

施工准备→测量放线→双轴深搅桩支护止水施工→坑内双轴深搅桩加固施工→降水管井施工→钢板桩打桩施工→基坑支撑开挖沟槽土→钢立柱打桩施工→钢围檩及钢支撑施工→基坑预降水→分层开挖土方→施工底板及传力带→统一拆除支撑及围檩→地下混凝土结构施工→结构外侧基坑土方回填→钢板桩拔除。

2.2 操作要点

2.2.1 钢板桩打入主要操作要点

（1）在施工前，应将钢板桩预先堆放在基础打桩点周围，以降低翻转频率。

（2）钢板桩桩长9 m及以下的可选用Ⅲ小锁口钢板桩，钢板桩桩长12 m及以上的选用Ⅳ小锁口钢板桩。

（3）钢板桩打入前，应清除钢板桩内的泥浆、浮锈及路面杂物。

（4）钢板桩打桩法采用“单打桩法”，从板桩墙墙角处开始，逐次打桩，直至桩工完成。

（5）打桩机械选用W450机械手一台。

（6）捆扎钢板桩用直径16 mm钢筋为宜。当钳口夹住板桩时，将板桩提升至桩插入点，进行桩插入。插桩时锁口应对齐。

2.2.2 钢板桩拔除主要操作要点

（1）拔桩的时间、顺序和回填应提前安排。

（2）基坑内先回填夯实，回填材料及压实度应满足结构设计和施工图纸的要求。

（3）桩周围土体之间的粘结力会因为强烈的振动而破坏，提升力也会被克服。

（4）对于难拔的桩，可先振后拔交替进行。

2.2.3 钢支撑施工操作要点

（1）钢支撑可提前在基坑外分段组装。

（2）当钢管伸出时，连接法兰和钢肋焊接在钢管的接头处，并用螺栓拧紧。

（3）支架受力前，先快速设置支架轴力监测点，获取初读数，然后测试实际预应力，以控制预应力的准确施加。

（4）钢筋加固时，加载速度根据设计分级加载和现场观察墙体荷载反射确定，预应力按设计要求进行。

（5）在增加支撑预应力前后12 h内，加密监测频率，当支护结构预应力损失或变形率无明显收敛时，将预应力增加到设计值。

（6）安装钢支架时，端部、支架和千斤顶的轴线应在同一平面上。为了确保直线度，支架上法兰的螺栓应对角拧紧或等分拧紧。

（7）安装支架时，可使用两个100 t千斤顶施加预应力。

（8）支架应及时架设。架设过程中，现场机械设备的维护由专人负责，吊装和放置由专人统一指挥，确保施工安全。

（9）由专人负责统计和保管钢材周转交换的材料，明确尺寸和型号，以备下次使用。

（10）禁止人员在竖立的支架上行走和堆放物品。

（11）根据设计长度加工并组装支架，用对拉螺栓保证每块板拧紧。带法兰的钢应用螺栓拧紧，并延伸至设计长度。

（12）钢支撑抹顶后，做好土方开挖和结构施工期间的监控工作。根据监测结果，发现异常及时补充压力。同时，监测钢支撑的安全，不要在钢支撑上堆积荷载，挖掘时不要与钢支撑碰撞，以防支撑失稳。

3 质量控制

3.1 钢板桩的施工质量要求

（1）当钢板桩的平面布置对跨圈和合拢有严格要求时，每边尺寸应符合桩的模数，并应避免使用异形截面桩。

（2）钢板桩使用前应进行校正。弯曲和榫槽不规则应通过机械方法或火焰进行校正，局部孔洞应通过焊接修复，当端矩比例失控时，应进行切割和校正。

（3）钢板桩的延伸可通过对焊或与鱼尾板焊接来实现。相邻桩的焊缝应间隔设置，错开1.0 m以上。

（4）钢板桩采用锁定防水结构。

（5）拔桩前应进行土方回填，以平衡板桩两侧土的压力。

（6）打桩机应与钢板桩留有一定距离，以减小桩上的侧压力。

（7）拔桩与打桩顺序相反，桩孔应在拔桩后及时回填。

3.2 钢支撑的施工质量要求

（1）钢支撑的构造规定：①支撑结构的材料可采用型钢、钢管、组合型材等；②支撑压杆的长径比和拉杆的长径比分别不应大于150、200；③当水平支撑向腰梁倾斜时，应在腰梁上设置牛腿或其他能承受剪力的连接；④采用竖向支撑时，同上做可靠的连接措施。

（2）立柱的构造规定：①当立柱采用灌注桩作为基础时，其锚桩长度不应小于柱直径的4倍或柱的长边；②柱长径比不应大于25；③立柱和水平支撑件之间的连接为铰接。

（3）支撑预先加压的规定：①千斤顶对支撑施加压力时的计量装置可靠、准确；②千斤顶压力合力点应与支撑轴重合，千斤顶应对称等距放置在支撑轴两侧，并同步施压；③千斤顶的压力应分阶段施加，每一阶段施加压力后，在施加下一阶段压力前，压力应保持稳定10 min；④在对支架施加压力的过程中，当出现焊点开裂、局部屈曲等异常情况时，应解除压力，待支架薄弱部位加强后才能施加压力；⑤当支撑压力在监测时发现消失，需再次施加预压力保持稳定。

（4）对于钢支撑，当夏季施工出现较大温度应力时，应及时采取降温措施。当冬季施工因冷却而产生的收缩使支架端部出现缝隙时，应及时用铁楔填充缝隙或采取其他可靠的连接措施。

（5）支架拆除应在被支架替换的结构构件达到所需的承载能力后进行。当主体结构楼板分块浇筑或设置后浇带时，应在砌块部位或后浇带处设置可靠的传力构件。

4 安全措施

（1）施工现场布局应符合防火、防洪、防雷安全规定，有防止行人和车辆坠落的安全设施。

（2）设置红灯，警示夜间经过坑、洞的人，有符合规定的安全宣传标语。

（3）现场生产生活区有足够的消防水源和消防设施出口，消防设备应由指定人员管理。

（4）各类房屋、仓库、堆场等具有足够的消防安全距离。

（5）木工厂、仓库、油库内外严禁吸烟，易燃易爆物品等严禁堆放在离火源较近的地方。

（6）乙炔瓶应设置防回火的安全装置，氧气瓶不得被污染，乙炔瓶与氧气瓶分开存放。

（7）施工现场临时用电应严格按照JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》执行。

（8）有明火必须报告，严禁用汽油、煤油等液体点火。炉灶附近不可堆放易燃物品，采暖炉必须报安全部门审批。

（9）照明线路应由专业电工安装，仓库内的照明灯功率不应超过100 W，住宅照明低压应为36 V。

（10）电焊作业必须持证上岗，消防证书仅在指定地点和有效时间内使用。

（11）消防设施和设备必须每年维护，不能使用过期的消防设备，确保消防设施和设备灵敏、有效。

（12）现场消防栓和消防设备不得安装在场地周围3 m内，不得被埋压、占用或挪作他用。

5 环保措施

（1）做好施工宣传，要求施工中悬挂宣传标语和文明施工标志。

（2）工地大门设置冲洗台对车辆出场前严格冲洗，严禁将泥浆、土块带入马路；运土车需要加盖，严禁渣土沿途溢洒，严禁施工期间机械辗压破坏和泥浆污染路面。工人们每天下班后清理施工现场。

（3）未经处理的泥浆水不得排放。

6 结语

根据该工程的地下土质条件以及周边环境情况，采用两边都能连锁形成连续凹凸互锁的特殊钢制板桩以及可拼接组装的钢管组成的组合钢内支撑体系控制深基坑微变形技术。这种施工技术施工效率高，成本低，值得推广。