基坑工程中预应力鱼腹梁工具式组合内支撑安装

赵章鹏

(上海新强劲工程技术有限公司，上海 200233)

0 引言

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑技术，目前在国内外均已有应用，其主要优点有支撑间距大、挖土空间大;构件在工厂预制现场拼装、节约工期、质量可靠;可以施加预应力、有效控制基坑变形。

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑在基坑支护工程中为新技术，其安装技术水平要求较高。

1 结构组成

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑由立柱、牛腿、托座、支撑梁、角撑、对撑、鱼腹梁等组成。

2 施工步骤

施工准备→放线定位→立柱施工→牛腿、托座、支撑梁安装→圈梁施工→预应力鱼腹梁工具式组合内支撑安装→预应力施加→支撑工程安装结束。

3 施工技术要点

在整个施工过程中，质量验收坚持“过程验收为主，完工验收为辅”的原则，另外针对各阶段安装情况，编制安装表格，明确安装标准，以便于提高安装质量。

3.1 施工准备

1)结合现场情况，施工平面布置图;设置现场办公室及生活区;根据施工进度编制装配材料进场计划。

2)放线定位。

基坑工程中，围护结构在施工过程中位置往往存在偏差，故在支撑安装前，必须单独布设测量控制网，并对围护结构位置进行复核，确保无误后方可进行后续的定位安装作业。

3.2 立柱施工

1)施工时注意各立柱的位置与规格;桩顶标高严格按照设计图纸控制，严禁超送;桩插入土中的垂直度偏差不宜超过桩长的0.5%;立柱通常使用型钢、格构柱或方钢管，插立柱时要注意立柱的方向，防止立柱上的托座与托梁连接不牢甚至连接不上。

2)施工放样(小样桩)采用极坐标法，经过独立的计算人、校对人分别复核并签字认可，避免立柱与承台、墙体等结构位置冲突。

3.3 牛腿、托座与支撑梁安装

1)牛腿的位置与标高应根据设计图纸确定。牛腿主要承受支撑围檩构件重量，并定位围檩标高，其主要控制点为牛腿与围护结构的连接质量和牛腿标高定位。牛腿材料通常使用L90×90×10角钢，通过焊接与围护结构进行连接，对于SMW工法围护结构，牛腿与H型钢直接焊接即可，对于灌注桩类围护结构，需要破开桩体混凝土保护层，使用12 mm钢板与灌注桩主筋进行焊接，然后牛腿再焊接于连接钢板上，针对牛腿安装的焊接部位，重点检查焊缝长度、高度及焊缝质量;对于牛腿安装的标高，要求其横杠水平度误差要控制在2 mm以内。

2)托座件的作用与牛腿相同，其主要用于基坑中部的支撑结构。目前托座件与立柱连接方式主要有螺栓连接与焊接两种方式。托座件用螺栓与型钢立柱连接，要求其连接螺栓数量不少于8个，且螺栓连接紧固;托座件用焊接与格构柱或方钢管连接，安装时要求其进行三面围焊，且焊缝高度不得小于8 mm。托座的安装务必控制其水平标高，通过钢支撑的定位标高反推其顶面水平标高，误差范围宜取－5 mm～0 mm。

3)每个托座与支撑梁的连接螺栓数量宜取4个，且最少不得少于3个，并进行紧固;在预应力施加前后，均需要施工人员仔细检查支撑横梁与托座件的连接。

3.4 圈梁施工

1)圈梁施工通常与钢支撑围檩安装同时进行，以钢围檩作为圈梁一侧模板，通过预埋好的地脚螺栓使钢支撑与混凝土圈梁有效连接。

2)圈梁的纵向受力钢筋、箍筋严格按照设计图纸施工;确保圈梁各部位预埋螺栓的数量满足设计要求，在圈梁混凝土浇筑前，必须确认地脚螺栓的紧固程度达到要求。

3)围檩安装的顺直度必须满足设计要求，绝不能出现折弯或S形等现象;当圈梁高度大于钢围檩高度时，在安装圈梁模板时注意，不要让模板插入围檩与圈梁之间，避免围檩后形成凹槽。

3.5 传力件施工

对于有多道钢支撑的基坑，第一道支撑通常与混凝土圈梁连接，对于第二道及以下支撑，需要用传力件把支撑结构与围护结构进行连接，确保基坑安全。

1)在安装传力件过程中，传力件与围护结构连接质量为控制要点。

2)施工中传力件连接要求焊接位置安放准确，传力件翼缘板与围檩腹板中心水平误差控制在±1 mm。

3)传力件焊缝长度、焊缝高度等质量满足设计要求，其中传力件与灌注桩上钢板连接处使用坡口焊连接所有焊缝均要求敲除焊渣，重点进行检查。

3.6 预应力鱼腹梁工具式组合内支撑安装

3.6.1 对撑及角撑安装

1)对撑及角撑安装核心为支撑标高误差及轴线偏差可控，防止支撑受力后失稳。

2)所有对撑连接中，支撑连接处必须使用相对应钢板垫紧贴密，防止支撑体系整体偏心。

3)盖板严格按照设计图纸安装，确保在支撑型钢接头处连接牢固，防止失稳。

3.6.2 鱼腹梁安装

1)鱼腹梁所用钢绞线必须提前送检，经检验合格后方可用于施工。

2)为防止烧伤预应力筋，下料时采用砂轮机切断，下料时适当增加单根预应力筋长度，便于后续穿孔以及张拉等作业。

3)钢绞线安装必须按照张拉顺序逐根安装，防止预应力筋相互绞缠，影响预应力施加。

3.7 预应力施工

1)预应力施工总的原则为分区、分级、循环。

2)在预应力施加前，必须对支撑进行加固，如托梁与支撑使用U形抱箍连接;在施加预应力后使用紧固螺栓连接托梁与支撑。

3)在预应力施加前，必须对千斤顶、张拉器、油压表进行标定，并把预应力设计值换算成油压表读数。

4)鱼腹梁张拉采用“双控”(千斤顶油压表、伸长量)措施，对撑及角撑加压要对比现场加压值和监控测量值，确保预应力施工达到设计值。

5)预应力施工过程中，每级加载结束后，检查支撑及周边情况，如无异常，方可进行下一步操作。

6)全部预应力施加结束后，重新排查全部螺栓紧固情况，确保所有螺栓达到受力效果。

3.8 轴力监测及变形监测

1)预应力鱼腹梁工具式组合内支撑需要进行轴力监测及变形监测，通过监测构件轴力大小以及支撑变形情况，及时动态调整支撑预应力大小或进行加固。

2)构件轴力监测:采用弦式反力计或者应变片直接布置于装配式钢支撑构件主要受力点，通过传导电缆线将变形应力进行集成，监测频率正常情况下1次/d～2次/d，异常情况下3次/d～6次/d。

3)监测结果由专业人员分析，及时通报各有关单位，过程连续监测直至基坑开挖结束结构混凝土达到预定强度，报警值的控制严格按照设计指标进行。

3.9 连接工艺

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑由各构件连接组合而成，连接工艺贯穿整个施工。

连接工艺中的注意事项有:

1)不能把高强螺栓当作安装临时螺栓使用。

2)为保证质量，对摩擦面不能处理马虎或不处理就安装高强螺栓，且不得使用生锈的螺栓。

3)连接板之间不能存在空隙。

4)如有不同规格的螺栓，螺栓、螺母和垫圈不能随意互换使用。

5)不能使高强螺栓的紧固扭矩或轴力不够。

6)高强螺栓切不能采取一次终拧而成或不按要求次序紧固。

7)不能出现螺栓不满扣的情况。

4 结语

基坑工程中预应力鱼腹梁工具式组合内支撑安装既不同于常规的钢结构安装，也有别于传统的基坑支撑结构施工，通过多个工程的实践，总结其安装施工技术要点，确保预应力鱼腹梁工具式组合内支撑在基坑支护中的安全应用，有利于该新技术的推广和普及。

［1］JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程［S］.

［2］JGJ 82-2011，钢结构高强度螺栓连接技术规程［S］.

［3］GB 50497-2009，建筑基坑工程监测技术规范［S］.

［4］龚晓南.深基坑工程设计施工手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.