逆作钢格构立柱在基坑内支撑中的应用研究

李 立 坦

(瑞洲建设集团有限公司,浙江 温州 325000)

城市地下空间的开发利用率越来越高，而为了最大限度地利用建筑土地，基坑开挖向着长大深的趋势发展。城市空间的密集性导致基坑周边环境越来越复杂，而基坑开挖因土体应力释放会不可避免地对周边建(构)筑物造成一定的影响。为了确保基坑和周围环境的安全稳定，基坑支护体系的合理性显得尤为重要。尤其对于大面积的基坑工程，其内支撑的跨度也必然较大，此时便需要设置内支撑立柱作为临时竖向支撑，用于支撑水平支撑梁。常用内支撑立柱的主要类型有钢筋混凝土立柱、钢立柱和钢管混凝土立柱。其中，钢格构立柱因其在保证相同承载能力的条件下可提高抗弯性能，且施工便捷、节省材料，经常被应用于基础的竖向支撑体系[1,2]。

当钢格构立柱应用于深基坑内支撑中时，在施工过程中会穿过地下室底板与钢筋混凝土钻孔灌注桩相连，待地下室结构施工完成后才会被拆除[3-6]。然而，这样将导致立柱拆除后与地下室底板的接触部位成为防水施工的薄弱环节，如何做好防水处理成为施工难点。此外，现有技术还存在无法实现两节格构柱快速准确定位、钢格构柱垂直度以及与钢筋笼同心对接精度不高等问题。因此，本文结合实际工程提出了一种用于深基坑内支撑的逆作钢格构立柱结构，以期能够解决上述问题。

1 工程概况

温州市鹿城区滨江街道用地工程总占地面积22 355 m2，总建筑面积111 131 m2，地上建筑面积84 071 m2，地下建筑面积27 060 m2，基坑总面积约2万m2，基坑周长660 m。本工程地下室西侧及南侧采用一道钢筋混凝土支撑，该水平支撑体系的竖向立柱采用钻孔混凝土灌注桩，立柱桩上部采用型钢格构柱。型钢格构柱采用角钢和缀板焊接而成，格构柱进入立柱桩2 m，新打直径0.7 m立柱桩共计33根；利用工程桩的共计15根，包括6根直径0.6 m工程桩和9根直径0.7 m工程桩。

2 逆作钢结构立柱施工技术

2.1 施工工艺原理

图1为深基坑内支撑中逆作钢格构立柱的施工工艺原理图，主要包括钢格构立柱、钢格构立柱垂直控制系统和防水结构等部分。其中，钢格构立柱定位端上下设置有法兰盘以及后紧带栓套箍，可以实现两节格构柱快速准确对接。在钢筋笼主筋内侧设有2道～3道环形钢板，通过直螺纹套筒或焊接螺杆与格构柱连接，可以很好的将钢格构柱与钢筋笼准确牢靠同心设置(见图2)。

钢格构立柱垂直控制系统由调垂架、上下双调垂盘、斜向调节、水平调节千斤顶、测斜仪等组成。其中，调垂架底部设有扩大固定承载板，可以用于调节架体高度；调垂架顶部和中下部区域分别设有分离式双调垂盘，通过千斤顶液压调节可以快速精准的控制格构柱的垂直度，也可以将混凝土浇筑及相邻桩施工中混凝土初凝前格构柱精确定位。

图1中还包括钢格构立柱与地下室底板的防水体系，其中格构柱贯穿底板处预留施工洞口，贯穿区域内设有可拆除封闭箱体。该箱体可在底板浇筑时拆除，后期作为止水钢板使用。钢立柱外围焊接有整体式止水钢板，钢格构柱周边及止水钢板涂刷一层返渗透结晶型防水涂料，并粘贴上一层聚合物防水卷材；采用与钢格构立柱支撑的定型化易拆吊模，吊模采用可回缩设置，与钢格构柱采用顶杆顶紧(见图3)；格构柱割除后通过浇筑膨胀混凝土将沉板补平至与底板齐平，从而有效解决了分离式止水钢板相互断开止水效果差的问题。

2.2 施工步骤

1)搭设钢格构立柱垂直度控制系统，定位安放底部扩大承载板，在其上安装千斤顶，可调节柱脚标高，然后安装调垂架，在其上部和中下部分别安放双调垂盘；在调垂架上安放水平调节千斤顶以及斜向调节杆，整体稳定牢固。

2)格构柱固定定位端上下设置法兰盘，下法兰盘与格构柱柱顶法兰盘螺杆连接，通过通长螺杆固定于格构柱固定定位端上法兰盘，通长螺杆采用内置式，格构柱固定定位端下端安装滑动式后紧带栓套箍，辅助设置互锁耳板。

3)钢筋笼主筋内侧用电弧焊焊2道～3道环形钢板，用直螺纹套筒或焊接螺杆将格构柱与钢筋笼准确牢固连接，如图4所示。

4)在格构柱穿底板内安置可拆除封闭箱体，在格构柱内部安装可重复使用全柱身垂直度测斜仪；用塔吊对钢格构立柱进行吊装以及对其垂直度进行调整，确保其垂直下放。

5)钢立柱外周焊接整体式止水钢板，刚格构柱周边及止水钢板涂刷一层返渗透结晶型防水涂料。

6)安装与钢格构立柱支撑的定型化易拆吊模，采用顶杆顶紧钢格构柱，割除格构柱后用膨胀混凝土补平沉板至底板标高。

7)拆除钢格构立柱垂直度控制系统，清理场地。

3 结语

本文介绍了一种包括钢格构立柱、钢格构立柱垂直控制系统和防水体系等组成的逆作钢格构立柱结构，用于临时竖向支撑深基坑大跨度内支撑。与常规施工技术相比，该结构保证了钢格构立柱的垂直精度，有效解决了拆除钢格构立柱后与底板连接部位的防水问题。