张弦梁支撑系统在实际工程中的应用

廖磊平

厦门特房建设工程集团有限公司，福建 厦门 361008

0 引言

现阶段项目建设过程中，基坑施工特别是内支撑施工给项目带来的安全、质量、工期、环保等方面的影响是不可忽视的，针对上述各类突出问题选择张弦梁支撑系统。由于张弦梁支撑系统相较于传统结构形式，其构件大部分为装配式标准化构件，工厂预制加工，保证质量，现场拼装及拆除方便快捷，可再次利用等优点，通过控制柔性索的张拉力，还可以消除部分施工误差，为施工服务［1-2］。同时张弦梁支撑系统在应力施加后即可发挥作用，节约工期，无需养护，无需爆破，施工安全。以下就结合工程案列探讨张弦梁支撑系统在工程中的应用成效。

1 工程概况

项目位于厦门市海沧区，项目特性属于安置房，工期紧，本基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数γ=1.10。基坑支护工程为临时性结构，使用期限为一年。本基坑大致呈矩形，基坑周长约 740m，基坑支护面积约26300m2，设地下室两层，开挖深度约为 5.1～7.2m，土方开挖工程量约176000 m3，因室外道路尚未施工完成，张弦梁支撑系统设置在负一层顶板标高上约50cm 处，在负一层顶板施工完成后进行拆除支撑系统。

2 基坑支护

本基坑底板以下采用（冲）钻孔灌注桩，结合底板以上采用钢格构柱支撑，在东西两侧采用钢筋混凝土内支撑进行支护，采用高压旋喷桩止水，地下水控制采用降水井结合集水明排措施［3］。具体概况如下：

（1）围护桩采用（冲）钻孔灌注桩，桩径800mm，间距1200mm，设计桩长 12.0～16.5m。桩身混凝土设计强度等级为C30，充盈系数大于1.1，主筋保护层厚度≮50mm，桩底沉渣厚度＜100mm（立柱桩＜50mm）。

（2）支护柱底板以下采用钻孔灌注桩，底板以上采用钢格构柱支护。支护灌注桩直径800mm，桩端全断面≮2m，根据地勘报告，该部分岩层为砾石强风化花岗岩，桩身混凝土设计强度等级为C30，桩底沉渣厚度≦50mm。钢格构柱采用4mm×l140mm×14mm角钢和450mm×150mm×10mm钢缀板焊接而成。柱截面尺寸为500mm×500mm，缀板间距为450mm。

（3）止水帷幕采用双重管高压旋喷桩，桩径700mm，桩间距1200mm，桩长10～12.5m。

（4）坑中坑放坡坡面喷射 80mm 厚C20 细石混凝土，配筋为8@200mm×200mm 钢筋网。挂网锚筋采用三级钢筋，直径14mm，间距1500mm，l=800mm。

（5）内支撑、牛腿混凝土强度设计等级为C35，截面尺寸有：1200mm×800mm（GL）、1600mm×800mm（HL）、700mm×800mm（L1）。

（6）地下室剪力墙外侧设计混凝土强度等级C30 的传力板带，H=500mm。

3 张弦梁支撑系统施工

3.1 施工工艺流程

施工准备阶段→工厂构件预制→场地布置、构件进场→整体放线、定位→预埋件安装焊接→支架平台安装→钢支撑模块安装→模块拼装→钢拉杆、千斤顶安装→标高调整、构件紧固

3.2 施工注意事项

（1）钢筋混凝土牛腿的混凝土强度等级同冠梁，与冠梁同时施工，牛腿必须与工法桩的型钢焊接牢固。

（2）H 型钢焊接过程中应符合设计规范要求，避免产生裂纹、咬边、夹渣等质量缺陷，钢板下料后应对其部件尺寸进行复尺。

（3）安装精度由经纬仪、水准仪等测量仪器控制，重新测量预埋件的垂直度、间距、标高等是否满足安装要求。

（4）采用高强螺栓连接时，构件的摩擦面在施工现场需要处理时，摩擦系数值必须符合设计要求。安装前，应在安装前逐个复查附着试件的摩擦拭子系数。高强度螺栓必须拧紧两次，初始拧紧力矩必须小于最终拧紧力矩的30%，终拧扭矩值须符合设计要求，计算公式如下：

式中：M——终扭矩值（n·m）；

p——设计预拉力（n）；

p——预拉力损失值；

k——扭矩系数；

d——螺栓公称直径（mm）。

（5）支护系统应力施加：a.张弦梁系统上第一组千斤顶同步缓慢旋转千斤顶 a 度，（稳定 5 min 后）观测相应控制点位移；b.重复第 1 步骤十次；c.观测点位移达到 10mm 的位置千斤顶不再调整，其他位置千斤顶同步缓慢旋转（遵循以下原则：按比例旋转相应角度（10-X）×a）；（稳定 5 min 后）观测所有控制点位移；d.重复第 3 步使所有控制点处位移为10mm。

3.3 施工过程情况

张弦梁支撑系统从进场安装至应力施加完成仅用15d，同时在完成使命后开始拆除至拆除完成仅用10d，而采用传统结构支护形式施工需进行模板制作安装、钢筋制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护、混凝土强度满足要求后进行模板拆除等工序，完成结构支护形式约需要50 天，拆除需进行破碎或微爆或定向爆破，清理现场等工序，完成拆除施工约需要20d，两者对比，张弦梁支撑系统可相对节约45d 的施工工期，在时间紧的本项目中具有很大的优势。

同时，在监测方面，张弦梁支撑系统可采用后台数据连接手机APP，及时上传各项监测数据，可随时查看，方便快捷，在不利因素下可及时做出预警提示，为现场做出快速反应缩短时间，确保施工现场安全。

4 应用效果

采用张弦梁基坑支护系统，在项目周边市政道路同步回填施工的同时，根据监测数据其水平位移值与竖向位移值均在安全范围内，分别为12.9mm、5.3mm，有效保障了基坑施工过程中的安全。且基坑支护工期时间有效缩短，因张弦梁支撑系统拆除后可继续使用，而传统的混凝土结构支护形式则在施工完成后需对混凝土结构支护进行拆除，并对拆除后的建筑石渣进行清理外运，在节约材料的同时，也不影响场地内外周边环境，减少建筑垃圾的产生。

5 结语

综上所述，张弦梁支撑系统是一种较为新颖的支护形式，相较于其他支护形式具有一定优势，但因其安装精度要求较高，对项目管理人员及作业班组有着较高的技术要求水平，需要专业队伍施工。并根据实际现场情况，可提供了多样性的选择。本工程通过基坑监测数据可发现基坑变形程度均在规范允许范围之内，安全可靠。