深基坑盖挖法钢支撑施工技术研究

赵小兵

摘 要：在进行现代化城市地铁穿越道路施工时，通常需要在基坑开挖和建设的过程中借助钢支撑来提高地铁线路与周边框架的稳定性，然而由于地下施工空间有限可能会导致钢支撑无法正常安装，再加上确定钢支撑最佳受力点需要充分的环境条件，因此施工难度普遍较高。本文重点就地铁施工深基坑盖挖法钢支撑施工技术进行了探讨。

关键词：深基坑;盖挖法;钢支撑施工

0 引言

地铁车站进行建设时最常用的施工方法就是盖挖法，因此针对传统施工存在的钢支撑无法竖直下放的问题，需要进一步深入探究盖挖法施工技术的优化措施，来有效提高地铁车站施工的质量和施工安全。

1 工程概况

某地铁工程项目的主要施工内容是对处于两条城市主干道位置处的一段地铁车站深基坑盖挖段进行开挖施工，这段盖挖段的长度与宽度分别是30 m和21 m。为了保证该段地铁线路上方道路的使用安全，因此施工单位根据盖挖段的长度，在顶板下方设置了两道直径为700 mm、厚度达到20 mm

的钢支撑结构，其中顶板与第一道钢支撑、第一道钢支撑与第二道钢支撑以及第二道钢支撑与底板之间的间距分别设置为4.1 m、4.5 m和3.8 m。整个施工过程中最难控制的环节，就在于预埋“L”型螺栓时如何准确地对螺栓进行精确定位安装，这样在后续的施工环节中才能够确保工字钢滑轨的连接更加精准。同时钢支撑的下放与安装的质量控制也是极为重要的一项施工管理内容，通常地铁车站深基坑施工要求钢支撑的长度与宽度值都比较大，然而受到地铁车站顶板封闭的限制使得地下施工的可利用空间非常有限，因此竖直下放钢支撑的难度也随之提高了跟多。另外初次下放钢支撑的位置出现偏差时，想要进行有效的横向位移就必须要具有充足的空间，而实际施工过程中这些条件都会成为制约地铁深基坑建设施工的不良影响因素，因此需要有关研究人员进一步找寻有效解决方法。

2 深基坑盖挖法钢支撑施工技术要点

地铁车站深基坑施工的基坑支护建设环节，通常对于施工人员的技术水平要求都比较严格，同时基坑支护的施工质量以及施工安全问题与施工单位所选择的方法也存在着不可忽视的重要影响。目前在地铁深基坑施工方面各企业应用最普遍的一种施工方法就是盖挖法，然而在应用盖挖法施工时，要求有关工作人员需要克服顶层封闭和地下施工空间有限的问题，确保钢支撑能够竖直下放并精确安装，这样才能确保地铁车站的顶板稳定性与车站的使用安全性达到标准要求，因此这也是传统的盖挖法需要通过以后的深入研究来重点改进和完善的内容[1]。

2.1 开挖前的施工准备与测量工作

由于在进行地下土方开挖时，需要考虑到地铁线路上方建筑物的使用安全和路面行人出行的安全问题，因此必须要在开挖地基的过程中利用钢支撑结构形成稳定的支撑和防护体系，避免在开挖途中或者工程竣工后的使用过程中，出现道路表面塌陷、地铁车站顶板脱落等问题从而造成人员伤亡和财产损失。工程设计人员在土方开挖施工前应深入施工现场进行详细的勘测和记录，根据土方开挖的体积大小、顶板上层的承载力范围以及地铁车站的施工需求等条件，对所使用的钢支撑结构尺寸与材料强度进行设计和选择，要以现场实测的数据作为基准确定钢支撑的预制方案和加工工艺。

2.2 钢支撑安装、辅助安装及拆除装置

钢支撑安装及辅助安装装置的设计与建设，同样也是地铁车站深基坑支护施工过程中的一项重点内容，通常钢支撑安装装置主要包括固定钢支撑的螺栓、工字钢，以及用来运输和维持钢支撑在顶板下横向位移的电动和手动滑轨。根据本工程中地基开挖的体积大小与地下结构各部分的受力点分布情况，施工单位选用了直径为24 mm的“L”型螺栓并与埋在相应的受力点位置处，之后再利用这些预埋的螺栓固定20a工字钢，这样的结构设计可以显著地提高其稳定性。其中需要固定的工字钢分为三部分，中间的工字钢主要起到了充当电动滑动轨道的作用，这样便能够将钢支撑通过水平滑动运输的方式放置到相应的安装位置;两侧的工字钢设置为手动滑轨，其主要作用是用来辅助钢支撑安装和校正其安装位置，确保钢支撑能够不偏离工程设计方案设定的标准安装位置。

2.3 钢支撑托架的设计与安装

支撑托架是用来为钢支撑提供额外着力点的重要结构，托架尺寸的设计是否合适会直接影响到钢支撑安装的稳定性能否达到施工要求标准水平。当地基开挖的深度和宽度达到了工程图纸的设计标准高度和标准宽度时，钢支撑安装施工人员便需要在基坑内测量出支撑托架的安装间隔并标定位置，在根据钢支撑的长度和宽度确定好所需要的支撑托架的数量后，还需要进一步精确测量和计算托架的尺寸并进行模型制作。钢支撑托架一般都是通过焊接的方式固定在基坑围护结构中预埋的钢板上的，在焊接之前应先对托架的水平位置、安装高度与工程设计标高进行比对，确保无误后再焊接固定并投入使用。

2.4 钢支撑预拼装及分节吊装

为了避免在安装钢支撑的过程中出现位置偏差而重复返工，因此施工人员在正式安装之前都需要先进行预拼装，预拼装的目的是为了能够在正式安装固定之前，及时找出可能存在的钢板或者螺栓预埋位置偏差或者尺寸错误等问题。安装人员首先需要对基坑水平方向上两侧连续墙预埋钢板的间距与尺寸进行实际测量，并根据实测的数据确定钢支撑的标准节长度。根据标准节长度不同制定相应的拼装方案，在预拼装设计方案中应重点对活络头的伸缩长度进行标定，其伸缩范围应控制在30 cm左右才能够起到最佳效果。最后将钢支撑模型严格按照设计的配模方案进行预拼装。试拼结束并确保尺寸及预埋件位置无误后，需要对钢支撑进行分段吊装，施工人员应按照吊装方案中预埋吊钩的位置分布情况有序拆分钢支撑结构，并将各部分构件通过25 t汽车吊放置到相应的基坑盖挖段位置附近，在分段吊放结束后利用水平滑轨运输每一段钢支撑至安装位置以供后续安装使用。

2.5 钢支撑安装施工

钢支撑的安装过程主要是安装人员通过收放滑道上的手拉葫芦来控制钢支撑进行移动，当移动到标定的水平位置和竖直高度后，经过与螺栓孔眼的对位后便能够进一步实现连接和固定。施工人员需要将钢支撑拆分为一定数量的短节，之后再逐步调整到相应位置从而拼装成整节，同时在安装时应分层逐步安装。例如在安装第一层钢支撑时，依靠辅助安装滑道和手拉葫芦控制钢支撑短节与预埋螺栓的孔眼对正，之后借助高强度螺栓加固连接位置。而第二层和第三层的钢支撑安装由于会受到上一层位置的影响，所以为了确保安装的精确度需要借助两侧的滑道和手拉葫芦同时控制每一个短节的位移来完成侧向运输[1]。

2.6 预加轴力施工

为钢支撑预加轴力是为了进一步提高稳定性与承载能力，施工人员应在钢支撑安装完成后根据安装情况确定预加轴力方案。在预加轴力的过程中主要借助两台千斤顶对钢支撑进行分级逐步加载，依据钢支撑的厚度和承载力上限，将预加轴力的最大值设定在1 000 kN，同时在分级加载的过程中要保持固定的时间间距，例如要按照从40%至100%这样由低到高的加载顺序进行，并在每个分级期间静置10 min左右再进行后续加载。当加载达到设计标准值后保持一段时间的压力状态，之后再对两端的活络头进行固定即可。待底板的强度满足工程設计要求后再逐层依次拆除钢支撑，运输出施工现场妥善保存。

3 结束语

科学运用盖挖法施工技术能够有效地降低地铁深基坑施工的风险系数，在保证施工质量的前提下加快了施工进度、节约了施工成本，为以后地铁深基坑盖挖顶板封闭工况下钢支撑安拆施工提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]宋辰辰.地铁深基坑开挖变形监测与支撑结构影响性分析[D].安徽建筑大学，2019.

[2]秦松.钢支撑在深基坑支护应用中的关键技术分析[J].福建建材，2019（10）：66-68.