深基坑钢管斜支撑施工技术

深基坑钢管斜支撑施工技术

东蔡豪

中国建筑第二工程局有限公司核电建设分公司

广东省深圳市 518000

摘要：某工程临小区居民楼的西侧基坑支护形式采用钢管斜支撑+SMW工法桩+混凝土内支撑+腰部锚杆的复合支护形式，其中借助预留反压土，形成支护桩和可回收钢管斜支撑协同支护的方法，可较大地节省工程造价和缩短工期，施工操作也相对简单，为后续主体结构施工节约时间，在实施过程中通过对周边已有建筑、支护桩的位移沉降观测，基坑变形得到有效控制，取得较好的实际效果，为工程的地下室结构施工奠定了良好的基础，可为今后类似工程施工提供参考及借鉴经验，具有良好的推广应用前景。

关键词：深基坑；钢管斜撑；反压土；换撑；牛腿；土方开挖

1. 工程概况

某工程位于福州市，由一座23层五星级酒店大楼、一座35层办公写字楼、4层商业裙房及地下二层地下室组成，其中临小区居民楼的西侧基坑支护形式采用钢管斜支撑+SMW工法桩+一道混凝土内支撑+一道腰部锚杆的复合支护形式。

本工程基坑钢管斜支撑支护由一道支护桩腰梁、牛腿支墩及钢管组成。在土方开挖过程中，利用反压土来卸载土体抵抗荷载；土方开挖结束后，利用底板后浇带来卸载土体抵抗荷载。该基坑支护体系在支护桩腰梁、底板牛腿支墩相应部位分别预埋钢板并浇筑混凝土，待支护桩腰梁和牛腿支墩砼达到一定强度后，通过在预埋钢板上焊接钢管斜撑来协调基坑土体变形以及支护结构的变形。

深基坑钢管斜支撑支护示意图

2. 钢管斜支撑工作原理

本工程深基坑钢管斜支撑支护体系由SMW工法桩、冠梁、腰梁、斜撑钢管、砼内支撑、预应力锚杆和必要的防水系统组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形的作用。在土方开挖阶段通过预留反压土台，然后安装钢管斜支撑，通过钢管将腰梁与基础底板联接，进而使整个地下室基础底板与基坑支护形成整体共同受力，抵抗土体的主动土压力，减少土体滑移。钢管斜支撑安装后，开挖预留反压土台，进行地下室结构及换撑梁、传力带施工，待换撑梁及传力带达到设计强度的80%后拆除钢管斜支撑完成换撑。

3. 钢管斜支撑工艺流程及技术要点

3.1 工艺流程

支护桩施工→埋设支护桩监测系统、布置周边监测点→开挖至坑底标高处（分层开挖的同时施工腰梁）、预留反压土台→施工地下室底板至反压土体处并预留施工缝、埋设止水钢板→在地下室底板上施工钢筋砼牛腿支墩→在反压土台上挖槽→安装钢管支撑→挖反压土台→施工剩余部分地下室底板→在地下室底板与支护桩之间设素砼传力带→从下向上施工地下室、待完成负二层顶板后将负二层顶板与支护桩之间设钢筋砼换撑板→待换撑梁及传力带达到设计强度的80%时拆除钢管支撑牛腿支墩及支撑腰梁

3.2 施工技术要点

1）土方开挖

牛腿支墩砼强度达到设计强度80%后，用全站仪测量出腰梁和牛腿支墩预埋件的中心位置，两中心点间拉线撒白灰，用小型挖掘机沿灰线开挖，每次开挖1～2条钢管斜撑工作面，不能大面积破坏反压土台，以免引起周边环境发生沉降位移。为了加快施工进度，根据现场实际情况从两端及中间加开工作面。开挖过程中要随挖随修坡。开挖后限时支撑、先撑后挖、分层分段、留土护壁、严禁超挖。

2）钢管斜撑安装

钢管按两端支撑点坐标计算长度，将腰梁及牛腿支墩上的预埋钢板中心标出，以中心点画出钢管的外边线，丈量两端点钢管外边线的距离，分别为上、下、左、右四个点，根据丈量的钢管实际长度切割调整加工钢管。为了方便钢管定位及快速完成安装，在牛腿支墩预埋钢板上焊接定位小钢板，形成定位卡槽。

钢管安装采用两点起吊，吊点一般在离端部0.2L左右为宜，吊装机械采用25t汽车吊，在钢管的两端用吊装带或钢丝绳捆绑紧钢管，通过汽车吊的主钩及副钩把钢管吊起。钢管吊起后先对准牛腿支墩钢板上的定位点，在副钩的配合下缓慢下放主钩，使钢管一端完全进入卡槽。最后通过副钩缓慢调整腰梁端的钢管位置并最终完成腰梁端钢管的定位。

钢管吊装定位完成并检查无误后及时焊接，钢管斜撑要在24h内施工完成。钢管与预埋钢板均满焊，焊缝不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔等缺陷。对于钢管和钢板间缝隙较大时，可采用钢管切割料楔紧并满焊。

3）钢管斜撑拆除。

负二层顶板砼浇筑完成后，换撑梁及传力带砼达到设计强度的80%，即可拆除钢管斜撑。首先利用千斤顶，促使活络头松开、释放预应力；其次去除活络头的固定钢棒，并拆除钢管间螺栓；最后利用塔吊或起重设备，分段拆除外墙以外部位的钢管斜撑，以免影响外墙施工。而在外墙以内的钢管斜撑可暂不拆除，待地下室模板支撑体系拆除后，再对钢管斜撑拆除，并及时运输至场外。

4. 结语

本工程深基坑支护采用钢管斜支撑，由于借助预留反压土，形成支护桩和可回收钢管内斜撑协同支护的方法，可较大地节省工程造价和缩短工期，施工操作也相对简单，为后续主体结构施工节约时间，通过对周边已有建筑、支护桩的位移沉降观测，基坑变形得到有效控制，取得较好的实际效果，为工程的地下室结构施工奠定了良好的基础，可为今后类似工程施工提供参考及借鉴经验，具有良好的推广应用前景。