鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用研究

鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用研究

陈远鹏

珠海市华祥建筑工程有限公司 广东 珠海 519000

摘 要：为了更好地解决深基坑支护稳定性问题，就要重点将深基坑支护作业作为重点开展研究，研究的过程中需要大量地结合实际工程实施经验，加强对装配式鱼腹梁钢支撑的方法的利用，以便可以取得更为理想的效果。尤其是在利用监测技术后，工程实施的安全性更高，支撑体系的技术参数设计更加合理，支护设计的稳定性更强；尤其是在造价少的情况下，对于工程的实施周期更短，从而为经济社会效益的取得奠定良好基础。

关键词：鱼腹梁；钢支撑；深基坑；支护

在深基坑工程的实施中，只有加强对装配式预应力鱼腹梁钢支撑技术的利用，才能从根本上减少工程实施中的可能出现的污染，从而有效地防止基坑出现变形，保证基坑工程实施的质量^[1-2]。利用鱼腹梁钢支撑进行深基坑支护，可以提升深基坑变形预警能力，保证基坑支护的性能和安全性，从而为后续的工程实施提供便利。

1. 工程地质概况

某工程场地位于广州地区，基坑场地比较平坦，地形地貌比较单一，地面的标准高度为3.12～4.46m，高差大概为1.35m，工程的地下水类型属于潜水类型，水位动态变化很大程度上受到大气降水和地面蒸发等多种因素的影响。所以在对此次地下水情况勘察的时候，应该实测土孔中内地下水静止的水位深度，将埋深设置为0．6O～1．40m之间，标准高度可以设置为2．86～3．51m。同时地下水潜水位距离地面的高度大约控制为0.3～ 1．5m，场地中地下水高度和深度可以控制为0．5m，低水位埋藏深度为 1．5Om，具体的设计参数可以设置为参数如表 1所示 。

表1 工程地质条件和基坑围护设计参数表

2.工程重难点

2.1工作原理

鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用的工作原理，主要是由钢绞线和钢桁架组成的装配式 鱼腹梁利用钢绞线形成预应力，这个过程中会给鱼腹梁支撑杆件带来较大的反作用力，从而使鱼腹梁围上的弯曲距离显著减小，防止鱼腹梁出现弯曲变形。 整个结构由预应力鱼腹梁 、对撑、角撑、立柱、横梁 、预压顶紧装置等关键组成形成预应力，从而在表面形成一个完整的支撑体系，保证整个结构的稳定性。

2.2深基坑监测内容

鱼腹梁钢结构支撑对基坑的监测内容较为广泛，可以运用在地下水的监测中，也可以利用在地表沉降的监测中，所以在进行监测点选择的时候，应该遵循相关原则，将监测点尽量选择在临近搅拌桩转角处和搭接处的地下管线位置^[3-4]。尤其是进行潜水位监测的时候，应该将监测距离控制在20~50 m，保证在条件较为严重的时候，可以使距离缩小，从而把观测管埋设深度控制在6~8 m，方便对降水情况进行掌握，保证在降水区域可以实现对观测井的合理布置。深基坑附近地表沉降情况属于是土体移位的外在表现，所以加强有效的沉降监测显示十分关键。在利用鱼腹梁钢机构进行支撑时，可以将监测的地点控制在支撑结构表面，保证支护宽度可以控制在0.2倍的基坑深度。对于管线的沉降监测点布设，应该选择在管线正上方，观测点的选择距离不能超过20 m。

2.3智能预警

如果将鱼腹梁钢支撑运用在深基坑中，可以清晰的对深基坑状况进行智能预警，也就是通过专门的监测系统进行预警，保证在对数据进行智能化处理之外，还能够通过预警值的设置，对不良情况进行预警，保证预警的准确性。预警过程中，需要充分的考虑深基坑周围的环境结构和地下结构，充分地考虑不同支护结构的安全等级，做好对相应数据的监测预警，从而科学地对支护结构受力情况进行掌握，判断结构的位移情况，然后根据实际情况综合分析施工工艺，然后科学对施工情况进行优化。

3.鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用

3.1 开展型钢立柱施工

在具体的钢立柱施工过程中，应该提前根据施工完成情况做好准备工作，提前加强对施工情况的布置，最好可以对钢立柱施工情况进行90°相交叉放置，只有通过这两种方式，才能实现对桩身垂直程度的检测，保证在桩体充分的进入土体后，能够保证其垂直偏差控制在桩体长度0.5% 范围中。

3.2 加强托座施工

在托座施工过程中洪，需要根据深基坑及周边的闭合线，合理地设置钢托座，让其可以将围檩中心线保持在一定稳定的平面上，施工的高度偏差可以控制在2 mm范围中。

3.3 加强基准线设置

为了保证施工定位的准确性，就要根据实际的施工安装情况，合理的对安装线偏差进行控制，最好可以将偏差控制在20 mm 范围中。

3.4 围檩的安装

进行围檩安装的时候，安装的顺序可以是先安装长围檩，再安装短围檩，安装的过程中需要尽可能保证接头数减少，尽量优先选择长围檩进行使用，对于围檩的选择可以将标准间确定为12 m，这样可以从根本上减少接头的数量。而且在进行围檩安装过程中，需要对质量的验收情况详细分析，保证质量的复制和验收各个环节都是根据流程开展的，对于具体发现的问题，需要及时分析，保证施工团队减少返工处理。

3.5 安装托座和支撑梁

为了保证良好的支护效果，就要合理地安装拖座和支撑梁，合理的对托座件进行安装，保证其具有良好的标高水平，以便可以用鱼腹梁和角撑、对撑等结构件进行定位，方便对顶面标高水平进行反推，使其安装过程中存在的误差可以控制在mm 之内，尤其是对于托座进行安装的时候，也需要做好对托座垂直程度的控制，一旦立桩中出现位置偏移的情况，就要科学地利用联合钢垫利用的模式，以便保证托座的垂直度能够满足刚需的需求^[5]。如果进行施工的时候，发现立柱标高定位出现了偏差，就要尽可能地利用槽钢连接撑梁，在现场利用氧气炔将托座开孔进行支撑，实现对托座孔径的大小控制，防止开孔过大造成螺栓受力滑脱现象。同时，在施工的时候，需要尽量保持托座和立柱位置的一致性。

3.6 角撑的安装

在支护结构中，如果角撑和围檩之间存在夹角，此时就无法完整的对其进行直接安装，此时也难以通过预应力的增加改善结构，为了解决这个问题，就要在对角撑安装之前，有效地做好地面拼接，保证在完成地面拼接工作后，可以根据安装的顺序程度进行综合性检查，保证拼接支撑两侧都能通过中间线保证其偏心程度比2 cm低，在产品检查合格后，可以整体上对吊装结构进行改变。

3.7 做好鱼腹梁设计

为了实现鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用，就要利用上弦梁、下弦钢绞线等标准件，合理的对鱼腹梁实施拼接构建。

首先进行鱼腹梁钢绞线设计的时候，对于钢绞线张拉力改善，可以利用1860级钢绞线来保证抗拔力设计值 F_M=184.8 kN/根。

P=q×（L/2）×（1/sinα）（1）

该式中 ：α表示钢绞线和上弦梁之间的夹角 ；L代表鱼腹梁连接件端部的净间距，m；q 表示的是装配式鱼腹梁支撑体系的水平荷载，kN/m。对于钢绞线数量计算的公式可以写为：

η = （2）

该式中 ：可以利用η表示所需钢绞线数量 ；利用Fm 表示单根钢绞线抗拉承载力设计值，kN。钢绞线数量可以利用整数表示，此时安全储备量可以增加10% 。

其次进行鱼腹梁杆件强度计算的时候。利用钢材的型号为 H 型钢构件，屈服度在 Q344B 之上的钢材，这样可以保证支护结构的强度符合规定的要求。

3.8 安装鱼腹梁

在对鱼腹梁安装的时候，应该充分的考虑跨度设计的具体要求，最好可以在地面的位置将螺栓固定。在对鱼腹梁安装过程中需要利用千斤顶和油表做好标定，然后根据标定情况进行详细对进行记录，尤其是在张拉的过程中，最好也可以利用张拉千斤顶，保证千斤顶和钢架线之间的高度具有一致性，使整体的高度和预应力控制在合理的精度范围中，压力设置在0.5 MPa 之内，保证在进行张拉的时候，可以及时发现存在的问题，从而暂停施加，及时向相关部门和人员对情况进行汇报，等到相关原因分析过后，就可以及时采取有效的措施进行调整，后续继续实施张拉。但是需要注意张拉的时候，应该严格按照相关顺序的要求开展，保证钢绞线之间具有合理的阻力值，每一层的张拉都要进行三次，这样鱼腹梁安装就会更加合理。

3.9 安装对撑

安装对撑的时候，最好可以先进行地面拼接，通过水平支撑将鱼腹梁平直度进行控制，保证对撑中心线的偏心度在2 mm范围中。当对撑就位，就可以应用四点吊装的模式实施支撑，将吊点设置在距端部距离2 mm位置。

3.10合理施加预应力

为了实现良好的钢绞线张拉，就要保证良好的钢绞线伸长率，利用规定的张拉器，及时对预应力和特殊情况进行处理，对存在的资料进行存档，严格根据图纸的要求设计预备钢绞线。

3.11 做好变形监测

在具体的施工中，做好必要的变形监测，对于整个支撑效果的保证具有积极的作用。开展整体工具式支撑系统形变监测，能够以轴力变化为标准做好水平位移的监测，保证监测可以保持在正常水平。这个过程中需要将监测点固定在钢围檩的正上方位置，对监测点后拉钢线进行固定，然后根据实际的工程规模数量做好对铝制发射板设置。

4.结语

综上所述，在现阶段的工程项目建设中，鱼腹梁钢结构支撑体系在支护体系上的表现远远比传统的混凝土结构更有优势，其实际的应用前景也是更加广阔，所以具有显著的推广和研究价值。但是因为现阶段许多项目的鱼腹梁钢结构支撑体系探索阶段，所以在预应力结构计算方面，还存在一些问题，需要不断计算和摸索。

参考文献：

[1] 马万军. 装配式预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中应用[J]. 建筑技术开发,2021,48(19):156-158.

[2] 毕炜,刘洪臣,邱晓明. 装配式鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中的应用[J]. 智能建筑与智慧城市,2020(9):128-130.

[3] 张宇. 装配式预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑支护中的应用[J]. 建筑技术开发,2017,44(12):70-71.

[4] 郭景致. 浅谈预应力鱼腹梁组合式钢支撑在基坑支护中的应用[J]. 福建建材,2018(4):60-61,109.

[5] 程培琳,郭鑫鑫,李艳静. 装配式鱼腹梁钢支撑在深基坑支护工程中的应用[J]. 建筑工程技术与设计,2020(13):783.