预应力鱼腹梁工具式组合内支撑施工技术

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑施工技术

李明 1 王明 2 吕正正 3 黄磊 4 朱俊明 5 张响斌 6

中国建筑第八工程局有限公司 陕西省西安市 710000

摘要：近年来，随着我国城市化进程的加快发展和土地用途管制制度的严格实施，城市土地资源日益紧张，人们开始越来越重视城市地下空间的开发利用。随着城市地下空间的开发，国内对深基坑技术的研究越来越多。本文结合传统钢筋混凝土内支撑技术在工程应用中存在的工期长、工程造价高、地下作业空间小等缺点，详细论述了预应力鱼腹梁工具式组合内支撑技术在深基坑支护中的优势，以期为今后其他工程深基坑内支撑体系的设计和施工提供参考。

关键词：预应力；鱼腹梁；深基坑；支护

引言

预应力鱼腹梁工具式组合内支撑技术具有成本低、工期短、噪音低、位移小、可靠性好、施工空间大、安装拆除方便、大部分钢构件拆除后重复利用率高、对环境影响小、环保等特点。传统类型的深基坑支护技术主要有钢筋混凝土内支撑技术，对于各种变形较小的深基坑具有很好的实用性，因此在深基坑支护施工中得到了广泛的应用。但由于采用钢筋混凝土内支撑，围护施工周期和维护时间长，支撑杆密集，地下开挖空间小，施工成本高，给建设者造成了诸多困扰。

因此，针对传统钢筋混凝土内支撑技术存在的问题，本文探讨了工具式预应力鱼腹梁组合内支撑技术及其在深基坑支护应用中的优势，以期为今后其他工程深基坑内支撑体系的设计和施工提供参考。

1预应力鱼腹梁工具是我国组合式内支撑的发展

随着中国经济的快速发展，城市地面空间日益紧张，三维城市空间开始作为一种重要的自然资源被开发。地下设施、地下物流、地下能源和物资储备等设施的大量建设，为预应力鱼腹梁支护技术带来了巨大的市场空间。

1.1.工作原理

预应力鱼腹梁结构和传统支撑梁结构的受力，预应力鱼腹梁檩条结构在基坑外水土压力的作用下会向基坑方向变形。通过对钢绞线进行张拉并施加预应力，张拉后的钢绞线会对鱼腹梁支撑杆产生较大的反作用力，大大减小了作用在鱼腹梁檩条上的弯矩，减小了鱼腹梁的弯曲变形。

1.2.特征

a成本-降低复杂地质围护结构的成本。

b 工期——缩短围护结构、土方开挖和支架拆除的工期。

c节能减排——使用的配套部件可以多次使用，减少配套材料的损耗。

d控制变形——增加预应力，有效控制基坑变形。

e支撑安全性——围护结构安全性高，整体性好，能有效避免延性破坏。

f施工工艺——安装拆卸方便快捷，有较大的施工页，以便其他施工工序有效进行。

2工程实例

2.1项目概述

西安文旅中心项目工程总承包一、二标段位于曲江新区雁翔路与南三环十字东南角，项目分为东、西两个地块，总建筑面积约13万平方米。基坑深度-20.7米。总土方量约25万㎡，工程北侧靠近地铁8号线，东、南两侧紧靠已建成住宅小区。西侧紧挨雁翔路道路。

按原锚索施工工艺，产生大量积水，采用混凝土支撑，对施工不利。经讨论，决定采用预应力鱼腹梁工具式组合内支撑对西北角和西南角的支护结构进行加固。

2.2.地质条件

根据工程地质报告，场地土层主要为粘性土和淤泥，其次为泥炭质土和有机粘土，呈典型的交替沉积特征。

2.3、施工工艺

总体施工流程

准备→土方开挖→测量定位/标高控制/复核→开槽施工支架、托架、支撑梁→安装第一道工具式支撑→施加预应力→土方开挖→安装下一道工具式支撑→土方及支撑工程循环施工，直至基坑底浇筑混凝土垫层、底板及侧墙地下室结构强度达到设计强度逐层回收工具式支撑工程结束。

2.3.2.支架安装施工准备

a支架安装

柱桩施工；现场放样和复核：支架构造；基坑四周封闭边线上钢牛腿的设置应控制其檩条中心线在同一水平面上，允许高差不大于2mm(中心线)。焊接钢支架必须保证三个连接部分牢固可靠，有足够的稳定性，不能扭曲或焊接，水平杆水平度误差应控制在2以内，其仰角应控制在90度，且不大于95度。

基准设置和拉线定位，檩条安装前必须确定轴线基准点，用全站仪或经纬仪通过坐标计算放出基坑相邻两角内侧的基准点，通过基准点挂线的方法进行平面安装定位。实际安装轴线偏差不得超过20mm，拉线一般用细绳或棉线，直径0.8~1.0mm，场地视拉线远近而定；线坠用于定心，规格不定。线坠的直径通常为25 ~ 50 mm，线坠的尖端应准确，以便与中心点对齐。

围护檩条安装；

a檩条安装应遵循“先长后短，减少接头数”的原则，优先采用长檩条，特别是12M标准截面的构件，减少接头数。

b檩条随支架架设顺序逐层吊装，钢檩条用吊车手动放在支架上。檩条就位后，检查钢支架是否因撞击而松动，如有松动立即补焊加固。

C檩条的连接部位和搭接部位必须满足强度要求，连接采用摩擦型高强度螺栓紧固。

用支撑梁安装支架，安装时必须控制支架A的水平标高，其顶面的水平标高应由角撑、对接撑和鱼腹梁的定位标高推回，误差不超过5mm；上支架标高=支撑结构中心标高-(H型钢规格的1/2+支撑梁规格)。

d施加预应力后，施工人员必须检查确保支撑梁与角撑、对接撑和鱼腹梁之间的有效连接(仅适用于大跨度)；特别是角撑和对撑应采用高强度螺栓紧固，以提高预应力支撑体系的整体刚度。

角撑安装，在安装每个角撑之前，应在地面上进行预拼接，并检查预拼接支架的直线度。拼接支架(包括千斤顶和TO构件)两端中心线的偏心距应控制在2cm以内。检验合格后，按部件整体吊装就位。

安装鱼腹梁，鱼腹梁预拼装完成后，吊装放置在支撑架上，吊装后手动拉动支撑两端，保证支撑的整体稳定性。钢绞线应按顺序逐根张拉。考虑到钢绞线间摩擦阻力的影响，钢绞线应分三次张拉至设计应力，即第一次张拉至设计值的20%，第二次张拉至设计应力的70%，第三次张拉至设计应力的100%，从而保证整个鱼腹梁的钢梁张拉后能达到设计规定的应力值。

传力部件的安装，围护结构和钢结构的传力件和后置埋件的焊接应逐步进行，直至填满坡口。每道焊缝完成后，应清除焊渣和飞溅物，使其饱满、牢固。焊接传力部件时，不允许在装配式钢构件的母材上打火和引弧。

施加预应力，各构件布置完毕后，施加预应力的顺序如下：检查各部件的螺栓连接是否紧固，檩条与围护系统的连接状态。

3实施效果

目前，工具式预应力鱼腹梁组合内支撑技术已在上海地区的一些深基坑施工中得到应用。在应用过程中，很大程度上解决了工期紧、基坑支护场地狭窄、围护结构侧墙变形小、节能环保要求高等技术难题。与传统的内支撑体系相比，减少了水泥、碎石、黄砂的使用，不仅成本低，可以节省部分费用，而且安装和拆除速度快，挖土和地下作业空间大，可以节省部分工期。由于能动态施加预应力，位移小，基坑变形和沉降能得到有效控制。装配式钢支撑由工厂制造，特殊接头，专业操作人员施工，可靠性更高。在深基坑土方开挖和坑底作业过程中，由于大量支撑杆的减少，地下作业空间较大。而且95%以上的钢支撑拆除后可以回收利用，对周围环境的影响相对较小，因此该技术更加节能环保，具有显著的社会效益和经济效益。

结束语

综上所述，预应力鱼腹梁工具式组合内支撑技术不仅具有环保、节约成本、安全性高、技术先进等诸多优点，而且适用于我国各种土层和深度的深基坑支护。作为一种装配式环保施工技术，响应了国家集约发展、绿色发展、节能建筑、环保的政策号召，相信该技术将在未来的基坑支护中发挥越来越重要的作用。预应力鱼腹梁支撑体系通过在安装阶段施加预应力，在开挖阶段随时增加预应力，增加支撑构件，可以方便快捷地提高支撑体系的刚度和强度，从而有效消除临时增加的施工荷载和不良地质条件的不利影响，大大提高基坑支撑体系在各种不利施工条件下的适应性。

参考文献：

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[2]黄鸿超.预应力鱼腹梁装配式钢支撑在基坑围护支撑体系中的应用[J].建筑技术开发，2018，45（8）：14-15.

[3]JGJ120—2012，建筑基坑支护技术规程［S］．