探究钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的应用

探究钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的应用

刘一波

中国建筑第二工程局有限公司，辽宁 沈阳 110000

摘要：本文主要探究了钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的应用。首先介绍了钢管柱-工字钢支撑的原理和特点，包括其高承载能力、灵活性和易调整性等优势。然后详细阐述了在高层地下室施工中的应用要点，包括施工过程中的支撑方案设计、支撑系统的搭建与调整、施工质量控制和安全管理等。通过合理的支撑方案设计和系统搭建，以及施工质量控制和安全管理，钢管柱-工字钢支撑可以实现高层地下室施工的安全高效进行。

关键词：钢管柱-工字钢支撑；高层地下室；施工过程

随着城市化进程的加快，高层地下室的建设在城市建设中扮演着重要角色。在高层地下室的施工过程中，支撑系统起到关键的作用，它能够提供稳定的支撑力，保障施工安全和工程质量。钢管柱-工字钢支撑作为一种常用的支撑形式，具有结构强度高、施工灵活性好等优势，被广泛应用于高层地下室施工中。

一、钢管柱-工字钢支撑原理和特点

钢管柱-工字钢支撑是一种常用于高层地下室施工中的支撑技术。它通过组合使用钢管柱和工字钢构成的支撑系统，以提供结构稳定性和安全性。以下是钢管柱-工字钢支撑的原理和特点：

（一）原理

钢管柱-工字钢支撑技术基于力学原理，利用钢管柱和工字钢构件之间的相互作用，将地下室的荷载传递到地下土体中，从而实现结构的支撑和稳定。钢管柱作为主要的立柱承载荷载，而工字钢则作为水平支撑构件，通过水平约束和加固来抵抗地下土体的侧向压力，以确保地下室施工过程中的安全性和稳定性。

（二）特点

强度和稳定性，钢管柱-工字钢支撑系统由高强度的钢材构成，能够承受地下室施工过程中的荷载和侧向压力，并提供足够的稳定性和结构强度。灵活性，钢管柱-工字钢支撑可以根据具体的地下室结构和土质条件进行设计和调整。由于钢材的可塑性和可调性，支撑系统可以灵活适应不同的施工环境和荷载要求。安全性，钢管柱-工字钢支撑能够有效地控制地下室施工中的变形和位移，减少结构的不稳定性和倒塌的风险。它提供了一个安全的工作空间，保护施工人员和设备免受潜在的危险。施工效率，采用钢管柱-工字钢支撑技术可以简化施工流程，加快施工进度。支撑系统的组装和调整相对较快，能够提高地下室施工的效率。可拆卸和重复使用，钢管柱-工字钢支撑系统具有可拆卸性和重复使用性。在地下室施工完成后，支撑系统可以拆除并重新使用于其他项目，节约成本并减少资源浪费。

二、钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的应用

（一）施工过程中的支撑方案设计

在高层地下室施工中，钢管柱-工字钢支撑被广泛应用于支撑方案的设计。以下是施工过程中支撑方案设计的一般步骤，首先进行地下室结构的分析和评估，包括地下室的平面布置、高度、荷载情况、土质条件等。了解地下室的特点和施工需求，为支撑方案的设计提供基础数据。根据地下室的结构和荷载要求，确定采用钢管柱-工字钢支撑作为主要的支撑类型。该类型的支撑结构能够提供稳定性和承载能力，并适应不同的施工条件。根据地下室的平面布置和荷载情况，设计支撑柱的布置方案，支撑柱的位置和间距应满足结构的稳定性和刚度要求，确保在施工过程中能够有效地承受荷载并保持结构的稳定。根据支撑柱的布置方案，选择适当的工字钢型号和尺寸，工字钢的水平支撑应布置在支撑柱之间，以增加支撑系统的刚度和稳定性。工字钢的长度和数量需根据地下室的尺寸和荷载要求进行计算和确定。进行支撑系统的荷载分析，包括纵向和横向荷载的计算，确保支撑柱和工字钢能够承受施工过程中产生的荷载，以及地下水位、土压力等因素的影响。进行支撑系统的稳定性分析，考虑地下室施工过程中的变形和位移，通过使用适当的支撑柱间距和工字钢布置方式，保证支撑系统的稳定性，并减少结构的变形和位移。在支撑方案设计过程中，需要考虑施工过程中的安全性和可操作性，确保支撑系统的组装和调整过程简便高效，并提供安全的工作环境给施工人员。以上步骤是支撑方案设计的一般流程，具体的设计应根据地下室的实际情况和工程要求进行详细分析和计算。在设计过程中，还应遵循相关的建筑规范和施工标准，确保支撑方案的合理性和可行性。

（二）支撑系统的搭建与调整

支撑系统的搭建与调整是钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的重要环节。首先根据支撑方案设计确定的支撑柱布置，将钢管柱垂直插入地下室的地面或预埋的地下室地板中，支撑柱的长度应根据地下室的高度和施工要求进行调整，确保支撑柱能够承受相应的荷载，在支撑柱之间安装水平的工字钢支撑构件，将工字钢水平放置在支撑柱上，并使用螺栓或其他连接件进行固定。工字钢的长度和数量应根据地下室的尺寸和荷载要求进行调整。在支撑系统搭建完成后，进行支撑系统的调整，首先检查支撑柱的垂直度和水平度，确保其与设计要求一致。通过调整支撑柱的长度或加入调整装置，使支撑柱与工字钢构件之间达到适当的紧固和张力，以提供稳定的支撑效果，根据地下室施工过程中的实际情况，可能需要进行支撑系统的加固。在某些情况下，可以增加额外的支撑柱或工字钢构件来增强支撑系统的刚度和稳定性。加固措施应根据结构的需求和工程师的指导进行实施。在地下室施工过程中，应定期进行支撑系统的监测和调整，通过使用测量仪器和传感器，监测支撑柱和工字钢的变形和位移情况，及时进行必要的调整和修正，以确保支撑系统的稳定性和安全性。在支撑系统的搭建与调整过程中，施工人员应遵循相关的安全操作规程和施工要求，确保操作的安全性和准确性。此外，与施工方案设计人员和工程师的沟通和协调也是确保支撑系统搭建与调整的成功关键。

（三）施工质量控制和安全管理

在钢管柱-工字钢支撑的高层地下室施工中，施工质量控制和安全管理是至关重要的。以下是一些常见的施工质量控制和安全管理措施：

1.施工质量控制

制定详细的质量计划，明确质量目标和要求，并制定相应的质量检查和测试方案。选择符合标准要求的钢管柱和工字钢材料，并进行材料的检查和验收，确保其质量符合要求。制定合理的施工工艺和操作规程，明确每个施工步骤的要求和要点，确保施工质量的稳定性和一致性。进行质量检查和测试，包括对钢管柱和工字钢的尺寸、连接方式、焊接质量等进行检查和测试，确保符合相关标准和规范要求。及时记录施工过程中的质量数据和问题，整理并分析数据，发现并纠正施工质量问题。

2.安全管理

制定详细的安全计划和操作规程，明确施工过程中的安全要求和控制措施，包括支撑系统搭建和调整的安全操作规程。对施工人员进行必要的安全培训和教育，包括支撑系统的安全操作技能培训，提高其安全意识和应急响应能力。提供必要的安全设备和防护措施，包括头盔、安全绳索、护目镜等，确保施工人员的人身安全。定期进行安全巡查和检查，发现和纠正安全隐患，确保施工现场的安全和整洁。制定事故应急预案，明确事故发生时的应急措施和责任分工，确保能够及时有效地应对紧急情况。通过严格的施工质量控制和安全管理，可以确保钢管柱-工字钢支撑施工的质量和安全性。同时，持续的监督和检查也是必要的，以及时发现和解决施工中的质量和安全问题，确保施工的顺利进行和工程的质量完工。

总结

综上所述，钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中具有广泛的应用前景。通过对其原理、特点以及在施工过程中的方案设计、支撑系统搭建与调整、施工质量控制和安全管理等方面的研究，我们深入了解了其优势和应用要点。钢管柱-工字钢支撑具备承载能力强、施工灵活性高、调整便捷等特点，为高层地下室施工提供了可靠的支撑保障。同时，合理的施工方案设计和系统搭建以及全面的施工质量控制和安全管理是确保施工质量和安全的关键。未来，我们应进一步优化技术和工艺，提高施工效率，加强质量控制和安全管理，以推动高层地下室施工水平的提升，满足城市发展的需求。通过持续的研究和实践，钢管柱-工字钢支撑将在高层地下室施工领域发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1]张树文.钢管柱-工字钢支撑在高层地下室施工中的应用[J].江西建材, 2019(12):2.DOI:CNKI:SUN:JXJC.0.2019-12-133.

[2]李根.城市立交桥上下层桥梁同步施工中"工字钢+钢管柱"支撑体系技术研究[J].智能城市, 2020(21):2.

科研项目:中国建筑第二工程局有限公司科研项目课题（2022ZC160011）