深基坑支护体系中倾斜钢格构立柱的加固技术
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇深基坑支护体系中倾斜钢格构立柱的加固技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘 要：针对某工程基坑内钢格构立柱倾斜的施工质量问题，提出了倾斜格构柱顶端与相邻格构柱底端增设槽钢拉结的加固方案。通过计算分析，该加固方案结构可靠，并成功应用于基坑工程。
关键词：基坑；格构柱；倾斜；加固技术
1 工程概况
某商务大厦工程地上24层，地下2层，总建筑面积42103O。本工程基坑采用排桩+一道混凝土支撑的支护体系，开挖面积13500O，开挖深度8.4m。支承混凝土支撑的立柱桩为Φ600钻孔灌注桩，立柱采用钢格构柱，材质Q235b级钢，插入钻孔灌注桩内2000mm。
2 发生倾斜的格构柱
水平支撑梁施工养护完毕后，随着基坑开挖的加深，发现对撑区域内存在3根倾斜的钢格构柱，其中G21顶部向西倾斜45cm，G23、G24顶部均向西倾斜75cm。（见图1）。支撑梁面标高4.000m，垫层面标高-9.900m，格构柱高度为5.9m，截面500×500mm，角钢型号为L100×10，缀板为420×200×8@600。
图1 支撑对称区域倾斜的钢格构柱平面位置
3 加固方案
为防止倾斜格构柱对整个支撑受力体系产生负面影响，需做加固。根据倾斜格构柱就近拉结的原则，采用[28a槽钢将格构柱G21、G24、G23顶端分别与相邻格构柱G20、G23、G22底端拉结，使之形成几何不变体系以平衡偏心力引起的附加弯矩（见图2、图3）。槽钢与钢格构柱拉结处采用三面围焊方式，格构柱上预先加焊一块-420×600×10钢缀板，保证槽钢三面围焊所需的焊接面（见图4）。
4 加固后的计算分析
4.1 结构内力计算
采用迈达斯计算软件，对加固后的格构柱结构内力组合进行计算分析，计算结果汇总见表1。
4.2 钢格构柱验算[1]
G21、G23、G24钢格构柱当作压弯构件进行验算，以格构柱G23为例验算。G23柱验算轴力和弯矩作用平面内的稳定：
查表得L100×10等边角钢截面特性如下：
重心矩Z0=28.4mm，惯性矩Ix=179.5cm4，回转半径imin=1.96cm，截面积A0=19.26cm2；
格构柱截面积A=4×A0=77.04cm2
根据表1可知，G23格构柱的内力如下：
N=352.9kN，Mx=31.5kN・m；
格构柱回转半径
由此查《钢结构设计规范》附表（b类截面）得， =0.922
格构柱弯矩作用平面内的整体稳定验算：
=49.68+34.72=84.4N/mm2≤[ ]=205 N/mm2 满足要求。
4.3 焊缝验算
槽钢采用三边围焊的方式焊接在格构柱缀板上，均为满焊。取焊角尺寸 =6mm， =1.22，槽钢最大轴力N=35.8KN。
正面焊缝验算：
得焊缝计算长度 ≥44mm，
侧面焊缝验算：
得焊缝计算长度 ≥59mm，
现场实际正面焊缝长度大于60mm，侧面焊缝长度大于70mm，二者均满足要求。
4.4 槽钢验算
查表得[28a槽钢截面特性如下：
重心矩Z0=2.09cm，惯性矩Ix=4753cm4，回转半径ix=10.9cm，截面积A0=40.02cm2；
槽钢计算长度l0取12m；
槽钢长细比验算：λ=12000/109=110.1
[28a槽钢允许最大受拉力为820.4kN，而实际受拉轴力为36kN，满足要求。
5 施工要点
5.1 施工流程
格构柱清理焊接部位放样格构柱底端钢缀板焊接槽钢临时支撑及操作平台架设槽钢与格构柱底端焊接槽钢与格构柱顶端焊接验收。
5.2注意事项
（1）焊条、垫板和引弧板焊条必须符合设计要求的规格，焊条的药皮如有剥落、变质、污垢、受潮、生锈等不准使用。
（2）焊工需持证上岗，确保钢缀板、槽钢的预制和焊接质量，所有钢构件焊缝厚度不小于方案要求，保证接触边长度内满焊；焊接过程中焊缝全部要融合、焊头、饱满且均匀，不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷[2]。
（3）三面围焊的转角处需连续施焊，焊接时从中心向四周扩展，按照结构对称、节点对称的焊接顺序。
6 结 语
深基坑工程中，组成基坑支护体系的任何部位，其施工质量不容忽视。本例采取了槽钢拉结倾斜格构柱的加固方法，使倾斜格构柱群的整体承载力得到了大幅提高。从基坑开挖至地下室土方回填完成，基坑变形一直处于受控状态，可为类似工程提供加固参考。
参考文献
[1] 张启明，夏志斌，刘锡良等.钢结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社， GB50017-2003.
[2] 王寿华，侯军伟.建筑施工手册[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2003：734.
作者简介：邢国然（1972―），男，湖北阳新人，高级工程师，从事建筑工程技术管理工作。