钢支撑\钢围懔在深基坑支护工程施工中的应用
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摘要：深基坑支护结构可以起到挡土、截水、保证基坑稳定性、承担必要的施工荷载、保证地下结构工程的顺利施工的作用。目前的支护形式比较多，如何选取一种即经济合理，同时又能够保证施工质量、施工进度的深基坑支护类型尤为关键。本文结合工程实例探讨了钢支撑在深基坑支护工程中的应用。
关键字：钢支撑围懔基坑支护
中图分类号：TD3文献标识码： A
一、工程概况
南京地铁三号线是南京市南北客流主干线，贯穿大江南北、连接主城江北新市区和东山新市区，连接禄口机场、南京南站、南京火车站及江北火车站最重要的交通枢纽。我标段承建的南京地铁三号线D3-TA13-1标，为明发广场站～南京南站站区间工程，从平面位置上，由北至南具体划分为四个部分：一为盾构井基坑，二为北基坑，与绕城公路合建段以北至盾构井之间，作为一个独立的明挖基坑；三为与绕城公路合建段基坑，三号线地铁主体下穿绕城公路D19#敞开段，部分结构顶板与绕城公路敞开段合建，此段采用盖挖法施工，四为南基坑，与绕城公路合建段以南至暗挖段区间，作为一个独立的明挖基坑。左线全长146m；右线全长161m。
二、支撑形式
在明挖基坑与盖挖基坑周边围护结构采用钻孔灌注桩作为基坑围护形式，在钻孔桩外侧采用三轴止水帷幕进行基坑防护。为防止基坑变形、坍塌，基坑内部采用φ609大钢管作为基坑的支撑形式。明挖北基坑支撑形式为1道砼支撑+4道钢管支撑。盖挖基坑为一道钢支撑，第一段架设长度为北基坑向南30米，架设高度为地铁顶板上返1米位置。第二段长度为30米，架设高度为底板上返2米位置。围懔均采用钢围懔。
三、施工原理
首先进行基坑围护结构的施工，待围护桩施工完成后，进行冠梁施工，施工前，先对周边围护结构钻孔桩桩头进行凿除，清除余土、浮浆，露出新鲜混凝土面，调制桩顶钢筋，再进行冠梁施工。待冠梁施工完成后进行基坑内土方开挖，土方开挖到每层围檩设计标高后，停止开挖，在基坑四周的围护桩上进行三角托架的安装，安装完成后进行钢围懔的安装，安装完成后，进行钢管支撑的架设，因基坑内钢管支撑较长，长度为23米，无法完成一次性吊装，施工时需在预埋的格构柱上焊接牛腿设置支点，分段吊装，完成拼接。盖挖基坑内无法进行大型机械操作，只能采用小型挖机配合人工进行吊装，所以需要更多阶段的拼接，最后在格构柱支点处连接为一整体。钢支撑安放到位后，将液压千斤顶放入活络端顶压位置，按设计要求逐级施加预应力。预应力施加到位后，固定活络端，烧焊牢固，预应力施加应在每根支撑安装完以后立即进行。支撑施加预应力时，由于支撑长度较长，有的支撑施加预应力很大，安装的误差难以保证支撑完全平直，所以施加预应力的时候为了确保支撑的安全性，预应力分阶段施加。复加应力时应注意每一幅连续墙上的支撑应同时复加，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内。施加完成后继续进行下一步土方开挖，依次类推，直至开挖到设计底标高。
盖挖基坑内，破除完洞门，进入盖挖基坑后，首先进行土方开挖，开挖到设计围懔标高后进行三角托架安装，然后进行钢围懔安装，完成后进行钢管支撑架设，架设完成后，进行下一步主体结构施工。
法兰盘连接图
钢支撑安装示意图
每层钢支撑架设
2、施工特点
采用钢支撑、钢围懔施工具有施工速度快、架设方便、操作易控制、节省施工时间等特点。
施工中，吊装部分全部由机械完成，人工只需进行焊接、安装、施加支撑轴力等工序，无需像采用混凝土支撑、围懔时产生的较多工序。
3、适用范围
钢支撑、钢围懔的施工适用于各类深基坑、明挖基坑、盖挖基坑的基坑加固。
三、应用效果
1、应用情况
采用钢支撑、钢围懔进行施工较混凝土围懔施工速度快、施工过程容易控制，施工中拼装方便，但要随时注意施加轴力问题，应保证钢支撑轴力在设计范围内，保证其轴线及支撑两端高差在允许范围内，经明挖基坑及盖挖基坑安装使用，达到了其效果。
2、效益分析（明挖基坑）
（1）采用钢围懔、钢支撑
除冠梁外，剩余四层采用钢支撑，每层13道，每层安装时间：托架1天、钢围懔需要3天、支撑架设需要3天，累计每层需要7天时间。
（2）采用混凝土围懔
开挖到设计标高后需要进行混凝土围懔的模板安装，因土质较软，需要安装牛腿托架、搭设混凝土模板、钢筋绑扎等工序，一层混凝土围懔施工时间：安装牛腿2天、模板安装2天、钢筋绑扎1天、混凝土浇筑1天、浇筑完成后等待混凝土强度5天、支撑安装3天，累计需要14天。
分析来看，采用钢围懔每层将节约7天时间，明挖基坑4层累计节约28天。
采用钢围懔不但能够大量的节约工期，保证施工质量，主要一点，钢支撑安装完成后，固定牢靠，安全系数高，而混凝土围懔不但浪费时间，且自身重量较大，长时间暴漏，自身会存在下沉现象，形成较大的安全隐患。