钢支撑在深基坑支护应用中的关键技术分析

钢支撑在深基坑支护应用中的关键技术分析

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摘要:本文简要对基坑支护的现有结构类型进行了总结,对深基坑钢支撑技术从钢围檩施工、钢支撑端头的模式、钢支撑的连接模式、钢支撑轴力计安装、施加预应力等五个方面进行了介绍,最后对深基坑支护的技术发展趋势从改变传统的静态设计观念、优化深基坑支护结构方案、发展信息监测与信息化施工技术等三方面进行了展望。

关键词:深基坑;钢支撑;钢围檩;连结

1深基坑钢支撑关键技术措施

1.1钢围檩施工中的关键技术措施

按设计施工图的布置间距,在排桩面定出支撑中心点位,以中心的水平线为基准,准确画出支撑牛腿的位置(多采用的是角钢制作),在螺栓点位上使用手持电钻在排桩上钻眼,打入膨胀螺栓,安装托架,托架安装好后吊装在地面上做好的钢围檩。当围护结构为桩时,采用每根桩上安装一个角钢托架,有钢支撑的位置处的桩上要安装2个角钢托架作为加强处理;当围护结构是连续墙时,角钢托架可安装设计间距安装,但是有钢支撑的位置处一样要增加托架进行加强处理。

在设计中钢围檩多采用2根I45B工字钢用钢板焊接而成,在贴向围护状一侧采用通长钢板与工字钢焊接。实际施工中可简化用钢板每500mm焊接在工字钢上作为连接,钢围檩与桩间空隙用细石混凝土填充密实,确保围檩受力均匀。在需要安装钢支撑的位置处需要进行加强处理,上下两面及工字钢内部都用20mm厚的钢板满焊,加强受力处的工字钢强度。

1.2钢支撑端头的模式及关键技术措施

钢支撑的端头根据用途分固定端和活动端。一般活动端采用20mm的钢板焊接在支撑端头并直接顶在围檩的托盘上;而固定端则为施加预应力的一端:一种是施加完预应力后采用活动楔子固定;一种是采用工字钢加工处理,在施加完预应力后焊接在钢围檩的托盘上。

采用活动楔子固定形式的端头笨重但是固定方便,在深基坑施工中使用不太方便。在控制连接长度的时候钢支撑的连接长度受到一定的限制,需要切割或增加支撑钢管。其端头形状见图1。采用工字钢焊接到钢围檩托盘形式的固定端头,是上一种端头的简化模式,它在变化钢支撑长度上和加工上有一定的优势,而且重量轻,安装方便,如图2所示。

图1活动楔子端头图图2工字钢模式的固定端、活动端图

1.3钢支撑的连接模式

钢管接长,在钢管接头处焊接上连接法兰盘,接头钢管壁面要切割成45°角,与法兰盘进行满焊才能保证质量。在焊接法兰盘前需要用水准尺进行平整度校核,法兰盘焊接完成后需要焊接加劲肋板,加劲肋板采用20mm三角钢板将钢支撑和法兰盘连接成整体。两节钢支撑的连接通过用螺栓连接法兰盘,螺栓上一定要注意使用弹簧垫圈。连接后要进行钢支撑的轴心检查,看支撑是否直顺。如不直顺可通过在法兰盘处添加不同厚度的薄钢板片来调整。如有条件使用的是整根钢管进行连接的支撑,为保证钢管挠度变形,一般可每3~4米在钢管上加焊一道加劲环,能更好的确保钢支撑稳定性。

在小型基坑中,基坑跨度小,如果吊装方便,钢支撑的长度应尽量长,减少连接点和加工量。在大型基坑中,基坑跨度长达上百米,由于钢支撑安装不便,无法施工大型吊装设备,可减少每节支撑的长度,多节拼装,但节数不能太多,否则对支撑稳定性有一定的影响,具体节数以设计计算为准。

1.4钢支撑轴力计安装

支撑架设中需要安装监测仪器,用来监测支撑受力情况,以分析围护结构的受力状况。支撑中安装的监测仪器一般采用轴力计最为直接和方便。轴力计安装中要注意线路长度,以能方便测量为准,同时注意轴力计压力头伸出的长度要满足受压后的收缩量,伸出长度过短会造成轴力计失去效用。具体安装模式如图3。

图3轴力计安装图

1.5施加预应力的控制

液压机及千斤顶等设备进场后必须对设备进行全面的检查验收,确保设备的安全可靠性。压力表要求找相关的检测部门进行标定,并出具检测证明。在钢支撑施加预应力前,计算出压力表的施压数据才能进行施压。施压前必须对千斤顶和压力表进行检查,保证千斤顶的进出油管的连线正确以及连接到对应的压力表。严禁千斤顶与压力表不一致就进行施压。千斤顶的摆放位置要与钢管管壁轴线对称,并且保证千斤顶前后水平受力。施加压力的过程中,不得有人员面对千斤顶的正面,并有专人负责观察受压部件的受力情况,如出现异常现象必须立即停止施压,当判定受压部件受损不能使用后,应卸载更换部件。当压力达到要求后,应及时打入钢板或活动楔子,不能留有空隙。之后才能卸载进行焊接。能源单面双面焊的焊接区的要求,不得有漏焊的地方。螺栓法兰管连接再次充满了紧张的一次压力后,确保了钢支架连接牢固。同时对用于保护钢结构支撑的限制,防止钢支撑结构支撑托盘钢板焊接而成,两端由碰撞发生偏移或脱落现象。

2未来深基坑支护技术将如何发展

2.1改变的静态设计的传统观念

对于深基坑的设计,目前国内外还没有计算的精确的方法,我国没有统一的支撑结构设计规范。深基坑支护结构设计仍然采用传统的“结构载荷法”,并深刻的结果实际的挖掘力结构有很大的差距,既不安全,也不经济。岩土工作者在国内外的探索和创建一个动态设计系统已形成共识,许多学者在这一领域展开调研。

2.2深基坑支护方案

深挖保持的设计和结构的结构是从上部结构不同,除了指数不同类型的土壤,地下水水位,土壤的物理和机械性能,和环境条件,直接关系到支撑结构的选择。在深基坑工程支撑结构是必不可少的选择程序,选择支撑结构的类型是否合理,安全可靠,精心施工,缩短工期,带来可观的经济和社会效益。在另一方面,一个合理的解决方案,甚至不惜成本高,并不一定能保证安全。支撑结构的可见的形式的优化是深基坑技术发展的必然趋势。

2.3建设信息监测和信息技术发展

施工过程中的不可预测性以及采矿和不确定性的力学参数的实际情况基坑工程设计与施工,将不可避免地导致的形成条件是不是满意,是在建设过程中需要通过反馈监测信息的设计进行修改,和建设。因此,施工坑监测精心组织施工监测的重要组成部分的各方面可以根据周围环境的预测施工基坑变形的影响程度采矿组织者的信息及时反馈,确定并评估和预测的变形和国家长治久安的发展将导致建立一个稳定的状态,下一代战略,信息技术及施工建设的进一步挖掘。

3结语

深基坑内支撑技术是深基坑支护中一个较复杂的技术领域,由于地质条件复杂、受力状态多变、结构形式多种多样,构成了其自身的特殊性,给深基础工程领域带来了新课题。设计和施工过程中,首先要严格保证支护工程安全可靠,其次要兼顾造价经济合理。先进的深基坑内支撑支护技术是现代基坑工程应用发展的必然趋势,相信随着科技的迅猛发展及广大建筑科学者的努力,更加先进的深基坑内支撑支护技术将得到广泛的应用。

参考文献:

[1]郭亮.深基坑内支撑技术应用现状及研究进展[J].四川建材,2016,42(1).

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