深基坑工程中短斜钢支撑换撑施工技术

作者：李伟平，张海波

随着城市建设的快速发展。深基坑工程越来越普遍。在内支撑型深基坑工程施工过程中支撑拆除是广泛存在的一个施工过程，即采用换撑技术解决支护由于内支撑拆除所导致的稳定问题，使基坑支护在新的条件下重新建立平衡。现在越来越多的深基坑工程开始使用短斜钢支撑作为换撑使用，实践证明短斜钢支撑作为换撑使用方法简便有效，收效明显，在工程中具有良好的适用性。

短斜钢支撑作为换撑延续了钢支撑施工方便快捷的优点，并且相较于传统直撑换撑，短斜钢支撑占地更小，使用材料更少，施工起来更加安全，适用范围广，具有施工速度快、安全系数高、经济效益好等优点。

工艺原理

短斜钢支撑换撑体系由预埋钢板、短钢支撑管、钢垫箱、活络端及钢楔块组成，见图1。

短斜钢支撑作为隧道换撑，是指在先期支撑完工的情况下完成前期结构施工后，先期钢支撑影响后续结构施工，故需对先期支撑进行拆除，在前道完成的底板与侧墙结构上安装短斜钢支撑作为支护结构，同时利用基础底板及侧墙结构维持结构稳定，以便后续主体结构施工，钢支撑管与侧墙底板结构之间的斜角空隙通过三角形钢垫箱垫实。

使用斜撑代替直撑，所用的钢支撑管大大减少，吊装施工更加方便快捷，占地面积小，也大大增加了施工安全性，可以有效的节省空间及材料，加快施工速度。

艺流程及操作要点

工艺流程

预埋件安装-前期主体结构施工-焊接钢垫箱-拆除前期支撑同时进行换撑施工-后续主体施工。

操作要点

(1)在侧墙及基础底板施工时，需按照设计位置测量放养预埋钢支撑预埋钢板，预埋钢板上采用穿孔塞焊连接16根22 mm的钢筋与主体结构主筋相连。钢板需平直无凸起，在浇筑混凝土时，需注意钢板下混凝土密实无空鼓，需保证侧墙与底板的预埋件中轴线在同一平面上，见图2。

(2)主体结构混凝土浇筑完成后，在预埋钢板上焊接换撑刚垫箱，钢垫箱为三角形结构，见图3，换撑与预埋件通过钢垫箱密实接触，实现轴力传递。

(3)在结构混凝土达到换撑施工的设计强度后方可进行换撑施工，换撑施工时，首先计算换撑长度，换撑长度需比预埋件净距小20～30 em(活络端缩进时)，钢支撑安装使用吊机施工，活络端朝下，支撑吊起时两端由人工牵引，以维持支撑的基本稳定。施加轴力时应使用吊车将钢支撑吊起保证活络端与钢支撑中心在同一条轴线上且与支撑面垂直。

(4)钢支撑吊装就位后，先不松开吊钩，将活络端拉出顶住预埋件，在活络头两侧(钢支撑的左右侧)各安装油压千斤顶，接通油管两个千斤顶同时施加预应力。预应力到位后在活络端楔紧楔块，然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，完成换撑安装，见图4。所有连接处，均需垫紧贴密，防止钢管偏心受压，预加轴力分级加载，并对预应力值做好记录。

质量控制

(1)加强钢支撑加工质量控制，进场验收必须严格，不合格的必须退场。钢支撑安装时，轴线偏差不大于5 em，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固，同时为防止钢支撑在施加轴力前由于自重产生过大的挠度，在施加轴力时汽车吊吊装钢丝绳必须持力，不得放松。钢支撑安装前一定要检查拼装成型的支撑是否平直，不平直(或存在变形)的要禁止使用。

(2)加强对工人的质量意识教育；加强制作、安装、焊接过程自检工作；将问题发现解决在萌芽

状态；建立奖惩制度，对一次达标验收率高的作业班组或者个人给予奖励，对屡次出现不合格产品的班组进行处罚。

(3)主体结构浇筑时，尤其注意加强预埋钢板部位的混凝土振捣，并使用小锤锤击钢板检查钢板下混凝土的密实情况。

(4)在埋设预埋钢板时，钢板安装时需加强锚筋与主体钢筋的焊接质量，防止在进行混凝土浇筑振捣时钢板移动，钢板焊接前需进行复核并在钢筋上标识出钢板位置。

(5)预应力损失主要是钢销子安装不密贴，或者因为钢销子接触面不平直光滑，出现毛刺现象，在千斤顶泻力后，钢销子受力后密贴造成轴力损失。在加工钢销子是，钢销子切割面必须平直，而且用力使钢销子与钢销子之间，钢销子与支撑之间密贴，确保千斤顶泻力后应力损失最小。

安全措施

主要安全风险分析

(1)换撑施工不及时，导致围护结构严重变形甚至失稳；

(2)钢垫箱焊接施工不规范，造成支撑脱落；

(3)吊装作业不规范，容易造成物体打击事故。

保证措施

(1)在换撑施工过程中必须严格按照设计要求的施工顺序进行，换撑施工要做到随拆随支，尽量减小结构空置时间。

(2)施工前对操作人员组织安排技术安全交底会议，明确施工技术及安全要求，检查操作人员的特殊工种证书，必须做到人证合一。在钢支撑安装前检查钢垫箱焊接质量，对于焊接质量不合格的，

对该操作人员进行取消操作资格进行再培训。

(3) 进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育，对施工人员加强安全施工的教育，定期进行专业安全检查。支撑吊装时其吊车下方及支撑回转半径内严禁站人，高空作业要系安全带。

(4)施工中需要重点做好对钢支撑安装和使用过程中的轴线偏差、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。

应用实例

宁波机场快速干道永达路连接线工程I标段采用本工法并取得良好效果(见图5)，该工法有效解决了工程基坑两侧施工场地小，工期紧的困难，使主体结构施工可以连续进行不问断，在要求工期内高速速高质量的完成施工，得到监理及业主的一致好评

结语

短斜钢支撑作为换撑技术，较传统直撑换撑相比不受场地的限制，施工机具简单，机械使用率高，具有效率高、工期短、效益好等优势。

经过施工总结可知，短斜钢支撑换撑质量良好，可有效保持结构稳定及结构安全；换撑施工阶段中，节省工期40％，节约材料费40％～50％，具有显著的经济效益。

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