钢支撑特制构件在基坑工程中应用

摘要：介绍钢支撑特制构件（活络四通、单头活动端头和飞机型固定端头）的特点、工艺原理，指出了在基坑工程钢支撑中的施工流程与操作要点、材料与设备、质量与安全等关键环节。

关键词：钢支撑，特制构件，应用

Abstract: this paper introduces the steel support special component (loose stone, single head activities and the plane type fixed end points) features, process principle, it was pointed out that in the construction of foundation pit engineering steel support processes and key operation, material and equipment, quality and safety, and other key link.

Keywords: steel support, the special components, application

中图分类号：TV551.4

文献标识码：A 文章编号：

1、前言

基坑工程钢支撑中钢管与钢管之间平面交差连接，钢管与基坑表面的固定关系到钢支撑质量。传统的钢管与钢管之间采用立交方式，浪费了有限的施工空间；钢管与基坑表面直接固定，易受力不均衡。针对此情况，利用活络四通、单头活动端头和飞机型固定端头等特制构件有效的解决了平面交差连接和固定的质量问题。

2、钢支撑特制构件的特点

钢支撑特制构件适用于建筑、市政坑井进行钢结构的支撑。钢支撑活络四通是使交叉的钢支撑处于同一个平面，减少钢支撑占用的空间，同时还能提升钢支撑的顶部高度。具有可重复利用、连接简单、支撑方便、扩大空间利用率、支撑受力合理的特点。

单头活动端头包括圆形的钢管和与钢管端部相连的活动支撑头，钢管内焊接有穿过钢管轴线的插板，插板的端部伸出钢管外，活动支撑头具有一块支撑板和两块与支撑板相垂直的连接板，两连接板之间留有与插板的厚度相配的间隙，活动支撑头与钢管连接后，插板的端部插入到两连接板之间的间隙内并固定。活动支撑头与钢管是通过插板插接而成，可以优化轴向受力支撑状况，调节插接的深度就能改变钢支撑整体的长度，从而适应基坑侧壁支撑的微调，主板能支撑插板，利于轴向作用力传递，改变主板的高度就可以调节钢支撑的长度，固定主板使用高度调节板来调节，使用方便，调节精度高。

飞机型钢结构固定端头包括连接段和与连接段连接的支撑段，支撑段的端面为尺寸大于连接段直径的大平板，支撑段的两侧对称固定有飞翼，飞翼的一端固定连接到大平板上。飞机型固定端头使用大平板作为支撑面，扩大了支撑面积，提高支撑的稳定性，在大平板与小平板之间用飞翼连接，从而提高大平板的支撑强度。

3、工艺原理

活络四通包括一个内部具有通孔的主管和固定在主管两侧的连接法兰。主管用销轴将铰链座连接成铰链结构使得主管能绕着铰链旋转，方便在钢支撑钢管上移动，调整支撑位置，保证钢支撑受力合理。两连接法兰相互平行，连接法兰组成的轴线与主管内部的通孔的轴线相垂直形成十字交叉结构。

单头活动端头由圆形的钢管和钢管端部相连的活动支撑头组成，钢管内焊接有穿过钢管轴线的插板，活动支撑头具有一块支撑板和两块与支撑板相垂直的连接板，插板的端部通过活动支撑头与钢管连接后，插入到两连接板之间的间隙内并固定。通过调节活动支撑头与钢管插接而成的插板插接深度，来改变钢支撑整体的长度，从而适应基坑侧壁支撑的微调。

飞机型固定端头利用两侧对称固定有飞翼的支撑段，一段连接尺寸大于连接段直径的大平板，另一段连接小平板，大平板与小平板结合，通过飞翼连接，提高大平板的支撑强度。通过扩大飞机型固定端头的支撑面积，提高支撑的稳定性，克服现有技术中钢结构的端部支撑面积小容易陷入到基坑侧壁中的缺点。

4、施工工艺流程及操作要点

4.1活络四通施工操作要点

4.1.1 施工准备

对施工现场表层土进行清理，对较深基坑做好地表的初步支护，确保钢支撑活络四通连接空间的安全性。

4.1.2 活络四通与钢支撑的连接

活络四通半管一侧的销轴拆下，将半管绕着铰链旋转，使得半管相互打开形成一个卡入口，卡入口的宽度大于通孔的直径，将钢支撑卡入到通孔内，然后旋转半管将两半管扣合成一体，并在铰链处插入销轴固定，再将与卡入的钢支撑相垂直的钢支撑的端部通过螺栓连接到连接法兰，最终形成处于一个水平面的相互交叉呈十字形结构的钢支撑结构。

4.2单头活动端头施工操作要点

4.2.1 施工准备

对施工现场表层土进行清理，对较深支撑面做好地表的初步支护。按施工实际情况参数计算出所需的钢管、封板、插板、支撑板、主板等。

4.2.2单头活动端头与钢支撑结构端连接

钢管内焊接的插板与活动支撑头的连接板间以插接的方式进行连接。

4.2.3单头活动端头选壁支撑

插接好后，通过调节插接的深度来改变钢支撑整体的长度，从而适应基坑侧壁支撑的微调。

4.3 飞机型固定端头施工操作要点

4.3.1 施工准备

对施工现场表层土进行清理，对较深支撑面做好地表的初步支护。按施工实际情况参数计算出所需的飞机型固定端头大平板、小平板的面积，连接段的圆管的外径.

4.3.2飞机型固定端头与钢支撑结构端连接

连接段的法兰板通过螺栓连接到钢支撑结构端部的法兰板上。

4.3.3飞机型固定端头大平面板的选壁支撑

待法兰板连接好后，确定好整体的长度，然后将飞翼水平放置，将大平板的表面抵住基坑的侧壁。

5、材料与设备

主要材料为自主研发的活络四通、单头活动端头、飞机型固定端头。施工机械设备主要为液压千斤顶、硅整流电焊机、履带起重机等。根据工程规模，材料一设备数量会有所不同。

6、质量与安全控制

6.1 施工时遵照国家标准《地基与基础施工及验收规范》、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)和《市政工程制质量检验评定标准》（GB50169-92）。严格控制原材料特别是钢板的质量，对原材料进场后要进行检查验收，并按《建筑工程施工技术资料管理规程》要求填写《材料构配件进程检验记录》。单头活动端结构拼接、飞机型固定端头拼接时均要确保焊接质量, 防止焊口形变，造成钢制沉井断裂。控制单头活动端结构与钢支撑结构端部的连接。控制飞机型固定端头法兰板与钢支撑结构端部的法兰板之间的螺栓连接。

6.2电焊工等特殊工种工人在施工前，必须经过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗。起重机械及运输机械必须定期维护、保养并进行安全检查，严禁违章操作及非操作人员操作。吊索器具及绳扣配备使用应规范、合理，严格掌握报废标准。基坑内要设置一定数量临时上下便梯，周围应设可靠的栏杆并挂设安全网，栏杆高不低于1.2米。建立完善施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

7、工程实例

7.1南京地铁二号线一期明故宫站工程位于南京市中山东路与御道东街交叉口的东侧，车站沿中山东路东西向布置，埋置于中山东路路面以下。车站西端与规划的地铁6号线换乘，车站设计起点里程为K16+990.100，站台中心线里程为K17+72.0，终点里程为K17+179.500，总长189.4m，标准段宽度23.6m，车站底板埋深约16.79m，车站与六号线换乘段埋深约25.04m。车站共设4个通道、4个地面出入口、2个风道和4个地面风亭。

明故宫站工程基坑围护采用各种长度的Φ609×16钢支撑管、活络四通、飞机型固定端头、单头活动端头及钢垫箱、不同规格的斜垫箱和槽钢进行支撑。钢支撑连接中，通过活络四通的连接法兰及与主管内部的通孔来连接，将不同平面、相互交叉的钢支撑固定在同一平面上，从而提升了钢支撑顶部的空间，方便在钢支撑钢管上移动，调整支撑位置，保证钢支撑受力合理及基坑侧面的稳定性；通过单头活动端结构的应用调节插接的深度来改变钢支撑整体的长度；通过飞机型固定端头扩大了支撑面积，提高支撑的稳定性，从而提高大平板的支撑强度，大大提高了施工安全和效率。

7.2 宁波市轨道交通1号线一期工程市府站（天一广场）基坑维护工程位于中山东路上厂堂街―契闸街之间，沿中山东路东西向布置，为地下三层结构。西端接市府站，东端接天一广场站。区间起始里程K10+732.015,终止里程K11+148.985。该基坑围护工程基坑宽21.1―28.77m，长约416.97m，最大开挖深度为24.30m，最小开挖深度约为22.77m，均为结合下二层板边框架逆作的明挖法施工，围护型式为1.0m厚地下连续墙。

该基坑围护工程采用各种长度的Φ609×16钢支撑管、活络四通、飞机型固定端头、单头活动端头及钢垫箱、斜钢支座、钢垫块、钢楔块、高强度紧固螺栓、钢板等支撑材料进行支撑。钢支撑连接中，通过活络四通的连接法兰及与主管内部的通孔来连接，将不同平面、相互交叉的钢支撑固定在同一平面上，从而提升了钢支撑顶部的空间，方便在钢支撑钢管上移动，调整支撑位置，保证钢支撑受力合理及基坑侧面的稳定性；通过单头活动端结构的应用调节插接的深度来改变钢支撑整体的长度；通过飞机型固定端头扩大了支撑面积，提高支撑的稳定性。

作者简介：王羿（1982.1 --），男，浙江杭州人，工程师，技术负责人，主要从事建筑基坑、高架、桥梁等工程钢支撑设计、施工和服务等工作。

参考文献：【1】董金奎 杨天亮地铁深基坑施工钢支撑三保险安装 建筑安全 2010.8

【2】肖维义 用钻孔灌注桩及钢支撑作深基坑支护结构 福建建材 2010.4

【3】 许岚多类型围护结构及混合支撑在深基坑施工中的应用 建筑施工 2008.8