型钢梁在基坑支护中的应用

【摘要】本文主要讲述在基坑支护过程中，遇到支护结构与承台距离近，采用常规的混凝土搅拌桩支墩施工困难，采用型钢梁紧固于支护桩，支护桩在受到水平推力的作用下，会对钢梁和搅拌桩同时产生水平力作用，型钢梁则以两端的搅拌桩格栅支墩处的支护桩为支点产生简支梁受压作用，从而减少基坑支护结构的变形。

前言：基坑支护结构就是要保证周边建筑物、地下管线、道路的的安全和正常使用，还要保证地下结构的施工空间。在土方开挖过程中，支护结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，或出现压屈、局部失稳、支护结构及土体整体滑动或坑底土体隆起而丧失稳定等，都会导致工程事故。本文主要阐述采用型钢梁来增加支护结构的整体性，从而提高支护结构的稳定性。

【关键词】型钢梁 基坑支护 应用

一、工程概况

我司承建的水韵翔庭项目，在广州经济技术开发区西区，有六栋住宅楼和一栋餐饮中心，这七栋建筑物的地下室连成一片，基坑开挖深度达10m，基坑支护采用旋挖灌注桩，支护桩顶变形预警值为28mm。

在±0.00m下3至6m处有一层厚度达十几米的淤泥层，因此支护桩采用格栅搅拌桩坑内加固，又因为地下室边桩距支护桩只有0.5m，桩不能连续，在边桩承台处支护桩没有格栅搅拌桩压脚，支护桩有变形过大的危险，经过研究我司提出了通过型钢梁的正截面受弯作用抵抗支护桩的水平推力和变形，使未施工搅拌桩格栅支墩的支护桩段的水平位移满足设计要求。

搅拌桩与型钢梁复合支墩体系结构组成包括：钢筋预埋、H型钢、沙包，如下图所示：

图1：搅拌桩与钢梁支墩体系示意图 表1：主要材料表

名称 规格

H型钢 HN400*200*20*8*13

预埋圆钢 Φ20@500mm

固定圆钢 Φ20@1300mm

沙包 /

二、 技术分析

在淤泥层基坑施工过程中，因淤泥土体蠕变效应对无格栅搅拌桩压脚的支护桩产生水平作用力。由于钢梁紧固于支护桩，支护桩在受到水平推力的作用下，会对钢梁和搅拌桩同时产生水平力作用，钢梁则以两端的搅拌桩格栅支墩处的支护桩为支点产生简支梁受压作用。

此时当H型钢的承载力和刚度满足设计的水平荷载作用下支护桩的变形要求时，即搅拌桩和H型钢均未产生超过设计限值的位移和变形时，搅拌桩格式支墩作为简支梁支点承受支点处的水平推力，钢梁则通过支护桩的连接作用，以搅拌桩格栅支墩为支点承受搅拌桩格栅支墩间隔位置（即工程桩施工位置）的水平推力。

三、施工工艺

1、施工工艺流程

场地准备测量放线钢筋笼制作钢筋笼上定位预埋钢筋焊接点在定位点上预埋钢筋并在钢筋笼纵筋焊接放置钢筋笼并灌注桩混凝土支护桩底部混凝土搅拌桩施工土方开挖准备沙包基坑开挖后在边桩两侧队沙包安置H型钢凿开支护桩上的预埋钢筋固定钢筋与预埋钢筋焊接箍住H型钢并点焊固定。

2、施工过程

（1）、场地准备，做好场地的三通（路、水、电）一平（清除施工场地区内的障碍物）;查清地下管线的位置并进行清除或迁移;将场地内局部地洼的地方用砂填平压实。在场地合适位置设置泥浆池。

（2）、施工放线、进行灌注桩和搅拌桩的施工。

（3）、为保证预埋钢筋的位置在同一条水平线上，距离基坑底面高度为0.5m，进行钢筋预埋点计算，具置见下表所示：

表2：钢筋预埋点位置计算表

安装位置自编号 支护桩自编号 支护桩开挖深度（到岩层）（m） 桩顶标高（m） 预埋圆钢标高计算值（m） 预埋圆钢距离桩顶的距离

（焊接位置）（m）

1 24.132 -0.426 -10.698 10.272

2 24.135 -0.429 -10.693 10.264

3 24.136 -0.375 -10.705 10.330

4 24.131 -0.392 -10.711 10.319

1 23.537 -0.297 -10.717 10.420

2 23.539 -0.287 -10.726 10.439

3 23.542 -0.297 -10.711 10.414

4 23.544 -0.326 -10.707 10.381

1 23.137 -0.441 -10.687 10.246

2 23.132 -0.428 -10.692 10.264

3 23.129 -0.434 -10.731 10.297

4 23.125 -0.419 -10.737 10.318

（4）钢筋笼的制作及预埋钢筋的焊接，在支护桩上预埋圆钢直径为20mm，预埋圆钢焊接在螺旋箍筋上，焊接采用单面焊，焊缝长度为200mm，并带弯勾，另一端取150mm，弯曲后预埋在保护层内（见预埋钢筋安装示意图）。

图2：预埋钢筋安装示意图 图3：钢梁固定示意图

（5）、安装钢筋笼，浇筑支护桩混凝土;混凝土28天龄期后，强度满足设计要求，进行土方开挖。

（6）、堆载沙包，沙包堆积高度0.3m至型钢梁底部并压实。

（7）、安装H型钢，把预埋圆钢附近的混凝土凿除、调直，使用直径为20mm的钢筋固定圆钢箍住H型钢，与预埋圆钢焊接连接。将H型钢与支护桩紧密连接，型钢与支护桩之间的水平缝隙用木楔顶紧。

（8）、基坑施工过程中，第三方检测单位检测数据数据显示，支护桩顶部累计最大沉降为15.1mm，顶部水平位移累计最大值为16.9mm，均小于设计要求变形预警值28mm。

四、结束语

水韵翔庭项目地下室建筑面积27583O，基坑开挖最大深度为10m，因边桩的阻碍，格栅搅拌桩不能连续，在运用了搅拌桩与型钢梁复合支墩在基坑支护中的应用技术后效果良好，从第三方基坑监测来看，支护结构顶部累计最大沉降为15.1mm，小于一级地块变形报警值28mm，支护结构顶部累计最大水平位移为16.9mm，小于一级地块变形报警值28mm。确保施工安全，保证施工质量，提高施工速度。

参考文件：

（1）、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

（2）、《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2010

（3）、《工程测量规范》GB50026-2007

（4）、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013