浅谈地铁车站钢支撑施工工艺

摘 要：钢支撑架设与基坑土开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑稳定的成败。

关键词：钢支撑；钢围檩；固定端；活接头；预应力

1、引言

在地铁车站深基坑的施工支护结构中，钢支撑系统以便于安装和拆除，材料可以周转使用，消耗量小，可施加预应力以合理的控制基坑变形，钢支撑施工周期短，有利于缩短工期，加上目前国内已实现了钢支撑杆件的标准化、工具化，使得钢支撑在地铁车站深基坑施工支护中得以推广使用，在特定的条件下，钢支撑有着较强的优越性。以大连地铁1号线湾家站车站为实例浅谈地铁车站钢支撑施工的工艺。

2、工程概况

大连地铁1号线湾家站车站共设3个出入口，2组风道。1号出入口分1A出入口、1B出入口紧贴红旗中路布置在道路南侧。2号出入口、3号出入口沿红旗中路布置在道路北侧，2组风道分别设在车站两端。

车站附属1号、2号、3号出入口及2号风道采用Φ800@1200mm围护桩+钢支撑支护，围护桩一桩到底。桩间网喷100mm厚C25混凝土，内设Φ8@150×150钢筋网。1号风道上部采用Φ800@1400mm吊脚桩+钢支撑支护，设置2道钢支撑；下部采用喷锚支护，喷射100厚C25混凝土，内设Φ8@150×150钢筋网，岩层锚杆采用Φ25钢筋，孔径150mm。

具体详见附件1号、2号、3号出入口及1号2号风道围护结构平面布置图。

附属钢支撑均采用Φ609钢管，壁厚t为16mm，钢腰梁采用双拼I45b组合工字钢。

3、施工部署

为保证钢支撑按期优质完工，将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，及时制定出相应有效措施，确保工程单项工期目标和质量目标的实现。

4.1 土方开挖

4.1.1开挖步序

土方开挖原则：竖向分层，纵向分段，中部拉槽。根据钢支撑、锚杆设计位置及现场实际等情况，拟将基坑竖向分3 层，竖向分层高度根据围护结构尺寸、钢支撑架设要求以及挖掘机开挖能力确定。 灌注桩施工结束后，首先进行土方开挖工作，土方开挖竖向分3层进行，第一层为现况地面至设计标高20.2米，开挖深度为2.8m，与此同时开始进行第二层中部拉槽，槽顶边沿距两边围护桩内侧留2m宽土台，拉槽坡度为1：0.5，以利于挖掘机进行下部土方开挖，拉槽完成后开始安装第一道钢支撑。

第二层土方开挖至第二道钢支撑下50cm，同时完成第三层开挖拉槽，安装第二道钢支撑。

第三层土方开挖至第三道钢支撑下50cm，同时完成底板开挖拉槽，安装第三道钢支撑。

4.1.2施工注意事项

1.土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。

2.沿围护桩两侧各留2.0m宽平台，充分利用其土体抗力保证围护结构的稳定，又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水，在钢支撑架设完毕后，进行下面一层土方开挖前再挖除预留平台部位的土方。

3.基坑开挖过程中及时架设钢支撑，保证基坑正常开挖及保证在加载卸载过程中围护结构的受力符合设计。

4.2钢支撑施工

4.2.1钢支撑施工准备

（1）钢支撑的加工、组装

1、 钢围檩采用Ⅰ45b工字钢两根并放，围檩间采用2.0cm钢缀板连接。详见附件三《围护结构钢腰粱设计图》。

2、 钢支撑固定端、钢支撑活动端、钢支撑连接方式详见附件四《围护结构钢支撑设计图一》和附件五《围护结构钢支撑设计图二》。

3、在钢支撑活接头箱室两端各焊有千斤顶支托架，以便由千斤顶施加预应力，支托架采用1.2cm厚的钢板加工，主背钢板与钢管间（钢管外侧）每侧各焊有2道2.0cm厚的外肋板，以承受千斤顶方向轴力。

4、由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。支撑运输前需对构件进行编号，运至现场进行拼装，组装为成型的单根钢支撑。

（2）装配件加工、预埋

钢支撑装配件加工主要有固定端和活接头，三角支架的安装，螺栓的安装。

5、质量保证措施

5.1钢支撑稳定的保证措施

a. 基坑开挖应严格遵守“分层开挖”的原则，支撑架设与土方开挖密切配合，开挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方，以防止机械碰撞支撑；采用人工配合小型机 具开挖围护桩桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和灌注桩，土方挖到设计标高后及时架设钢支撑并施加预应力，减少无支撑暴露时间。

b. 钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，尤其注意斜撑的稳定性，在斜撑作业时，安装每一环节 均要做到精心作业，同时钢围檩在制作、安装过程中也必须保证其稳定、强度及变形的要求，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测，确保其稳定性。

c.钢支撑安装时，轴线偏差≤5cm，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时产生过大的挠度，在施加轴力前先将挠度校正至水平。

d.钢支撑安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直，不垂直的要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上支座上，并且紧固好。

6、安全施工措施

钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，并注意观测其变形，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测及防护，以确保其稳定性。为此，特制定以下措施。

1、进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。

2、对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检查。

3、钢支撑加工前由负责加工的工长对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。

4、土方开挖时，要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。

5、钢支撑在运输过程中要注意交通安全，运输车尾应设置小红旗、警示灯等安全设备。

6、在安装牛腿、钢围檩时一定要注意在边坡设防护栏，并同时安排专人将边坡上部将杂物清理干净，防止坠物伤人。

7、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。

8、由于钢支撑跨度较大，活荷载对其影响较大，易使支撑因震动而失稳，所以严禁在其上放置各种物体及人员攀登和行走。

9、土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。

参考文献

1、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

3、《建筑地基基础施工质量验收规范》（GB50202-2002）

4、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）

5、《建筑钢结构荷载规范》（GB50009-2001）

6、建筑钢结构焊结技术规程（JGJ81-2002）

7、《湾家站岩土工程勘察报告》

8、建筑机械使用安全技术规程 （JGJ33-86）

9、《湾家站物探报告》

10、《大连地铁2号线工程湾家车站附属围护结构施工图》

11、国家和大连市有关施工的法律法规