水平杆对顶代替钢支撑换撑技术在地铁深基坑车站中的应用

水平杆对顶代替钢支撑换撑技术在地铁深基坑车站中的应用

李晓峰,,韩泽松,郏凯华,苏文志,夏强

中国建筑第四工程局有限公司  广东广州    510665

摘要：在传统地铁深基坑车站施工中，主要采用钢支撑换撑技术，该技术能够完成基坑围护。不过，换撑技术容易导致拆撑、架撑问题出现，其工序问题容易延滞工期，降低施工质量。为此，本文中主要探讨了水平杆对顶代替钢支撑换撑技术在地铁深基坑车站中的具体实践应用，以天津地铁7号线喜峰道站车站工程（以下简称B工程）为例展开相关技术应用探讨。

关键词：地铁深基坑；车站施工；水平杆对顶；钢支撑换撑技术；技术要点

前言：

在城市中，地铁车站深基坑围护结构一般采用地连墙配合内支撑支护体系，在支护体系中钢支撑比较常见。不过在换撑过程中所导致的拆撑、架撑在工序操作方面相对困难，容易影响工期正常操作，且非常消耗资源成本。而现如今，地铁车站施工需要突破传统，改变传统的钢支撑换撑技术施工方法，选择采用水平杆对顶、水平钢管来进行施工工艺方案改造。

一、B工程项目的基本概况

B工程项目中地铁线路车站为地下2层岛式车站，车站总长度达到517m。在施工中，其基坑深度为16.77～20.42m，且设计围护结构支撑体系建立钢支撑、换撑、混凝土支撑4道支撑体系。就换撑位置而言，需要在地下两层侧墙指定位置，架设规格为800x16的钢支撑换撑体系。在施工后半段，还要拆掉1道钢支撑，搭设换撑支架来巩固施工结构中板位置。

二、B工程项目的水平杆对顶替换撑基本思路

在B工程中，需要结合工程中原有结构建立中板高支模方案，保证在原有中板支架位置设计优化水平杆。大体来讲，还需要结合以下3点探讨基本施工思路：

其一，需要确保中板支架，建立纵横两向的支架结构体系，并保证纵横两向间距不变。B工程中采用到了规格为50x4.5的钢管作为水平杆，代替原有的横向横杆、水平杆，保证对接扣件有效连接，同时在立杆位置采用扣件并扣牢。

其二，在水平杆两端要安装可调整的U形顶托，同时旋转顶托螺杆位置确保其紧紧顶在侧墙位置。在保证水平杆两侧结构侧墙优化过程中，也需要建立竖向100mm x 100mm木垫。在建立高支模方案过程中，也要合理设置剪力撑构件，结合多道水平杆承担侧墙侧压力。

其三，在B工程施工中主要遵循“先顶后拆”基本施工原则，保证每一道钢支撑都能在侧墙混凝土位置成功施工，满足施工设计强度。而在架设水平杆过程中则需要对顶侧墙进行调整，确保其成功代替换撑，然后再将钢支撑拆除掉。

三、B工程项目的水平杆对顶替换撑的技术优势与基本方法

B工程项目中采用到了水平杆直接代替换撑，合理化减少施工流程，加速施工进度。在换撑过程中需要保证中板支架拆除到位，建立水平杆与模板支架之间的同步拆除施工机制。在结合地下两层结果分析侧墙施工过程中，需要保证多道水平杆代替换撑，从侧墙受力点分析调整受力面积，形成大面受力。在这里，需要结合结构受力内容进行分析，保证体现水平杆对顶替换撑技术优势。

在B工程中，需要在地下2层侧墙位置调整浇筑高度在4.00m以上，同步分析水平杆对于浇筑完成两侧侧墙间距，保证模板支架立杆建立水平纵向钢交接机制，满足支架搭设形式分析水平杆布置情况。一般来说，要保证水平纵向杆交接位置合理设置调整，例如设置两根水平杆，确保水平杆竖向间距控制在0.8m左右，水平间距则控制在0.9m。在建立横杆跨中加密设置多根水平杆，其换撑位置需要扩大布置范围，达到3.0m x 2.6m，同时布置超过40根水平杆有效代替原有的钢支撑换撑[1]。

四、B工程项目的水平杆对顶替换撑的施工工艺要点

B工程中采用到了多点施工工艺，主要围绕水平杆对顶替换撑展开，主要结合以下5点来谈：

（一）土方开挖

B工程中采用水平杆对顶代替钢支撑换撑，施工中土方开挖达到设计标高，结合施工综合接地要求做好垫层、防水操作，将底板钢筋直接绑扎、浇筑到底板混凝土上，形成至少3道钢支撑，并在最上层形成钢筋混凝土支撑，提高土方开挖施工水平。

（二）结构底板混凝土设计

在对B工程结构底板混凝土进行设计过程中，需要拆除1道钢支撑，保证地下2层支柱达到钢支撑强度，调整下侧墙混凝土，满足结构底板混凝土设计与施工要求。

（三）拆除侧墙模板

在B工程中需要拆除侧墙模板，确保模板施工达到设计强度。在搭设中板施工过程中，需要做好模板支架，结合模板支架建立多排水平干对顶操作，形成对顶侧墙换撑体系，并适当拆除1道钢支撑，保证搭设水平杆能够顺利对顶替换撑支撑，提高侧墙模板拆除施工质量。

（四）水平杆施工

在B工程中，需要对水平杆展开施工，保证所使用钢管规格达到48 x 3.5mm，结合车站结构横截面分析通长设置内容，建立接头对接扣件连接机制，建立水平杆与架体立杆安全固定机制，对其中的水平纵杆进行调整，满足扣件扣牢要求。而在施工中，还需要对水平杆搭设结构钢柱进行调整，在结构钢柱顶部进行对顶施工操作。施工中主要将结构钢柱顶部对顶到侧墙位置，在纵向方面设置100mm x 100mm木垫，且确保木垫位置、间距与水平杆保持完全一致。在施工中主要将水平杆端头直接调整为U形顶托。最后，需要顶紧木垫，确保所承担的侧墙侧压力不断提升

[2]。

（五）施工监测要点

在对施工监测过程技术要点分析过程中，B工程中采用到了碗扣状钢管脚手架，如此就能形成模板支架，合理分析换撑位置采用多道水平杆，有效对顶代替钢支撑换撑结构。就施工过程中，B工程施工还采用到了全站仪与水准仪，主要对支撑体系进行实时监测，对监测架体位移进行分析，时刻控制施工中的模板支架沉降与变形现象。

B工程项目在施工中主要对水平杆替代钢支撑换撑部位进行合理化设置，其中设置了2个沉降观测点以及3个水平杆位移体系，在使用水准仪、全站仪调整监测仪器过程中，需要保证监测仪器精度满足现场监测施工要求。在分析监测仪器定期实施专业监测部门检定过程中，还需要设置变形监测报警值，允许偏差问题出现，同时也对于监测仪器结合定期专业监测部门鉴定，设置变形监测报警值，分析允许偏差问题，其中支架挠度变形±25 mm，水平杆弯曲不大于20 mm。在控制监测频率方面，则需要搭设阶段2h/次、混凝土浇筑阶段30 min/次、拆除阶段1d/次。当监测异常或监测数据超过预警值时，必须立即停止施工，疏散人员，并及时进行加固处理。混凝土浇筑同时要求监测人员在浇筑实体外进行监测，随时掌握支架变形情况。通过实施经过专家论证的换撑方案发现，监测数据均在可控范围内。水平杆代替换撑施工满足其自身稳定性要求，在保障架体搭设质量及结点牢固性的前提下，水平撑杆可以取代原设计换撑的作用[3]。

总结：

综上所述，本文中主要围绕B工程项目分析了其水平杆对顶代替钢支撑换撑技术在地铁深基坑车站中的应用。在充分结合深基坑支撑体系过程中，需要分析场地、工期影响问题，确保换撑施工技术困难问题，主要采用水平钢管代替传统的换撑方案。在施工中要有效解决工期制约问题，有效克服换撑拆风险问题，有效总结适合于当前城市发展的水平钢管施工技术体系，同时也为未来同类工程提供重要的施工技术工艺指导与借鉴内容。所以在未来，还需要丰富诸多施工技术内容，确保地铁深基坑施工过程有效优化，提高工程项目整体施工质量。

参考文献：

[1] 李方明. 江漫滩复杂敏感地质条件下地铁施工对周边环境影响研究[J]. 国际地震动态,2019(12):69-70.

[2] 叶东昊. 富水软土地区深基坑对近距桥梁影响分析[J]. 建筑·建材·装饰,2019(24):73-75.

[3] 赵娜. 海滨地区深基坑围护结构变形监测规律研究[J]. 北京测绘,2018,32(1):119-122.