深基坑钢支撑在工程中的应用
摘 要：本文结合青岛地铁03号线双山车站基坑支护施工, 简述深基坑钢支撑施工的施工工艺和质量控制的要点。
关键词：基坑稳定、钢支撑、钢围檩
前 言：地铁明挖施工过程中，深基坑钢支撑施工是必不可少的一道工序，钢支撑的稳定性是控制整个基坑安全的重要因素之一，其主要作用是增加开挖基坑的安全稳定性。
钢支撑主要规格有Φ400，Φ580，Φ600，Φ609，Φ630，Φ800等。
1．概况
青岛地铁03号线双山站位于青岛市四方区黑龙江路与合肥路的交叉路口黑龙江路西侧，沿黑龙江路东北－西南走向。双山站起点里程为Ｋ13+489.796，终点里程为Ｋ13+740.796，车站总长度为251ｍ。车站主体采用明挖法施工，为了保证基坑的安全稳定，保证下一步主体施工的顺利进行，采用钢支撑（Φ609）进行支护。一般情况下，第一道钢支撑安装在冠梁的预埋钢板上，第二道钢支撑需要与钢围檩结合使用。
2．施工流程
施工准备→测量放样→支撑托架安装→支撑管安装→施加预应力→检查轴力复加→复紧支撑连接螺栓→换撑→拆撑。
2.1施工准备
按照图纸设计要求，确定钢支撑长度，预先定制符合施工质量标准和长度要求的支撑管和钢围檩。冠梁浇筑前，提预埋钢支撑预埋件（防止钢管支撑变形端头采用厚12mm 钢板作成的端承板和钢筋拉环Φ26～Φ30mm ）。
施工前，凿出冠梁中的预埋钢板钢板，施工人员、吊机（或龙门吊）应提前到位，同时准备好电焊机和钢丝绳等机具材料。
2.2测量放样
基坑开挖至冠梁下50cm 后，立即测放出第一道钢支撑位置线，使用全站仪确定钢支撑安装位置，实际操作中，只需要确定端头第一根钢支撑安装的位置即可，剩余部分可使用钢尺测量，间距要符合设计要求。
继第一道钢支撑，随着基坑的开挖，下面的钢支撑都必须先安装钢围檩和钢围檩托架，
使用水准仪利用已知的水准控制点放出两个距离适宜的托架端点，用以标示托架安装水平线，依次测量直至施工尽头。
2.3支撑托架安装
施工时按照设计支撑管底标高， 将钢
牛腿于地下连续墙竖向主筋双面满焊成三
角形托架，通过测量放线，在两个水准点间
拉线确定钢围檩托架的安装水平线，然后使
用钢尺标点，间距和钻孔桩间距一致，在围
护侧壁上面使用电钻钻孔，安装膨胀螺栓，
进而固定钢围檩托架，详见图1：钢围檩托
架。 图1：钢围檩托架
2.4支撑管安装
支撑管按要求制作好运到施工现场，在现场用高强螺栓连接组装好后，用吊机吊装，吊装过程中需要绑上保险牵引绳，基坑两侧需要同时有人，调整安放的位置，详见图2。安装完成后，在支撑端头位置要绑上Φ16的钢丝，用三个钢丝卡固定在钢筋拉环上面。除第一道外，其他钢支撑支撑在钢围檩上，钢围檩安装在托架上，托架用125×125角钢焊接成三角形，活动端使用M28膨胀螺丝与围护桩相连，固定端采用M25膨胀螺栓与钻孔桩相连，并且用 C20细石混凝土填充围檩与围护桩之间，详见图3。
图2：钢支撑吊装 图3：钢围檩
2.5施加预应力
钢支撑吊装到位后，用特制的液压千斤顶对钢管支撑自由端部施加设计的预加力，预加轴力约为设计轴力的0.5倍，千斤顶务必对称加设，防止钢支撑偏心受力，且稳压至少需要持续5min ，再用钢特制的楔形隼子（45号铸钢）塞紧。
2.6复紧支撑连接螺栓
以上工序都完成后，由施工人员依次检查加紧支撑管连接处的高强螺栓，防止在搬运安装过程中出现松动损坏，发现后立即修理替换，保证钢支撑的安全稳定性。
2.7检查轴力复加
支撑应力复加以环境监测数据检查为主， 以人工检查为辅。 环境监测主要是测量支撑轴力变化，假若轴力值减小，应及时复加预应力。人工检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内单根松动的支撑轴力（以榔头敲击楔形隼子，视其松动与否决定是否复加）。复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑，监测数据支撑轴力低于预应力值的支撑应复加预应力。根据支撑轴力监测数据检查须复加预应力的，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内。
2.8换撑
按照先撑后拆的原则，先将换入的支撑在地表分两节拼接好， 同时在内衬墙内的预埋铁上焊接钢牛腿，然后将支撑吊入坑内连接好后，再架设在钢牛腿上，施加预应力，复紧连接螺栓，完成换撑安装。换撑安装结束，需将相对应的原支撑拆除。
2.9拆撑
待结构底板达到设计强度后，架设基坑落低段换撑并施加预加轴力，然后拆除上一道钢支撑，继续施工地下二层内衬墙至上一道钢支撑下。 待内衬墙达到设计强度后，再一次拆除，直至顶板完成，拆除所有钢支撑。
3．质量控制
3.1钢支撑需要满足要求，钢支撑端头板必须平整，严禁使用变形的钢支撑在使用前必须进行防锈处理，对于锈蚀严重的钢支撑严禁进场，钢支撑的活络端头内部必须增设加强肋以增强薄弱部位强度。
3.2在地面按数量及质量要求配置支撑：支撑长度要适当，每根支撑弯曲不超过 20mm，并保证支撑及接头的承载能力符合设计要求的安全度。严禁出现某一块土方开挖完毕却不能提供合格支撑的现象。
3.3钢支撑安装按图纸设计要求，所有支撑拼接必须顺直，每次安装前先抄水平标高，以支撑的轴线拉麻线检验支撑的位置。斜撑支撑轴线要确保与钢垫箱端面垂直。
3.4准确施加支撑预应力，每道支撑安装后，及时按设计要求施加预应力，预应力施加至设计要求加钢楔顶紧持续2~5分钟后，方可拆除千斤顶。支撑下方的土在支撑未加预应力前不得开挖，必须遵循随挖随撑的原则。每根支撑施加的预应力值要记录备查。
3.5所有的焊缝必须满焊表面要求焊波均匀，焊缝高度不得小于8mm ，不准有汽孔、夹
渣、裂纹、肉瘤等现象，防止虚假焊。
3.6钢支撑安装，安装时，腰梁、端头和千斤顶和各轴线一定要在同一轴线上，防止发生挠曲变形。轴线中心偏差应控制在小于20mm ，支撑位置，标高控制在 20mm 内，支撑平面轴线偏差控制在 30mm 内。
3.7施加预应力后，对所有螺栓进行二次紧固。每次安装好支撑后应对上道支撑进行检查，并复紧连接螺栓。
3.8由于围护区段围檩与围护桩之间往往不能密贴，故围檩安装时应及时用 C20细石混凝土完填，确保支撑体系安装稳固。
3.9每道工序完成后，必须清渣自检，经过巡检后，由施工负责人通知有关人员检查验收。
4．安全措施
4.1在吊装前检查钢丝绳固定情况，保证牢固，避免脱落伤人。移动过程中要缓慢，司机看好基坑情况，避免钢支撑刮碰坑壁、冠梁、上部钢支撑等。
4.2钢支撑提升离开地面10cm 时应检查起重机的稳定性、制动的可靠性、钢支撑的平衡性，绑扎的牢固性、确认无误后，方可起吊，当起重机出现倾覆迹象时，应快速使钢支撑落回基座。
4.3施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。
4.4电焊工人必须穿戴好防护罩、防护手套、绝缘鞋、所有人员必须戴好安全帽，基坑工作人员必须系好安全带，避免跌落。
4.5作业时，吊车起中重臂下、回转半径以内严禁站人，重物不得超越驾驶室上方，也不得在车前方起吊。吊装时必须配备安全监督员一名，重物不得超越驾驶室上方，不得在车前方起吊。
4.6基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑要求通过钢丝绳固定在支撑底座或地下连续墙上。
5．总结
深基坑钢支撑施工应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，挖撑相结合，防止出现基坑坍塌，更好的完成钢支撑施工，是深基坑开挖安全稳定的决定性因素，
在施工过程中，作为施工实施和管理人员，一定要多看细看，多问细问，多想细想，达到钢支撑施工符合施工设计和施工规范要求的目的，为施工工程的下一步打下坚实的基础，保证施工的质量和安全，该工艺成熟、操作简单、安全性高，被广泛用于地铁明挖深基坑支护工程中。
深基坑钢支撑在工程中的应用
摘 要：本文结合青岛地铁03号线双山车站基坑支护施工, 简述深基坑钢支撑施工的施工工艺和质量控制的要点。
关键词：基坑稳定、钢支撑、钢围檩
前 言：地铁明挖施工过程中，深基坑钢支撑施工是必不可少的一道工序，钢支撑的稳定性是控制整个基坑安全的重要因素之一，其主要作用是增加开挖基坑的安全稳定性。
钢支撑主要规格有Φ400，Φ580，Φ600，Φ609，Φ630，Φ800等。
1．概况
青岛地铁03号线双山站位于青岛市四方区黑龙江路与合肥路的交叉路口黑龙江路西侧，沿黑龙江路东北－西南走向。双山站起点里程为Ｋ13+489.796，终点里程为Ｋ13+740.796，车站总长度为251ｍ。车站主体采用明挖法施工，为了保证基坑的安全稳定，保证下一步主体施工的顺利进行，采用钢支撑（Φ609）进行支护。一般情况下，第一道钢支撑安装在冠梁的预埋钢板上，第二道钢支撑需要与钢围檩结合使用。
2．施工流程
施工准备→测量放样→支撑托架安装→支撑管安装→施加预应力→检查轴力复加→复紧支撑连接螺栓→换撑→拆撑。
2.1施工准备
按照图纸设计要求，确定钢支撑长度，预先定制符合施工质量标准和长度要求的支撑管和钢围檩。冠梁浇筑前，提预埋钢支撑预埋件（防止钢管支撑变形端头采用厚12mm 钢板作成的端承板和钢筋拉环Φ26～Φ30mm ）。
施工前，凿出冠梁中的预埋钢板钢板，施工人员、吊机（或龙门吊）应提前到位，同时准备好电焊机和钢丝绳等机具材料。
2.2测量放样
基坑开挖至冠梁下50cm 后，立即测放出第一道钢支撑位置线，使用全站仪确定钢支撑安装位置，实际操作中，只需要确定端头第一根钢支撑安装的位置即可，剩余部分可使用钢尺测量，间距要符合设计要求。
继第一道钢支撑，随着基坑的开挖，下面的钢支撑都必须先安装钢围檩和钢围檩托架，
使用水准仪利用已知的水准控制点放出两个距离适宜的托架端点，用以标示托架安装水平线，依次测量直至施工尽头。
2.3支撑托架安装
施工时按照设计支撑管底标高， 将钢
牛腿于地下连续墙竖向主筋双面满焊成三
角形托架，通过测量放线，在两个水准点间
拉线确定钢围檩托架的安装水平线，然后使
用钢尺标点，间距和钻孔桩间距一致，在围
护侧壁上面使用电钻钻孔，安装膨胀螺栓，
进而固定钢围檩托架，详见图1：钢围檩托
架。 图1：钢围檩托架
2.4支撑管安装
支撑管按要求制作好运到施工现场，在现场用高强螺栓连接组装好后，用吊机吊装，吊装过程中需要绑上保险牵引绳，基坑两侧需要同时有人，调整安放的位置，详见图2。安装完成后，在支撑端头位置要绑上Φ16的钢丝，用三个钢丝卡固定在钢筋拉环上面。除第一道外，其他钢支撑支撑在钢围檩上，钢围檩安装在托架上，托架用125×125角钢焊接成三角形，活动端使用M28膨胀螺丝与围护桩相连，固定端采用M25膨胀螺栓与钻孔桩相连，并且用 C20细石混凝土填充围檩与围护桩之间，详见图3。
图2：钢支撑吊装 图3：钢围檩
2.5施加预应力
钢支撑吊装到位后，用特制的液压千斤顶对钢管支撑自由端部施加设计的预加力，预加轴力约为设计轴力的0.5倍，千斤顶务必对称加设，防止钢支撑偏心受力，且稳压至少需要持续5min ，再用钢特制的楔形隼子（45号铸钢）塞紧。
2.6复紧支撑连接螺栓
以上工序都完成后，由施工人员依次检查加紧支撑管连接处的高强螺栓，防止在搬运安装过程中出现松动损坏，发现后立即修理替换，保证钢支撑的安全稳定性。
2.7检查轴力复加
支撑应力复加以环境监测数据检查为主， 以人工检查为辅。 环境监测主要是测量支撑轴力变化，假若轴力值减小，应及时复加预应力。人工检查的目的是控制支撑每一单位控制范围内单根松动的支撑轴力（以榔头敲击楔形隼子，视其松动与否决定是否复加）。复加位置应主要针对正在施加预应力的支撑之上的一道支撑及暴露时间过长的支撑，监测数据支撑轴力低于预应力值的支撑应复加预应力。根据支撑轴力监测数据检查须复加预应力的，复加应力的值应控制在预加应力值的110%之内。
2.8换撑
按照先撑后拆的原则，先将换入的支撑在地表分两节拼接好， 同时在内衬墙内的预埋铁上焊接钢牛腿，然后将支撑吊入坑内连接好后，再架设在钢牛腿上，施加预应力，复紧连接螺栓，完成换撑安装。换撑安装结束，需将相对应的原支撑拆除。
2.9拆撑
待结构底板达到设计强度后，架设基坑落低段换撑并施加预加轴力，然后拆除上一道钢支撑，继续施工地下二层内衬墙至上一道钢支撑下。 待内衬墙达到设计强度后，再一次拆除，直至顶板完成，拆除所有钢支撑。
3．质量控制
3.1钢支撑需要满足要求，钢支撑端头板必须平整，严禁使用变形的钢支撑在使用前必须进行防锈处理，对于锈蚀严重的钢支撑严禁进场，钢支撑的活络端头内部必须增设加强肋以增强薄弱部位强度。
3.2在地面按数量及质量要求配置支撑：支撑长度要适当，每根支撑弯曲不超过 20mm，并保证支撑及接头的承载能力符合设计要求的安全度。严禁出现某一块土方开挖完毕却不能提供合格支撑的现象。
3.3钢支撑安装按图纸设计要求，所有支撑拼接必须顺直，每次安装前先抄水平标高，以支撑的轴线拉麻线检验支撑的位置。斜撑支撑轴线要确保与钢垫箱端面垂直。
3.4准确施加支撑预应力，每道支撑安装后，及时按设计要求施加预应力，预应力施加至设计要求加钢楔顶紧持续2~5分钟后，方可拆除千斤顶。支撑下方的土在支撑未加预应力前不得开挖，必须遵循随挖随撑的原则。每根支撑施加的预应力值要记录备查。
3.5所有的焊缝必须满焊表面要求焊波均匀，焊缝高度不得小于8mm ，不准有汽孔、夹
渣、裂纹、肉瘤等现象，防止虚假焊。
3.6钢支撑安装，安装时，腰梁、端头和千斤顶和各轴线一定要在同一轴线上，防止发生挠曲变形。轴线中心偏差应控制在小于20mm ，支撑位置，标高控制在 20mm 内，支撑平面轴线偏差控制在 30mm 内。
3.7施加预应力后，对所有螺栓进行二次紧固。每次安装好支撑后应对上道支撑进行检查，并复紧连接螺栓。
3.8由于围护区段围檩与围护桩之间往往不能密贴，故围檩安装时应及时用 C20细石混凝土完填，确保支撑体系安装稳固。
3.9每道工序完成后，必须清渣自检，经过巡检后，由施工负责人通知有关人员检查验收。
4．安全措施
4.1在吊装前检查钢丝绳固定情况，保证牢固，避免脱落伤人。移动过程中要缓慢，司机看好基坑情况，避免钢支撑刮碰坑壁、冠梁、上部钢支撑等。
4.2钢支撑提升离开地面10cm 时应检查起重机的稳定性、制动的可靠性、钢支撑的平衡性，绑扎的牢固性、确认无误后，方可起吊，当起重机出现倾覆迹象时，应快速使钢支撑落回基座。
4.3施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。
4.4电焊工人必须穿戴好防护罩、防护手套、绝缘鞋、所有人员必须戴好安全帽，基坑工作人员必须系好安全带，避免跌落。
4.5作业时，吊车起中重臂下、回转半径以内严禁站人，重物不得超越驾驶室上方，也不得在车前方起吊。吊装时必须配备安全监督员一名，重物不得超越驾驶室上方，不得在车前方起吊。
4.6基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。为防止基坑内起吊作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑要求通过钢丝绳固定在支撑底座或地下连续墙上。
5．总结
深基坑钢支撑施工应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，挖撑相结合，防止出现基坑坍塌，更好的完成钢支撑施工，是深基坑开挖安全稳定的决定性因素，
在施工过程中，作为施工实施和管理人员，一定要多看细看，多问细问，多想细想，达到钢支撑施工符合施工设计和施工规范要求的目的，为施工工程的下一步打下坚实的基础，保证施工的质量和安全，该工艺成熟、操作简单、安全性高，被广泛用于地铁明挖深基坑支护工程中。