支撐圍護(hù)

在我國(guó)交通系統(tǒng)中路橋工程有著極為重要的作用和影響，而在路橋工程施工過程中基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的合理應(yīng)用能夠促進(jìn)工程整體施工水平的有效提升。因此對(duì)基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)在路橋工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析就具有極為重要的工程意義和現(xiàn)實(shí)意義。

支撐圍護(hù)路橋工程施工概述

在路橋工程工作中，其基坑支護(hù)體系往往采用二道鋼支撐作為基坑穩(wěn)定的支撐圍護(hù)體系，并且上道與下道采用不同結(jié)構(gòu)的雙拼型鋼支撐，例如上道的雙拼型鋼支撐的端頭往往是焊接在基坑四周的混凝土圈梁的預(yù)埋鐵件上，而與此相對(duì)應(yīng)的是下道的雙拼型鋼支撐端頭往往是焊接在基坑四周的鋼圍模上。在這種上道下道結(jié)構(gòu)中路橋工程能夠形成較為可靠的網(wǎng)架式基坑支撐圍護(hù)體系，從而更好地確保路橋工程的基坑土體位移能夠有效控制在工程的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)。除此之外，在路橋工程的施工過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)確保其支撐結(jié)構(gòu)做到安裝節(jié)點(diǎn)緊密，并且在支撐安裝過程中允許相應(yīng)誤差在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)超出誤差范圍內(nèi)的部分進(jìn)行有效的修正。另外在路橋工程基坑支護(hù)完畢之后，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重派相應(yīng)的工作人員進(jìn)行值班并且合理加強(qiáng)檢查圍護(hù)位移情況，從而更加及時(shí)地做好相應(yīng)的維修工作和服務(wù)工作，最終促進(jìn)路橋工程整體施工水平的有效提升。

支撐圍護(hù)基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用

基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)在路橋工程中有著較為廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在施工原則、施工改進(jìn)、施工要點(diǎn)、基坑加固、支撐安裝等環(huán)節(jié)。以下對(duì)基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

施工原則

施工原則的有效確認(rèn)是基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。在路橋工程基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中施工人員應(yīng)當(dāng)注重遵循先支撐后挖土原則。即在施工的挖土、標(biāo)高等工作時(shí)應(yīng)當(dāng)確保其不得深于待安裝鋼支撐底標(biāo)高下。除此之外，在基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中施工人員應(yīng)當(dāng)注重遵循先形成體系后受力的原則，即在每一根支撐桿正式受力之前都應(yīng)當(dāng)先形成橫向拉結(jié)，從而更好地提升壓桿的穩(wěn)定性。這些施工原則的有效遵循能夠促進(jìn)基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用水平的有效提升。

施工改進(jìn)

施工改進(jìn)對(duì)于基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要性是不言而喻的。在路橋工程施工過程中當(dāng)出現(xiàn)較大的誤差和問題時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)按圖進(jìn)行及時(shí)的改進(jìn)在施工改進(jìn)過程中如果需要進(jìn)行施工材料的代換或者節(jié)點(diǎn)代換以及局部修正時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)注重及時(shí)提出申請(qǐng)，并且經(jīng)路橋工程的設(shè)計(jì)人員或者其他專業(yè)人員認(rèn)可后方可實(shí)施施工改進(jìn)從而有利于路橋施工安全水平的有效提升。

施工要點(diǎn)

施工要點(diǎn)是基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分。在路橋工程施工過程中施工人員應(yīng)當(dāng)注重對(duì)支撐制作與挖土的關(guān)系進(jìn)行有效的處理，即支撐與挖土在本質(zhì)上是互為依存并且互為前提，例如挖土能夠?yàn)橹蝿?chuàng)造空間，而支撐又能為挖土提供依據(jù)。在路橋工程施工過程中，這些施工要點(diǎn)的有效掌握能夠更好地提升路橋的整體強(qiáng)度和剛度，并且提升其承載能力和布局水平。在節(jié)省路橋施工工期的同時(shí)，更好地提升了工程的整體經(jīng)濟(jì)效益。

基坑加固

基坑加固的有效進(jìn)行是基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重中之重。在基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過程中施工人員應(yīng)當(dāng)在基坑四周進(jìn)行850mm、樁長(zhǎng)24m的鉆孔灌注樁施工，并且在四周長(zhǎng)邊居中內(nèi)側(cè)加打水泥摻量變約為10%的攪拌樁來對(duì)路橋工程進(jìn)行加固。除此之外，在基坑加固過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)注重當(dāng)進(jìn)行挖土?xí)r考慮開挖后路橋工程的支撐情況與受力情況，并且嚴(yán)禁超挖現(xiàn)象的出現(xiàn)。從而在根據(jù)設(shè)計(jì)要求的過程中，做到先撐后挖并且和挖土工作密切配合，與此同時(shí)，確保工序的整體穩(wěn)定點(diǎn)最終促進(jìn)路橋工程基坑加固工作的有效進(jìn)行。

支撐安裝

支撐安裝是提升基坑鋼支撐圍護(hù)技術(shù)應(yīng)用整體水平的重要組成部分。在路橋工程的支撐安裝過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)注重按照?qǐng)D紙和交底要求，通過支撐軸線拉麻線檢驗(yàn)來更好地確認(rèn)支撐位置。并且在現(xiàn)場(chǎng)丈量復(fù)核時(shí)更好地把握實(shí)際長(zhǎng)度尺寸，從而促進(jìn)路橋工程整體施工工期的合理縮短。除此之外，在支撐安裝過程中施工人員可以通過汽車、挖掘機(jī)、卷場(chǎng)機(jī)等相應(yīng)施工設(shè)備的有效應(yīng)用來促進(jìn)支持安裝水平的有效提升，最終促進(jìn)路橋工程整體強(qiáng)度的合理提升。

支撐圍護(hù)支撐位置對(duì)樁的影響

考慮單支撐的位置分別位于基坑面以下a=0.826m，1.615m，3.302m，4318m處，利用SAP計(jì)算樁不同高度截面的位移和彎矩，示于圖1。由圖1可以看出：

（1）在基坑拐角（1/ 5邊長(zhǎng)）左右，支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力小，可適當(dāng)減小樁長(zhǎng)。

（2）隨著支撐位置的下移，彎矩的分布變化是：當(dāng)支撐離地面較近時(shí)，基坑底附近的負(fù)彎矩最大；當(dāng)支撐離地面較遠(yuǎn)時(shí)，支撐附近的正彎矩增加，而負(fù)彎矩減少。

對(duì)于整個(gè)空間結(jié)構(gòu)，取基坑長(zhǎng)度方向位移最大的一個(gè)截面為位移的控制截面，通常，此截面也是彎矩的控制截面。結(jié)果表明：

（1）最大水平位移一般發(fā)生在基坑中部高度附近的某個(gè)位置，在基坑頂部和排樁的嵌入端位移相對(duì)較小。

（2）隨著支撐位置下降，最大位移以外其它高度上的位移明顯減小。

（3）隨著支撐位置的下降，彎矩的峰值由原來的在基坑附近的負(fù)彎矩，變化到有正、負(fù)彎矩兩部分即支撐附近分擔(dān)的最大正彎矩不斷增大和基坑底附近的最大負(fù)彎矩的峰值逐漸減小，使樁的彎矩分布更加合理，抗彎能力更充分的發(fā)揮。最大負(fù)彎矩的降低和彎矩的合理分配是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有利因素。

支撐圍護(hù)支撐位置對(duì)支撐與圍檁內(nèi)力的影響

對(duì)支撐內(nèi)力的影響

由SAP后處理的結(jié)果得到：在空間模型中，同一水平高度的支撐內(nèi)力也是不同的，但相差不大，如圖1所示。這里只取最大的支撐內(nèi)力作比較。由表1可見，支撐位置的下移使支撐壓力呈增大趨勢(shì)。

對(duì)圍檁內(nèi)力的影響

圍檁作為受彎構(gòu)件承受圍檁寬度范圍內(nèi)的豎向荷載，在本模型中，把圍檁與樁墻看成一個(gè)整體，圍檁是樁墻在圍檁位置的局部加強(qiáng)。計(jì)算結(jié)果如表2所示。由表2可見，隨著支撐位置的下移，圍檁的正、負(fù)彎矩有明顯減小的趨勢(shì)，這樣，有利于圍檁截面的經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)。

支撐圍護(hù)支撐位置對(duì)樁的入土深度的影響

根據(jù)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB9258—97，錨撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度按力矩平衡法計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如表3所示。支護(hù)結(jié)構(gòu)的人土深度還要滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算的要求。支撐位置的降低可以減小變形，節(jié)省材料，減少圍護(hù)樁的樁長(zhǎng)，對(duì)深基抗結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)很有意義。

支撐圍護(hù)支撐位置對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)總造價(jià)的影響

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總造價(jià)函數(shù)為：

式中：A_c1，A_c2，A_c3——分別為單樁、單個(gè)支撐、圍檁的混凝土的截面積；A_s1，A_s2，A_s3——分別為單樁、單個(gè)支撐、圍檁的鋼筋的截面積；I₁——單樁的長(zhǎng)度；l₂——支撐的總長(zhǎng)；l₃——圍檁的總長(zhǎng)；C₁:C₂=0.13:1為每m³混凝土與Ⅱ級(jí)鋼筋的價(jià)格比。

用支架或其他方法 (如化學(xué)加固、噴射混凝土等) 支撐或加固井筒、巷道和采掘場(chǎng)所的圍巖，以防止圍巖塌落措施的總稱。在隧道工程中稱 “支架” 。

選用何種支護(hù)形式取決于巷道的巖石性質(zhì)，壓力大小，巷道的服務(wù)年限、用途、斷面形狀等因素。

一般礦井多采用木材支護(hù)，料石及混凝土砌筑，鋼筋混凝土裝配式支護(hù)，金屬支護(hù)，錨桿噴漿及噴射混凝土支護(hù)。 用支架、砌筑等支護(hù)的方式是著重改善圍巖運(yùn)動(dòng)狀況；錨噴支護(hù)則是提高圍巖本身的強(qiáng)度。

木材支護(hù)使用得仍很廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是重量輕，容易加工和架設(shè)并具有可縮性。其缺點(diǎn)是強(qiáng)度小，易腐朽，使用年限短，不防火。井下木支架使用壽命一般為1—2年。金屬支架具有堅(jiān)固、耐用、防火、強(qiáng)度大、體積小、架設(shè)和修理方便等優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土支架，是坑木代用品之一，一般是裝配式的，其結(jié)構(gòu)形式多為梯形。料石或混凝土砌筑，使用年限長(zhǎng)，用于不受動(dòng)壓影響的主要開拓巷道里，多以石材為主。

板樁圍護(hù)是指在施工區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，施工條件受到很多限制，采用板樁結(jié)構(gòu)支撐保護(hù)建筑物 。板樁圍護(hù)是建筑中一種常見的保護(hù)方案，特別是在基坑圍護(hù)中。板樁圍護(hù)一般可以分為以下幾種：鋼板樁圍護(hù)、鋼筋混凝土板樁圍護(hù)、工字鋼樁圍護(hù)、人工挖孔樁圍護(hù)。

板樁圍護(hù)鋼板樁圍護(hù)

鋼板樁是帶有鎖口的一種型鋼，其截面有直板形、槽形及Z形等，有各種大小尺寸及聯(lián)鎖形式。常見的有拉爾森式，拉克萬納式等。鋼板樁強(qiáng)度高，樁與樁之間的聯(lián)系緊密，隔水效果好，可多次倒用，一般可回收重復(fù)使用 20 次以上，大大減少取土量和混凝土用量 ，是安全可靠并具有明顯環(huán)保效益的圍護(hù)形式。

板樁圍護(hù)鋼筋混凝土板樁圍護(hù)

鋼筋混凝土板樁作為排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)常用的一種類型樁，具有施工簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)周期短等特點(diǎn),曾在基坑中廣泛應(yīng)用,但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法，振動(dòng)與噪音大，同時(shí)沉樁過程中擠土也較為嚴(yán)重，在城市工程中受到一定限制。其制作一般在工廠預(yù)制,再運(yùn)至工地，成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對(duì)板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，已可制作厚度較大(如厚度達(dá)500mm 以上) 的板樁,并有液壓靜力沉樁設(shè)備,故在基坑工程中仍是支護(hù)板墻的一種使用形式。板樁能夠延長(zhǎng)滲徑，減少滲透坡降，在水利水電施工中，板樁一般設(shè)在需防滲建筑物上游側(cè)，一般設(shè)在沙性土中。鋼筋混凝土板樁圍護(hù)中板樁質(zhì)量的直觀性易控制，地面沉降量小，對(duì)周圍建筑物影響較小。

板樁圍護(hù)人工挖孔樁圍護(hù)

人工挖孔樁，是指用人力挖土、現(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土樁。人工挖孔樁一般直徑較粗，最細(xì)的也在800毫米以上，能夠承載樓層較少且壓力較大的結(jié)構(gòu)主體，應(yīng)用比較普遍。樁的上面設(shè)置承臺(tái)，再用承臺(tái)梁拉結(jié)、連系起來，使各個(gè)樁的受力均勻分布，用以支承整個(gè)建筑物。人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進(jìn)行成孔，然后安放鋼筋籠，澆注混凝土而成的樁。工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備，挖孔樁要比木樁、混凝土打入樁抗震能力強(qiáng)，造價(jià)比沖錐沖孔、沖擊錐沖孔、沖擊鉆機(jī)沖孔、回旋鉆機(jī)鉆孔、沉井基礎(chǔ)節(jié)省。從而在公路、民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。但挖孔樁井下作業(yè)條件差、環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全和質(zhì)量顯得尤為重要。場(chǎng)地內(nèi)打降水井抽水，當(dāng)確因施工需要采取小范圍抽水時(shí)，應(yīng)注意對(duì)周圍地層及建筑物進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)單位進(jìn)行處理。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指建筑物及房間各面的圍護(hù)物，分為透明和不透明兩種類型；不透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)有墻、屋面、地板、頂棚等；透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)有窗戶、天窗、陽臺(tái)門、玻璃隔斷等。

按是否與室外空氣直接接觸，又可分為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在不需要特別加以指明的情況下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)通常是指外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括外墻、屋面、窗戶、陽臺(tái)門、外門，以及不供暖樓梯間的隔墻和戶門等。