H型钢在上海基坑开挖支撑中的施工技术
【关键词】H型钢，支撑，施工技术
由于H型钢在工程施工中，具有运输方便、吊装简单、安装快速、拆除方便等特点，在基坑开挖支撑中的应用较为广泛。下面结合具体工程上海第二军医大学学术交流中心基坑工程予以分析。
1、工程背景
1.1工程概况
上海第二军医大学学术交流中心基坑工程位于杨浦区营口路、翔殷路路口。基坑开挖深度为4.65m，长92.4m，宽33.8m；基坑围护墙体采用650MW工法桩内插型钢挡土止水。
基坑设一层支撑系统，采用2H800×300×14×26、2H700×300×11×18、双拼型钢支撑，局部角支撑采用混凝土支撑；钢支撑两端顶撑在混凝土围檩上,纵横对撑中间搁置在钢格构立柱横担上。
1.2周边环境
基坑北侧为6层楼砖混结构楼房，基础埋深2.0m，无桩基础，距基坑距离2-4m不等；东侧距马路7m；南侧距离建筑物10m以上，且有桩基础；西侧为空地。基坑开挖过程中确保北侧建筑物的安全作为重点，必须控制基坑变形及地表沉降。
2、施工技术
2.1H型钢支撑形成的原则：
2.1.1先支撑后挖土原则，即挖土的标高在任何时候，都不得深于待装支撑底标高下50㎝；
2.1.2先形成体系后受力原则：
2.1.3先节点可靠后受力原则；
2.1.4混凝土压顶圈梁达到一定强度后受力原则。
2.2钢支撑施工顺序
因本基坑周边场地狭小的，基坑周圈临近红线围墙，无法满足机械设备的停靠，所以安装钢支撑的起重设备和运输设备只有在基坑内停靠和行驶。所以钢支撑的安装顺序应由东向西、由内向外后退进行。
安装支撑时，应先吊装1#支撑和1#支撑的连杆，然后吊装2#支撑和2#支撑的连杆。吊机停靠在基坑内靠近1#和2#支撑部位。
待1#、2#支撑吊装工作完成后吊机向西移动至3#支撑北侧，开挖出3#支撑中间车道部位的沟槽，吊装3#支撑和3#支撑的连杆（如下图二所示）。依次类推逐一安装钢支撑，直至钢支撑全部完成。
2.3H型钢支撑施工工艺
待SMW工法桩和圈梁施工完成后，即可开始支撑安装的准备工作，如开挖沟槽、支撑吊放就位、焊接安装等。施加支撑预应力必须待圈梁混凝土达到一定养护强度要求后才可实施（一般为70%的强度即可）。
2.3.1开挖沟槽。
根据本工程特点，本工程采用开挖支撑沟槽来安装支撑的方式，支撑沟槽的开挖深度要略深于支撑和圈梁底标高，一般为200mm∽500mm。沟槽宽度为双拼支撑宽度再加上每边500mm的操作宽度，总宽度为2000mm。
支撑沟槽开挖同时要在基坑中部预留出一条吊机和车辆行驶通道。以备吊机施工和材料进场需要。该通道部位的沟槽开挖要根据支撑安装进度，逐一开挖（支撑安装顺序为从南向北后退式安装）。
有立柱的支撑沟槽，立柱的周围局部要挖深500mm，要满足立柱横担槽钢的焊接高度。开挖沟槽的土方必须外运出工地，否则现场没有足够的堆场，影响施工。
2.3.2丈量支撑的实际长度(即相应二预埋件之间的距离)。
由于施工定位的误差，图纸上所示的支撑长度和实际预埋件之间的长度会有一定的偏差，所以在支撑下料前一定要到现场实际丈量，并编号入册。
2.3.3焊接支撑搁置杆件
在圈梁预埋件上焊接搁置钢支撑的托板，托板尺寸为-16×200×300；同时在中间立柱上焊接钢支撑横担槽钢，焊接前要根据图纸所示标高，测量出支撑标高，从而确定支撑托板和横担标高。
2.3.4钢支撑型钢吊放就位。
根据支撑最近两搁置点的长度拼接型钢，使型钢吊放就位时至少有两个搁置点，吊放型钢一次只可吊放一根。两根就位后，马上核准中心距，中心距无误后，及时分布缀板，稍加固定，防止单根型钢站立失稳。型钢从一个端点向另一个端点拼接，保证支撑轴线的平直。
2.3.5钢支撑的焊接施工。
将就位的钢支撑进行全面焊接。支撑型钢与型钢对接时，侧面各增加一块封板焊接，保证支撑连接牢固；型钢与预埋件焊接同样加封板焊接（准备加预应力的一端，暂不予焊接）；上下缀板全面焊接，使两根型钢连成整体。
2.3.6安装焊接支撑连杆。
根据连杆的实际长度下料，吊装并焊接于相应位置，使每组支撑互相连接，形成整体受力体系。
2.3.7施加预应力。
钢支撑全部吊装到位、拼装焊接后，检查各焊接接点的焊接质量合格后，待混凝土圈梁养护强度达到设计要求后方可施加钢支撑预应力。钢支撑施加预应力须按两级施加，即第一级加到设计要求的一半轴力，停止10分钟后，待应力稳定后再施加到设计要求轴力，待应力稳定后焊接下部顶头封板，与预埋件满焊，拆除千斤顶，填补缺口，加盖板。如下图四所示：
3、效果分析
在基坑开挖过程中，基坑变形控制在允许范围内，确保基坑北侧建筑物及周边道路、管线的安全。采用此施工技术，节约工期，降低造价，为以后工程的施工提供了范例。
4、结语
通过本工程的施工，在应用H型钢做支撑时，应密切观察H型钢材料出现的变形，或者节点焊缝炸裂等情况，分析钢支撑变形的原因，采用相应的措施：
4.1由于钢支撑内力过大产生变形的，可以通过设计单位认可对钢支撑的薄弱环节进行加固，必要时需增加支撑数量。
4.2由于挖土机械碾压、碰撞或者挖土程序的错误造成支撑变形、脱焊、变形的，可以通过设计单位认可对钢支撑的损坏部位进行加固、补焊，必要时需增加支撑数量，并且要求调整挖土方法。
