由于高层建筑、地下空间的发展,基坑工程的规模越来越大、深度越来越深,有着“霸道的内力”非常重要。如果差之毫厘,就有可能造成工程事故。
基坑支护系统包括钢筋混凝土支撑和钢结构支撑两种。钢筋混凝土支撑由于刚度大、成本低、施工方法相对简单,占据基坑支护的主要市场。 钢结构支撑具有绿色环保、可重复利用、能快速形成刚度等优点,并可通过与液压千斤顶配套使用对支撑施加并实时调整预压力,在对位移要求较为严格的基坑中得到较多应用。
近期,有粉丝针对如何调整钢支撑预应力问题给小编留言,我们也带着问题走访了相关技术人员,看看他们是如何回答的!
小Q
以往基坑工程中,钢支撑多采用楔形块锁定,在实际应用中容易产生支撑轴力松弛的问题,且轴力复加困难。同时,由于支撑需附设轴力传感器方可量测荷载,不利于安全,使钢支撑的应用受到了限制。这个问题如何解决?
A高工
可采用钢支撑轴力自补偿系统,在钢支撑头上增加液压补偿体系,综合控制位移与压力,稳定控制基坑钢管轴向支撑力,以达到设计预加轴力的要求,从而控制围护变形。
小Q
该系统的构成是怎样的?
A高工
系统主要包括液压动力站、中央控制站、应急诊断工具箱、可控式液压支撑、油缸等。其中,可控式液压支撑替代了原有钢支撑活络端。
小Q
钢支撑轴力自补偿系统的发展情况如何?
A高工
国内外对钢支撑轴力自补偿系统的研究应用多年,市面上有多种产品,但只控制轴力,既不测量也不控制位移,造成对基坑变形控制的效果参差不齐。
近期,在上海隧道工程有限公司的技术支持下,上海同禾土木工程科技有限公司开发了以位移为主控目标的支撑轴力控制系统,通过对钢支撑轴力实时动态精准调整达到限制基坑变形目的,并率先在上海隧道公司的项目中广泛应用。
小Q
您能介绍一下这个新系统的特别之处吗?
A高工
常规的基坑开挖使用的普通钢支撑,属于被动支撑体系,不能主动的对基坑围护结构施加反力来限制基坑变形。使用钢支撑轴力伺服系统以后,可通过轴力主动调整对围护结构施加反力,变被动支撑为主动控制。可以说是改变了原有支撑体系的工作原理。
以往钢支撑伺服系统往往以钢支撑轴力为测控目标。但基坑开挖是一个动态过程,围护结构受力也是一个动态的过程,整个基坑开挖过程使用一个轴力来控制是不科学的。因此新系统的测控方法是以基坑变形趋势为测控依据,通过自动补偿支撑轴力和温度变化应力作用下的压缩量,达到限制基坑变形目的。
新系统中的千斤顶可拆卸,当伺服支撑稳定后,可以采用两根丝口螺杆代替千斤顶,千斤顶再移到下道伺服支撑。由比例阀控制加压优化为变频电机加压,同时设置对称式双螺杆式机械锁,避免了系统失压风险。
小Q
那这个新系统已经应用了吗?效果如何?
A高工
新系统已经在上海轨道交通多条线路得以应用,效果非常好。
1 上海轨道交通14号线浦东大道站
14号线浦东大道站被已运营的4号线浦东大道站,大连路隧道明挖段分成三个基坑,与老车站、隧道结构共墙。车站西南侧的崂山一村距离车站约6.0m。
西区基坑最大开挖深度24.6m,设七道支撑,第一、五道为钢筋混凝土支撑,在车站西端头井全部钢支撑使用伺服支撑,标准段第五、六道使用伺服支撑,共使用97根伺服支撑。
根据现场施工监测数据分析,在全部使用伺服支撑的区段,整体变形较小,变形量约为非伺服段变形量的45%,控制在1‰H(基坑开挖深度)以内。
2 上海轨道交通13号线成山路站
13号线二期成山路站与已运营的8号线成山路站换乘。车站中区基坑开挖深度23.95m,设置七道支撑,第一道和第五道为混凝土支撑,其余均为钢支撑,施工中将第五道混凝土支撑调整为伺服钢支撑,第六道钢支撑也采用自动伺服系统,共76根伺服支撑。
施工中通过比对基坑围护变形和支撑压缩量,实时调整控制支撑轴力,达到伺服支撑位置位移的有效控制,并成功将第五道混凝土支撑替换成为伺服钢支撑。
小Q
听您这么一说,这个系统对基坑变形控制效果这么理想,相信未来一定会作为一种常规技术措施得到广泛运用。
A高工
是的,新一代的轴力自补偿系统不仅能保证基坑安全,还节能环保、具有一定的经济效益,目前的应用市场主要在上海及天津、宁波,杭州、深圳等城市,期待以后应用范围越来越广。