一、任务来源
建筑行业需要持续改进生产方式和施工工艺,提高资源的重复利用率。而基坑支护结构作为一种工程风险较高且服役期短的隐蔽工程,其安全问题与环保问题尤为突出。随着我国基坑工程和地下工程的建设规模逐渐增大,其所处的周边环境日益复杂,基坑周边建筑物密集、地下管道交通与管线密布交错,对基坑的控制变形要求日益严格,对基坑支护结构的安全性与可靠性提出了更高要求。
装配式桁架型钢组合支撑作为近年来一种新型的绿色装配式基坑支护形式,相较于传统支撑形势,具有刚度大、施工周期短、经济环保等优点。但应注意到,型钢组合支撑由于本身的局限性,难以适应特定的基坑形状和尺寸,尤其是复杂的地质条件或有限的施工空间中,需要额外的设计和调整,结构体系有待进一步优化。同时,装配式结构采用标准化生产、现场拼接安装,大多节点采用螺栓连接,如何确保所有的节点连接都是有效、可靠、稳固的,对构件的加工制作、结构体系的深化设计、拼装施工的质量均提出了极高要求。
针对上述问题,亟需一种更为严谨、系统、科学的标准化施工工艺。经企业技术中心专家论证,确定研发课题为:复杂环境装配式桁架型钢组合支撑施工技术研究。
二、应用领域
本技术研究适用于山东省内一般地质情况的深基坑支护,尤其适用于大跨度、土质条件差、周边环境复杂、变形控制要求严格的深基坑支护。
三、技术原理
装配式桁架型钢组合支撑在传统支撑的基础上,通过桁架系杆、组合传力件、新连接件实现结构体系转变,形成桁架结构。桁架式型钢组合支撑体系弥补了原有单肢体系在水平刚度上的缺失,提升了结构整体的稳定性,使结构受力更为合理,并获得更大的轴压承载力,大幅提高了支撑刚度,为基坑开挖提供了更为宽大的作业面,确保在最简单的结构形式下实现最优的性能,提供经济、可靠且安全的施工方案。
四、性能指标
1.立柱成孔时,钻机钻头中心与桩位偏差
一、推广应用的范围、条件
本技术研究适用于山东省内一般地质情况的深基坑支护,尤其适用于大跨度、土质条件差、周边环境复杂、变形控制要求严格的深基坑支护。
二、推广应用的前景
本技术已应用于济南市天桥区残疾人康复综合楼项目基坑工程。该基坑采用装配式桁架型钢组合支撑施工工艺进行工程施工及验收指导,相较于传统现浇式结构,新工艺安装和拆除过程更为简便,可以大量节省设备、人力,减少施工成本,大幅缩短施工工期,带来显著的经济效益。经综合测算,累计降低成本134万元,缩短工期43天。
同时,型钢是一种轻量、高强度的材料,具有较好的承载能力。这使得型钢支撑在保证结构稳定的同时,相对较轻便,减轻了地基的荷载,减小了对周边环境的影响。同时装配式桁架型钢组合支撑系统在设计上考虑了抗震和稳定性等因素,提供了较高的安全性能。这对于保障工地人员安全和基坑结构的稳定性至关重要。同时型钢支撑材料可经过检查和维护后多次重复使用,降低了对新材料的需求,具有较好的可持续性,对助力我国建筑与市政工程领域发展与“碳达峰”、“碳中和”战略实施等具有重要意义。
该技术研究形成的装配式桁架型钢组合支撑系统性工艺,大量采用成套新型施工装备及施工方法,建立了装配式桁架型钢组合支撑施工质量控制体系,实现了预制装配式桁架型钢组合支撑智能化调控,将有力推动该领域的施工技术发展。