中建三局集团有限公司 510000
摘要：以金沙街公共服务中心项目基坑内支撑为研究对象，通过对内支撑设计模型受力分析，合理划分内支撑施工段并提前预制，同时，将各分段连接节点设计为刚性节点，各支撑段拼装时避免了拼缝处混凝土强度未达到设计强时轴向力不利作用，保证了内支撑体系的结构安全，缩短了内支撑体系施工工期，通过该技术手段运用，提升了项目履约能力。
关键词：混凝土内支撑、合理分段、预制、刚性节点
引言
随着地下空间的可持续发展及基坑安全管理的日趋重视，城市建设中基坑支护形式采用排桩（或地连墙）+钢筋混凝土内支撑体系日趋普遍，常规钢筋混凝土内支撑（以下简称内支撑）结构施工为现浇工艺，混凝土达到设计要求强度需较长的技术间隙，不利于工期，施工前需全部内支撑梁底找平浇筑垫层，造成浪费，同时，分段施工造成资源需求分散，不利于成本。为有效缩短施工周期，减少浪费，本次研究的方向为基坑内支撑梁分段预制及支撑梁端节点的设计，以达到预制内支撑梁拼装完成、拼缝混凝土浇筑硬化后，即可开挖下层土方的目的。
1、工程概况
基坑深度5.2米，基坑面积约4720.3㎡，基坑周长约285.7m，基坑形状为较为工整的长方形，基坑东北侧靠近地铁六号线及市政道路，基坑支护结构安全等级为一级，其余侧基坑支护结构安全等级为二级，支护体系为上部放坡、下部悬臂灌注桩或桩撑以及10排大直径搅拌桩坑内加固。共设计有1道支撑，支撑截面尺寸800*800mm，连系梁截面尺寸600*600mm；混凝土采用C30混凝土，冠梁截面800*800，采用C30混凝土。
2、关键施工技术
结合BIM技术对内支撑梁分段
根据内支撑设计模型对支撑梁进行受力及变形分析，运用基于bim技术的结构分析软件精细深化设计，将内支撑梁合理分段（分成冠梁外伸段，格构柱段，中间段），并依据模型绘制加工制作图，指导现场施工。
通过设计解决内支撑梁自重问题
将分段的支撑梁中冠梁外伸段支撑梁，格构柱段支撑梁合理深化下口挑板，利用挑板作为中间段支撑梁受力支点，承受中间段支撑梁自重。
通过设计解决连接节点强度问题
通过轴向钢筋焊接、槽钢连接，形成刚性节点，提高支撑梁节点刚度，确保了混凝土强度未达到设计强度时的轴向力的传递，减少节点混凝土未达到设计强度带来整体内支撑稳定性的影响。通过内支撑梁连接节点的刚性设计，规避了拼缝处混凝土强度未达到设计强时轴向力不利作用，保证了内支撑体系的结构安全。
通过提前预制支撑梁达到缩短工期的目的
在桩基施工阶段即可提前批量生产，采用定型化模具排产，施工前既已完成所有分段支撑梁的浇筑及养护，通过提前预制支撑梁达到缩短工期的目的。
3、施工工艺原理
（1）根据内支撑设计模型对支撑梁进行受力及变形分析，内支撑主要承受基坑的轴向作用力及自重荷载，根据弯矩曲线，分缝位置设计尽量靠近冠梁或格构柱处，且设计为竖缝。
（2）通过冠梁外伸段及格构柱段设计为挑板形式（格构柱按内支撑梁底标高焊接支撑钢板，格构柱支撑梁段梁底预埋钢板埋件，格构柱支撑梁段与格构柱通过埋件焊接固定），中间段支撑梁搁置在冠梁外伸段及格构柱段支撑梁挑板上，解决了内支撑梁自重问题。
（3）内支撑梁端预留轴向钢筋及预埋槽钢，轴向钢筋单面绑扎焊接及槽钢钢缀板焊接，增加连接节点轴向刚度，利于内支撑整体稳定，轴向钢筋及槽钢埋件焊接形成刚性骨架，传递内支撑梁轴向作用力，解决了连接节点处拼缝混凝土未达到设计要求强度而影响下层土方开挖难题。
4、施工工艺流程及施工要点
4.1施工工艺流程
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图一.施工工艺流程图
4.2预制支撑梁施工顺序
4.3施工要点
4.3.1内支撑受力分析及节点深化设计
根据基坑设计图纸及设计受力分析，对内支撑进行合理分段，并对支撑梁端节点进行设计（选择金沙街公共服务中心角撑进行分析阐述），绘制深化设计图纸并落实交底。
4.3.2冠梁及外伸段内支撑现浇、中段及格构柱内支撑段预制
整个冠梁施工优先施工外伸段内支撑梁，中段内支撑梁及格构柱段内支撑梁严格按照内支撑设计图及深化图提前预制，其中22#槽钢预埋件通过井字型定位工具安装焊接，固定在内支撑梁内，确保定位精准。
4.3.3格构柱支撑钢板焊接及内支撑拼装
格构柱切割至内支撑梁底标高，并焊接支撑板；在冠梁上测设内支撑梁控制线，拉线吊装内支撑，确保内支撑顺直；
内支撑梁区域基坑土方开挖至内支撑梁底面以下，避免影响拼装，首先吊装格构柱段内支撑梁，吊装前三个梁端浇筑混凝土支撑墩，用于搁置格构柱段内支撑梁，确保稳固，吊装就位后需二次复核梁控制线及标高。
4.3.4连接节点处理及混凝土浇筑
内支撑梁段混凝土接触面凿毛并清理干净，钢筋调直，槽钢利用井字型工具二次调整，确保厚缀板焊接顺直，支撑梁预留轴向钢筋与绑扎搭接并单面焊接处理，轴向钢筋与槽钢通过箍筋焊接成体，形成刚性骨架。验收合格后，支模浇筑高一标号强膨胀混凝土并养护，待硬化后即可开挖下层土方。
5、质量控制
5.1焊接质量控制
（1）钢缀板焊接的搭接长度每边不得少于15cm，需严格按照双面焊的要求进行焊接，施工完成后由专职质量员连同监理工程师进行验收。
（2）槽钢施焊前，对焊条的合格证要进行检查，按说明书要求使用，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。
5.2预制件吊装精度控制
（1）在作业前的施工测量方面，注意对施工测量工具的把关并对施工测量人员进行专项交底，进行专项技术培训，防止个人误操作引起的测量偏差累积.
（2）在作业前，应由专业人员对所划定的吊装作业控制线进行二次检查和确认，一旦发现作业控制线出现偏差应立即进行处理。
（3）吊装过程中应约定好通讯方式和现场指挥信号，在作业时根据即时情况进行调整，防止由于操作联系不当引起的吊装精度不达标。
（4）吊装完成后，由项目部质检员会同监理工程师验收构件的安装精度，经验收签字通过后方可进行下道工序施工。
5.3预制构件质量控制
（1）预制构件浇筑前应由项目部质检员会同监理工程师对钢筋型号、规格、搭接长度、槽钢埋件位置、型号、长度等检查项进行验收，验收合格后方可进行混凝土浇筑。
（2）预制内支撑梁制作完成后，需由项目部质检员会同监理工程师根据《装配整体式混凝土结构施工及质量验收规范》对预制构件进行外观和尺寸的检查验收。
（3）预制构件浇筑完成后强度达到70%方可吊运，并保证养护时间不少于14天。
（4）必须保证槽钢预埋件按图纸深化位置精准定位，误差按±5mm控制。
5.4连接部位质量控制
（1）连接部位需在节点槽钢焊接、节点钢筋连接验收后浇筑节点混凝土。
（2）连接部分应浇筑高一标号膨胀混凝土，并在施工前需完成两侧凿毛处理。