百万庄北里居民住房改善项目(A地块)(A1#等6项)施工现场               ■企业/供图

  在北京地铁二里沟站旁,一个崭新的小区去年底刚刚完成交付入住。这个看似普通的住宅小区却成就了北京市首个预应力鱼腹梁钢支撑支护体系的科技成果应用。对北京建工博海公司项目团队而言,这项技术不仅是北京市首次应用,其基坑也成为国内使用该项技术时深度最深的。

  这项技术的应用项目是百万庄北里居民住房改善项目(A地块)(A1#等6项)。该项目临近地铁6号线和16号线,距离地铁最近不足6米,同时,基坑深度达到25.8米,加之用地紧邻道路和上世纪五六十年代的老楼。如何让这个190米乘80米的基坑能够安全开挖,技术团队围绕基坑支护方案进行了反复论证。

  “最初,我们计划使用类似蛛网结构的混凝土支撑或者北京市常用预应力锚杆这两种常见基坑支护方案。但经过对周边环境的分析研究后,预应力锚杆无法确保安全,同时,铺满混凝土支撑对土方开挖效率影响巨大。经过研究分析,这种在南方应对软土地基使用的支撑体系成为我们的最终选择。”项目技术人员说。

  打开项目平面布局图,一张复杂的支撑组合体系将基坑分成多个区域。其中,基坑仅西北角采用混凝土支撑,其他部位均采用钢角撑来支撑周边土体,中间设置了6道东西贯通的钢结构对撑,而在角撑和对撑之间,10组鱼腹式支撑体系将整个基坑的支护结构连成一体。

  鱼腹式支撑体系呈现出形似鱼肚子的半圆形结构,直线边紧贴基坑边缘,弧线边以拉拽的方式如同弓弦一样绷住地层。“鱼腹式支撑最大的优点是凭借预应力提前顶住地层,单侧最大宽度约6米,相较于80米宽的基坑来说,减少了支撑体系的占用面积,能够为基坑开挖提供更加宽敞的作业面。”技术人员说。

  在施工过程中,工人先将“弓弦”部分的钢结构栓接在基坑边缘的冠梁结构上,随后,把形似叉子的连接组件挂在“弓弦”上,并通过弧形“弓背”的拉索进行连接,最后,对结构细节进行焊接,使其呈现出鱼腹的造型,接着,通过增加拉力,让整套体系形成一个顶推基坑的力,该力与土体侧压力相互抵消,形成稳定结构,以保证基坑施工安全。同时,这种体系全部实现了工厂化预制,并且能够重复利用。

  从俯拍图上可以看到,采用鱼腹式的区域仅占用基坑两侧各6米的空间,其他地方均可作为土方挖掘的作业面,“对于狭小场地的土方开挖,这种体系能够为施工提供便利,同时无需对土体进行过多扰动,更适合在城市中心区等周边干扰物多的区域应用。”技术人员说。

  根据项目的科技查新报告,该项技术实现了预应力鱼腹式钢支撑体系在北方寒冷地区的使用,并开创了在临近双向交叉地铁线路使用该项技术的先例,同时,项目基坑深度达25.8米,成为目前国内采用该支撑体系最深的基坑。