基坑工程支撑系统钢围檩施工规程(条文说明)7.doc

上海隧道工程股份有限公司企业标准 基坑工程内支撑体系钢围檩施工规程 试行 条文说明 上海隧道工程股份有限公司 2009 年 10 月 目目 录录 1 1总则总则 1 2 2钢围檩的选型和节点验算钢围檩的选型和节点验算 3 2 1钢围檩的选型 3 2 2节点验算 5 3 3材料进场检验和安装前准备材料进场检验和安装前准备 7 3 1材料进场检验 7 3 2安装前准备 7 4 4钢围檩的安装钢围檩的安装 9 4 1钢围檩安装 9 4 2特殊情况处理 11 5 5钢围檩施工验收钢围檩施工验收 14 1 1 1总则总则 1 0 1围檩 支撑体系的受力性能和稳定性是确保基坑工程安全的关键因素 本规程通过钢围檩的受力计算来确定钢围檩体系 满足安全可靠 经济可行的 要求 提出钢围檩施工各关键环节的控制要求 即有利于规范化施工 又保证 钢围檩施工的质量 排桩围护是指目前常规采用的钻孔灌注桩 咬合桩 SMW SM 上海城隍庙广场 smw 工法 1 0 2W 工法由日本成辛工业株式会社开发成功 SMW 工法是利用专门的多轴搅 拌机就地钻进切削土体 同时在钻头端部将水泥浆液注入土体 经充分搅拌混合后 再 将 H 型钢或其他型材插入搅拌桩体内 形成地下连续墙体 利用该墙体直接作为挡土和 止水结构 其主要特点是构造简单 止水性能好 工期短 造价低 环境污染小 特别 适合城市中的深基坑工程 旋喷插型钢等围护体系 地下连续墙围护一般不采 用钢围檩 但根据要求设置钢围檩时 本规程也同样适用 1 0 3钢围檩的施工应遵照本规程流程图要求进行 施工前应对方案图进行稳 定性和受力分析 尤其对于异形基坑和不规则基坑 必要时须与设计协商进行 设计方案优化 1 0 4 1 一般支撑体系属于平面支撑体系 可以参照本规程进行受力计算 钢 围檩 支撑等不在同一平面内的支撑体系称之为空间斜撑体系 空间斜撑体系 不适用本章的计算 应进行专项的分析和计算 1 0 4 2 对于基坑围檩 支撑体系的整体稳定性 应考虑围檩 支撑体系施工过 程中及围檩 支撑体系安装完成后 尤其要考虑斜支撑分力的平衡 在围檩 支 撑体系布置中 不得出现类似图 1 1 不平衡的支撑体系的工况 其受力简图如 图 1 2 对于类似情况 可以通过施工流程调整来解决 2 图 1 1 不平衡支撑体系案例图 图 1 2 不平衡支撑体系受力简图 1 0 4 3 对于规则基坑 应考虑斜撑的受力平衡 尽早形成封闭的支撑体系 并采用合理的开挖和支撑安装顺序 如图 1 3 应先施工 区 再同时施工 区 对于不规则基坑或异形基坑 应合理布置支撑体系 采取有效的措 施满足受力平衡要求 必要时可通过与设计协商优化设计方案 保证基坑围檩 支撑体系的稳定 图 1 3 基坑开挖和支撑安装顺序图 1 0 5 本规程中钢围檩设计遵照 钢结构设计规范 GB50017 2003 施工要 3 求遵照 钢结构工程施工及验收规范 GB50205 2001 钢支撑的安装应遵照 基坑钢支撑设计制作与使用规程 QJ SD 04 10 99 同时 对于基坑工程 的施工应遵照 基坑工程设计规范 DBJ08 61 97 和 上海地铁基坑工程施 工规程 SZ 08 2000 的要求 4 2 2钢围檩的选型和节点验算钢围檩的选型和节点验算 2 1 钢围檩的选型 2 1 1一般情况下 设计指定钢围檩型号 则应根据本章要求对钢围檩进行复 核 如果复核结果不能满足受力要求 则应向设计提出适合的钢围檩型号 如 果需要对设计钢围檩进行优化 则应取得设计 业主 监理等单位的书面认可 在设计没有指定钢围檩型号的情况下 根据本章要求对钢围檩进行设计 并根据实际情况确定钢围檩型号 并取得设计 业主 监理等单位的书面认可 2 1 2为了简化计算 与设计资料保持一致 本章计算的原始数据来自设计图 纸指明的钢支撑的设计轴力 将钢围檩简化为梁 钢支撑简化为铰接支座 钢 支撑的设计轴力即为支座支撑力 再换算成梁上均布荷载 斜撑的分力换算为 梁的轴力 再计算梁上弯矩 剪力 轴力等 2 1 3钢围檩分析和计算时 假设钢围檩为等截面梁 钢支撑为铰接支座 在 钢围檩自重产生的弯矩相对较小的情况下 简化为 纯 受弯构件进行计算 其强度和稳定性计算均简化为公式 钢围檩抗弯计算时 最不利弯矩是f W M 单跨围檩时产生的弯矩 即该段钢围檩上只有两根支撑 取 其中 2 8 1 qlM N 为支撑设计轴力 为支撑中心间距 单跨钢围檩受力图如图 2 1 l N q l 其弯矩图如图 2 2 图 2 1 单跨钢围檩受力图 5 图 2 2 单跨钢围檩弯矩图 2 1 4钢围檩的抗剪计算时 最不利的剪力取两跨钢围檩时的剪力 即该段围 檩上有三根支撑 剪力取 单跨钢围檩时 剪力为 双跨钢围N625 0 N5 0 檩受力图如图 2 3 其剪力图如图 2 4 图 2 3 双跨钢围檩受力图 图 2 4 双跨钢围檩剪力图 2 1 5基坑斜撑作用于钢围檩上 产生作用于钢围檩的轴向压力 钢围檩的抗 压计算时 应考虑多道斜撑分力的累加 如图 2 5 当有两根斜撑时 产生斜 撑分力 P1 P2时 其计算轴力 N P1 P2 如图 2 6 所示 计算公式中 值的精确取值见 钢结构设计规范 GB50017 2003 附录 C 在一般情况下 偏安全考虑 简化计算 值可以取 0 9 6 图 2 5 基坑支撑体系示意图 图 2 6 钢围檩轴力示意图 2 1 5 1 在受力计算中 以抗弯和抗压公式计算的结果为基础选择钢围檩型号 再采用抗剪计算公式进行复核 抗弯 抗压 抗剪三者必须同时满足要求 附 录 A 为钢围檩复核和设计的样表 在附件中给出了钢围檩复核和设计的计算表 格 可以输入相关参数后 确定钢围檩的型号 2 1 5 2 一般情况 钢围檩宜采用双拼或多拼型钢 不宜采用单根型钢 且不 宜选用焊接型钢 钢围檩应优先选用租赁单位已有钢围檩 一般常用的 H 型钢 有 500 200 10 16 488 300 11 18 700 300 13 24 400 400 13 21 等 附录 B 和附录 C 中是常用的热轧 H 型钢和工字钢参数表 可供参考 2 2 节点验算 2 2 1 1 钢支撑和钢围檩的重量由小牛腿来支承 根据小牛腿间距计算钢支撑 和围檩的作用于小牛腿的重力 再计算作用于小牛腿根部的弯矩 M 7 图 2 7 钢板小牛腿剖面示意图 单位 mm 2 2 1 2 一般情况 小牛腿钢板厚度不小于 20mm 小牛腿长度宜超过钢围檩 宽度 50mm 以上 小牛腿与围护焊接应采用双面角焊缝 且焊缝高度不小于 10mm 如图 2 7 所示 2 2 2 在工程施工中 支撑位置钢围檩抗压强度不足 发生屈服的现象较常出 现 因而 必须对支撑位置的钢围檩进行加劲处理 根据基坑深度的不同 支 撑轴力钢围檩受力也相差较大 加劲板的数量应根据计算确定 加劲板安装如 图 2 8 2 9 所示 图 2 8 加劲板安装平面图 单位 mm 图 2 9 加劲板安装剖面图 单位 mm 8 3 3材料进场检验和安装前准备材料进场检验和安装前准备 3 1 材料进场检验 3 1 1 1 材料进场后 由质量部门和材料部门对钢围檩型钢高度 翼板宽度 厚度 腹板厚度等尺寸进行量测 如不能符合要求 一律退场 严禁使用 3 1 1 2 选用的钢围檩应满足表面平整 顺直 无油污 无锈蚀且未损伤等要 求 型钢弯曲最大挠度不超过 1 300 3 1 1 3 钢围檩拼接接头未达到要求 应按 3 1 2 拼接接头要求处理 钢围檩 对接接头应满足 3 1 3 要求 3 1 2 对于双榀 多榀 钢围檩 型钢与型钢的翼板应间隔式对接焊 如图 3 1 或加缀板角焊 如图 3 2 且尺寸应满足图示要求 缀板厚度不小于母 材 图 3 1 型钢电焊拼接图 单位 mm 图 3 2 型钢加缀板拼接 单位 mm 3 1 3 钢围檩对接接头的抗压 抗剪 抗弯强度应与原材料相同 电焊应由专 业的电焊工实施 并采取有效措施保证电焊质量 3 2 安装前准备 3 2 1 随基坑开挖 清除围护体上附着的渣土 对于内插型钢的围护 SMW 9 旋喷插型钢围护 暴露出基坑内侧的型钢面 对于钢筋笼的围护 如钻孔桩 地下墙等围护 暴露出围护体 在安装钢围檩处 暴露出用于焊接小腿的钢筋 3 2 2 根据支撑设计标高 钢围檩尺寸 施工净空要求等确定小牛腿的标高 根据钢围檩长度通过放样确定每个牛腿的安装位置 安装标高误差应小于 2cm 3 2 3 根据支撑间距进行现场放样后 确定支撑在钢围檩上的安装位置 然后 根据计算结果对钢围檩进行加强处理 加劲板宜选用不小于 20mm 的钢板 高度 与型钢翼板齐平 加劲板与钢围檩型钢的腹板 翼板均采用双面角焊缝焊接 有效焊缝高度不小于 10mm 加劲板的数量不得少于上下各三块 间距控制在 200 250mm 加劲板应在地面焊接完成 以确保电焊质量 见图 2 8 2 9 10 4 4钢围檩的安装钢围檩的安装 4 1 钢围檩安装 4 1 1 1 对于钻孔桩 咬合桩 地下墙等围护的钢围护支承应选用钢板小牛腿 确保小牛腿的焊接质量 对于内插钢型的围护钢围檩支承可以采用型钢小牛 腿或钢板小牛腿 4 1 1 2 小牛腿应根据支撑位置 围檩长度等确定 应与排桩围护的主筋 预 埋件或内插型等连接 间距一般宜为 2 3m 小牛腿应比钢围檩宽度大于 5 10cm 如图 4 1 图 4 2 图 4 1 型钢小牛腿剖面图 单位 mm 图 4 2 钢板小牛腿剖面图 单位 mm 4 1 2钢围护采用拉结筋与围护结构进行连接加固是保证钢围檩稳定性 防止 滑落的有效措施 应在工程施工中广泛采用 拉结筋连接点间距宜控制在 2 3m 且每段钢围檩不小于两点 直径不小于 16 如图 4 1 图 4 2 4 1 3在钢围檩施工前 应根据基坑尺寸确定钢围檩的施工顺序和钢围檩的布 置 避免钢围檩现场安装接头出现于两根支撑的跨中或安装支撑处 如图 4 3 图 4 4 11 图 4 3 错误做法一 接头设置于支撑处 图 4 4 错误做法二 接头设置于跨中 4 1 4钢围檩安装接头处应在顶面 底面 侧面处用钢缀板连接 钢缀板与母 村采用角焊缝连接 焊缝有效高度不小于 10mm 钢缀板厚度不小于母材 且与 有效连接长度不小于 200mm 如图 4 5 图 4 6 图 4 7 图 4 5 连接腹板的缀板示意图 单位 mm 图 4 6 连接翼板的缀板示意图 单位 mm 图 4 7 安装接头剖面示意图 单位 mm 4 1 5在安装钢支撑之前 应保证排桩与钢围檩接触点密贴 当支撑位置的钢 围檩与围护存在间隙时 应先采用垫钢板等措施垫实 再安装钢支撑 施加预 应力 严禁在钢围檩与桩体之间未垫实的情况下施加预应力 支撑安装后 钢 12 围檩与围护体之间的间隙必须立即采用 C30 以上细石混凝土填实 严禁不填实 间隙 或采用双快水泥 泥土等代替细石混凝土 如图 4 8 图 4 8 钻孔桩围护与钢围檩之间填充图 图 4 9 钢围檩转角处处理 单位 mm 4 1 6基坑转角处 钢围檩应等高连接 两个方向的钢围檩应紧贴围护 钢围 檩端头应电焊连接 可采用缀板连接两端头围檩 可以采用加劲板有效焊接固 定 加劲板数量不少于两块 加劲板采用 20mm 钢板 尺寸如图 4 9 4 1 7斜支撑牛腿参照地下连续墙围护非标钢牛腿要求制作并安装 4 2 特殊情况处理 4 2 1 1 对于 SMW 等围护 当钢围檩与型钢间间距小于 10cm 则在钢围檩与 H 型钢缝隙间加垫相应数量的钢板 若钢围檩与型钢 桩体 间间距大于 10cm 则在钢围檩与型钢处加焊不少于三块加劲板 钢板高度与钢围檩相同 宽度与围檩型钢相同 如图 4 10 图 4 11 图 4 12 所示 4 2 1 2 对于钻孔桩等围护 在钢支撑施加应力前应先采用钢板垫实桩体位置 施加预应力完成后 再采细石砼填实钢围檩与桩体之间的间隙 如图 4 8 13 4 2 1 3 采用垫钢板措施时 钢板宽度应与围护型钢宽度相同 高度应与钢围 檩高度相同 并采用点焊等措施与围护有效连接 采用焊钢板时 必须确保钢 板与围护的焊接质量 采用双面角焊缝连接 并保证与钢围护接触面的平整 焊接钢板宽度应与围护型钢宽度相同 高度应与钢围檩高度相同 图 4 10 围护型钢错位处理平面图 单位 mm 图 4 11 垫钢板处理剖面图 10cm mm 图 4 12 焊钢板处理剖面图 10cm mm 4 2 2 1 当钢围檩上下错位时 可以通过在钢围檩端头增加钢支撑来处理 4 2 2 2 当钢围檩前后错位 当错位较小时 小于半个钢围檩宽度 相邻钢 围檩的腹板 翼板应采用缀板连接 并在钢围檩侧面加焊钢板作为连接板补强 如图 4 13 当错位较大时 大于半个钢围檩宽度 在前后错开的接头两侧各 增加一道钢支撑 如图 4 14 14 图 4 13 安装接头错位加缀板处理图 单位 mm 图 4 14 安装接头错位加支撑处理图 单位 mm 15 5 5钢围檩施工验收钢围檩施工验收 5 0 1钢围檩的验收包括两部分