地铁深基坑钢支撑施工方案..

昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 1 目目 录录 一 编制依据 2 二 工程概况 2 三 施工部署 2 3 1 项目管理组织机构 2 3 2 主要机械设备 3 3 3 劳动力计划 3 3 4 主要工程材料 4 四 支撑施工工艺 4 4 1 土方开挖 4 4 2 钢支撑施工 5 五 钢支撑监控量测 10 5 1 支撑轴力监测布置 10 5 2 轴力应变计埋设与安装 10 六 质量保证措施 10 6 1 钢支撑稳定的保证措施 10 6 2 钢支撑的检验标准 11 七 安全和环保措施 13 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 2 基坑支撑施工方案 一 编制依据一 编制依据 1 昆明市轨道交通 3 号线西昌路站车站附属结构设计图纸 总体施工组织设计 围护结构施工方案 2 岩土工程勘察报告 kj 3 建筑基坑工程技术规范 YB9258 97 4 地下铁道工程施工及验收规范 GB50299 1999 5 钢结构焊接规范 GB50661 2011 6 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2012 7 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 8 建设工程施工现场供用电安全规范 JG50194 93 9 建设工程施工现场安全 防护 场容卫生 环境保护及保卫消防标准 DBG01 83 2003 10 国家和郑州市有关施工的法律法规 二 工程概况二 工程概况 郑州市轨道交通 2 号线一期工程土建施工 01 工区新龙路站位于郑花路与三全路 路口 沿郑花路呈南北走向布置 车站有效站台中心里程为 YDK11 418 00 车站全 长 186 5m 车站标准段宽度 18 7m 最大宽 22 4m 端头井处 站台宽 10m 底板埋 深 17 0m 中心里程处 顶板覆土 3 0m 车站主体为地下二层双跨闭合箱形框架结 构 采用明挖顺筑法施工 车站主体围护结构采用钻孔灌注桩的围护形式 采取坑内降水 坑外止水的措 施 钻孔灌注桩桩间采用三轴搅拌桩止水帷幕 围护结构采用 1000mm 1200mm 的钻孔灌注桩和 850mm 600mm 的三轴搅拌桩 支撑系统采用 609 壁厚 16mm 的钢管作为内支撑 钢支撑共设 3 道支撑 1 道换撑 支撑间距第一道为 5 4m 二 三道为 2 7m 换撑间距为 2 7m 三 三 施工部署施工部署 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 3 3 1 项目管理组织机构项目管理组织机构 为保证基坑支撑按期优质完工 将严格按照既定的施工计划 合理安排施工 合理安排机械设备和劳动力计划 监督落实计划中每个节点的实际完成情况 及时 制定相应有效措施 确保工程单项工期目标和质量目标的实现 项目部成立如下组 织机构 图图 3 1 1 组织机构图组织机构图 3 2 主要机械设备主要机械设备 具体见机械设备一览表 机械设备一览表机械设备一览表 表 3 2 1 编号机械类型数量备注 116t 龙门2 台垂直吊装 225t 吊车2倒运 3100t 液压千斤顶2 台 4电焊机5 台 5挖掘机2 台 技术负责人 盛红 星 现场负责人 陆海 云 质量负责人 方军 安全责任人 万超明 总负责人 郑岐 现场技术负责人 王琨 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 4 6自卸汽车10 辆 3 3 劳动力计划劳动力计划 为便于管理 劳动力使用时 根据专业工作性质 将其编为四个施工班组 即 混凝土施工班组 钢支撑加工班组 钢支撑安装班组 土方开挖施工班组 进行默 契配合 交叉流水作业 劳动力计划表劳动力计划表 表 3 3 1 序号人员工种数量备注 1生产 技术人员5 人管理 2设备操作人员6 人特种 3电 工2 人特种 4测量工3 人 5安装人员5 人 6普 工10 人 7混凝土工4 合 计35 人 3 4 主要工程主要工程材料材料 主体基坑钢支撑及钢围檩主要为 609mm 钢管 I45b 工字钢 钢板 t 20mm 四 支撑施工工艺四 支撑施工工艺 4 1 土方开挖土方开挖 基坑开挖遵循 由上而下 先撑后挖 分层开挖 的原则 采用 竖向分层 纵向 分段 中部拉槽 横向扩边 的开挖方法 根据基坑深度 钢支撑位置等特点 车站主体基坑土方竖向开挖按照不大于 3m 的设计要求拟分 4 个开挖层 纵向大段分为 20 30m 按照分层分小段的设计要求 小段拟划分为 4 5m 逐层分阶开挖并加横撑 土体开挖方法如下 1 冠梁挡土墙施工完毕且垂直运输龙门吊安装完毕后进行土方开挖 第一层 土体采用垂直开挖 挡土墙顶标高高于原地面 20cm 以防止地表水流入基坑 基坑 周边设置排水沟 汇集雨水排入市政排水系统 待开挖结束后 分段安装第一道钢 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 5 支撑 之后 进行以下土体的开挖 在每步开挖后及时进行桩间土的喷射混凝土面 层施工 待每层向下挖至相应的钢支撑底下 500mm 后按顺序安装钢管支撑 2 竖向和纵向分段的划分 竖向分层 竖向分层高度按立体结构尺寸 横撑排距及竖向层距以及挖掘机最 大挖土能力确定 第一层土体开挖 2 0m 左右处 施作冠梁 安装第一道钢管支撑 第二层土方开挖至地面下 8 0m 左右处 施作第二道围檩 安装第二层钢管支撑 第 三层土方开挖至地面下 14 0m 左右 施作第三道围檩 安装第三层钢管支撑 继续 开挖至设计基底标高以上 20 30cm 时进行人工清底 横向分区分段 车站基坑土方 开挖按照施工安排的方向和顺序 横向逐层逐段 向基底深入 放坡包括平台在内 平均坡度为 1 2 5 分段开挖长度依据钢管支撑的间距而定 其基本分段长度为 4 5m 中部拉槽 沿围护桩两侧各留 3 0m 宽平台 即可充分利用土体抗力保证围护结 构的稳定 又可为钢支撑安装提供平台 同时可以确保在钢支撑施工时土方开挖正 常进行 以加快施工进度 在进行下面一层土方开挖前再铲除预留平台部位的土方 详见下图 图图 4 1 1 土方开挖示意图土方开挖示意图 3 基坑每一个开挖面采用 2 3 台反铲挖掘机开挖 当基坑深度在 4 0m 以内 时 直接挖土装车 当基坑挖至 4 0m 以下后采用多台挖掘机向基坑外倒运出渣 局 部地段不具备条件时采用长臂挖机或用吊车出土 4 2 钢支撑施工钢支撑施工 4 2 1 钢支撑设计布置钢支撑设计布置 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 6 新龙路站主体明挖基坑围护结构共设 267 道钢支撑 包括斜撑及换撑 支撑 采用 609mm 16mm 的钢管 第一道钢支撑撑在冠梁上 施工时设置埋件 其 余采用钢围檩 钢围檩采用两根 I45b 工字钢并放焊接 第二道钢支撑在标高 81 56m 81 933m 处 第三道钢支撑标高在 76 06m 76 433m 处 换撑钢支撑标高在 74 56m 74 933m 处 沿南向北 2 的坡度布设 第一道钢支撑设置 45 道支撑 包括 12 道角撑 横撑间距一般为 5 4m 标准段支撑设计长度 17 9m 第二 三道及换 撑每道设置 74 道支撑 包括 12 道角撑 横撑间距一般为 2 7m 标准段支撑设计 长度为 17 5m 钢支撑轴力设计值和预加轴向压力具体值见下表 钢支撑轴力参数表钢支撑轴力参数表 表 4 2 1 第一道支撑第二道支撑第三道支撑换撑支 撑 位 置 设计 轴力 预加 轴力 设计 轴力 预加 轴力 设计 轴力 预加 轴力 设计 轴力 预加 轴力 斜 撑 1032kN425kN3541kN849kN3549kN849kN0kN 标 准 段 直 撑 549kN300kN2329kN600kN2379kN600kN1533kN0kN 斜撑的预加轴力值 N N sin 为斜撑与冠梁夹角 断面位置详见 新龙路站 支撑平面布置图 4 2 2 钢支撑施工钢支撑施工 1 腰梁支架安装 钢支撑腰梁支架采用 L75X8 角钢焊接三角支架而成 为增加支架的稳定性支架 纵向采用 20 帮焊钢板焊接连接 角钢支架通过 M20 膨胀螺栓锚固在既有围护桩 上 支架每隔一桩设置 每个支架设 2 个膨胀螺栓 上下中心间距 620mm 具体细 部尺寸见钢围檩支座图 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 7 图图 4 2 1 钢围檩支座图钢围檩支座图 2 钢围檩安装 第一层钢支撑直接支撑于冠梁上 凿出冠梁上预埋件 与预埋钢板相焊接 以 下各层钢支撑架设于钢围檩上 钢围檩采用 I45b 工字钢两根并放 工字钢桩侧及基 坑侧为 2 0cm 厚的帮焊板 支撑间距设 2 块 为防止钢围檩倾覆和减轻腰梁对支架 的压力 采用 00 型花篮螺丝 1 3 螺旋扣号码通过锚固在围护桩 M20 膨胀螺栓与腰 梁连接 每支撑以八字形设置两道 3 钢支撑固定端及活动端 钢支撑固定端及活动端均有托架 托架焊接在冠梁预埋钢板上或者钢围檩上 钢围檩上事先焊接托架所需钢板 施工时固定端端头板与预埋 或围檩 钢板点 焊连接 活动端用楔形垫块楔紧 具体细部尺寸见钢围檩支座图 4 钢支撑施工要点 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 8 在钢支撑活接头两端各焊有千斤顶支托架 以便由千斤顶施加预应力 支托架 采用 2 0cm 厚的钢板加工 主背钢板与钢管间 钢管外侧 每侧各焊有 2 道 2 0cm 厚的顶墩端板 以承受千斤顶方向轴力 逐层开挖 并遵循先支撑 后开挖的原则 支撑的安装应与土方施工紧密结合 在土方挖到设计标高的区段内 及时安装并发挥支撑作用 钢管横撑按每节 1m 2m 3m 4m 5m 或 6m 的标准长度进行分节 同时配 备部分长度不同的短节钢管 以适应基坑断面的变化 管段间用法兰 M20 高强螺 栓栓接 同时每根横撑两端分别配活动端和固定端 钢管对称确保两端同步 与钢围檩正交 斜撑要确保剪力块角度与斜撑角度一 致 钢管横撑安装后应及时施加预应力 图图 4 2 2 钢支撑架设流程图钢支撑架设流程图 4 2 3 钢支撑架设方法及流程钢支撑架设方法及流程 钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序 支撑架设 极具时间性和协调性 支撑架设的时间 位置及预加力的大小直接关系到深基坑的 稳定性 支撑架设必须严格满足设计工况要求 1 钢支撑架设流程 1 基坑开挖至第一道钢支撑以下 0 5m 后 立即放测出支撑位置线 凿出冠 100 160 100 100 584 300 200 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 9 梁内的预埋钢板 并开始吊装第一层钢支撑 施工时拟采用一吊装机械在基坑内架 设 固定端与冠梁内钢板点焊 以防支撑水平滑动 活动端微调采用特制钢楔加塞 施加预应力方法 采用两台 100t 的油压千斤顶施加钢支撑预加力 在活动端沿支撑 两侧对称逐级加压 按照支撑设计预加轴力控制值 首先施加预加轴力的 75 停 10 分钟 再加至预加轴力值 且压力表读数稳定为止 施加过程中并采用特制铸铁 楔子塞紧 且焊接牢固 2 第一层支撑安装完毕后 进行第二层土方的开挖 开挖至其底标高后 开 始安装第二层钢支撑 工序内容与第一层大体相同 所不同是 a 型钢支架是与护 坡桩采用膨胀螺栓相连 b 支撑两端与钢围檩相接 钢围檩要求必须与护坡桩密贴 在有间隙的地方用喷射混凝土填塞或者钢板塞紧 3 以下架设第三道钢支撑 施工工序及方法与第二道钢支撑相同 4 第三道钢支撑加设完成 基坑开挖至设计底部 开始施做主体结构 先施 工主体结构底板及设计换撑高度位置侧墙 施工换撑位置侧墙时 根据设计在主体 结构换撑位置处施做换撑腰梁后 进行换撑架设 各道钢支撑架设流程见框图 图图 4 2 3 钢支撑架设流程图钢支撑架设流程图 2 钢支撑架设方法 1 每节段分层开挖至钢支撑架设的高度后 立即放出支撑位置线 钢支撑组拼吊装钢支撑 施加预加力 楔块锁定 安设牛腿 钢围檩 施工监测 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 10 2 护坡桩上钻孔安装型钢支架和加工好的钢围檩 钢支撑两端的钢围檩应保 持同一水平位置 3 将钢支撑活络头和固定端头与钢支撑端头板采用螺栓连接 组装成为成型 的单根钢支撑 4 用龙门吊吊放钢支撑到型钢支架 校准位置后将活络头和固定端焊接在钢 围檩缀板上固定 5 为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度 在对钢支撑施加预应力前先 将钢支撑自重挠度校正至水平 6 在三角形钢支架下方焊接防坠钢板及千斤顶支托板 完成施加预应力前的 各种准备 7 在活动端沿支撑两侧对称逐级加压 按照支撑设计预加轴力控制值 当压 力表读数稳定为止 并采用特制铸铁楔子塞紧固定 4 2 4 确保钢支撑稳定的措施确保钢支撑稳定的措施 1 钢支撑拼装过程 1 钢支撑在拼装时 轴线偏差在 2cm 之内 并保证支撑接头的承载力符合 设计要求 钢支撑连接时必须对称上螺栓 按顺序紧固 要有钢支撑支托措施 同 时用于微调的钢楔也要串联 用直径 16mm 钢丝绳与预埋钢环连接 第一道钢支撑 同时在两端加焊 L 型钢板挂钩将钢支撑挂在冠梁上 防止坠落 2 钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度 若不垂直要进行矫正 然后将钢 支撑安装在牛腿上 并且紧固好 必要时可在钢支撑中部架设临时支撑 确保钢支 撑吊装上就只有很小的自重下挠度 便于加预应力固定 3 所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须双面满焊 在有内 肋板焊接过程中无法双面焊接的 宜采用坡口焊接方式 2 基坑开挖过程 采用中心挖槽法或小挖掘机开挖钢支撑附近土方 防止机械碰撞支撑 采用人 工配合小型机具开挖护坡桩附近土方 严禁机械开挖碰撞钢支撑和护坡桩 4 2 5 钢支撑拆除钢支撑拆除 1 钢支撑拆除步骤 最下层钢支撑等到车站底板结构施工 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 11 完毕且砼达到强度后进行换撑后 拆除第三道钢支撑 施工地下二层侧墙及中板 侧墙及中板达到设计强度后 拆除第二道钢支撑 后施工地下一层侧墙及顶板 待 结构强度达到设计要求后 拆除第一道钢支撑和换撑 2 支撑拆除方法 钢支撑拆除应随车站结构施工进程分段分层拆除 用吊装设备将钢支撑托起 在活动端设 2 台 100t 千斤顶 施加轴力至钢楔块松动 取出钢楔块 逐级卸载至取 完钢楔 最后将支撑吊出基坑 换撑拆除后在结构底板上运送至吊装口位置后 由 吊装口吊出 五 五 钢支撑监控量测钢支撑监控量测 5 1 支撑轴力监测布置支撑轴力监测布置 支撑轴力测点布置见 广播台站施工监测平面布置图 5 2 轴力应变计埋设与安装轴力应变计埋设与安装 图图 5 2 1 轴力计安装示意图轴力计安装示意图 1 采用专用的轴力架安装架固定轴力计 安装架圆形钢筒上没有开槽的一端面 与支撑的牛腿 活络头 上的钢板电焊焊接牢固 电焊时必须与钢支撑中心轴线与安 装中心点对齐 2 待焊接冷却后 将轴力计推入安装架圆形钢筒内 并用螺丝 M10 把轴力 计固定在安装架上 3 钢支撑吊装到位后 即安装架的另一端 空缺的那一端 与围护墙体上的钢板 对上 中间加一块 250mm 250mm 25mm 的加强钢垫板 以扩大轴力计受力面积 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 12 防止轴力计受力后陷入钢板影响测试结果 4 将读数电缆接到基坑顶上的观测站 电缆统一编号 用白色胶布绑在电缆线 上作标识 电缆每隔 2m 进行固定 外露部分作好保护措施 六 六 质量保证措施质量保证措施 6 1 钢支撑稳定的保证措施钢支撑稳定的保证措施 1 基坑开挖应严格遵守 分层开挖 的原则 支撑架设与土方开挖密切配合 开 挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方 以防止机械碰撞支撑 采用人工配合小 型机具开挖护坡桩附近土方 严禁机械开挖碰撞钢支撑和钻孔灌注桩 土方挖到设计 标高后及时架设钢支撑并施加预应力 减少无支撑暴露时间 2 钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一 其架设必须准确到位 并严格按设计要求施加预应力 尤其注意斜撑的稳定性 在斜撑作业时 安装每一 环节均要做到精心作业 同时钢围檩在制作 安装过程中也必须保证其稳定 强度 及变形的要求 另外 从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中 须对钢支撑严 格监测 确保其稳定性 3 钢支撑安装时 轴线偏差 5cm 并保证支撑接头的承载力符合设计要求 钢支撑连接时必须对称上螺栓 按顺序紧固 同时为防止钢支撑在施加轴力时产生 过大的挠度 在施加轴力前先将挠度校正至水平 4 钢支撑安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直 不垂直的要进行矫正 然后将钢支撑安装在牛腿上支座上 并且紧固好 5 钢管支撑 钢围檩为钢构件 一定要确保焊缝和螺栓连接质量 使用前需进 行无损伤焊缝检测 6 2 钢支撑的检验标准钢支撑的检验标准 1 外观检查标准 外观检查标准表外观检查标准表 表 6 2 1 项 目允许偏差 mm 型 钢 截面几何尺寸 4 侧弯矢高15钢 支 扭 曲h 250 且 10 0 昆明轨道交通 3 号线工程土建施工项目东标段 西昌路站附属结构钢支撑施工方案 13 翼板对腹板的垂直度h 100 且 3 0撑 端部连接板对腹板的垂直度3 2 支撑构件的安装标准 支撑构件的安装标准表支撑构件的安装标准表 表 6 2 2 项 目允许偏差 mm 同一横撑中间及两端顶面任意两点的高差5 0 横撑对定位轴线的整体偏差50 0 横撑整体直线度 20 0 3 施加预应力质量检验评定标准 施加预应力质量检验评定标准表施加预应力质量检验评定标准表 表 6 2 3 项 目允许偏差 mm 横撑预应力施加后轴线偏移50 4 钢支撑的挠度要求 钢支撑的挠度控制是支撑架设与使用过程中的关键环节 预应力施加过程中一 定要注意观测 如果超出允许范围 应及时卸荷 调整处理后方可继续时施工 钢 支撑的挠度不应大于 1 400 的支撑长 不含初始变形 根据本基坑宽度等因素综合 考虑定为 5cm 七 安全和环保措施七 安全和环保措施 钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一 其架设必须准确到位 并严格按设计要求施加预应力 并注意观测其变形 另外 从基坑钢支撑架设至拆 除的整个施工过程中 须对钢支撑严格监测及防护 以确保其稳定性 为此 特制 定以下措施 1 进入施工现场人员一律戴安全帽 并接受入场教育 2 对施工人员加强安全施工的教育 定期进行安全检查专业安全检查 昆明轨道交通 3