钢支撑施工方案

1 第一章 编制依据和工程概况第一章 编制依据和工程概况 2 1 1 编制及施工执行依据 2 1 2 工 程 概 况 2 第二章第二章 施施 工工 部部 署署 3 2 1 项目管理组织机构 3 2 3 劳动力计划 4 2 4 主要工程数量 4 2 5 工期安排 4 第三章第三章 钢支撑施工工艺钢支撑施工工艺 5 3 1 土方开挖 5 3 2 钢支撑施工 6 3 2 1 钢支撑设计布置 6 3 2 2 钢支撑施工准备 7 3 2 3 钢支撑架设方法及流程 10 3 2 5 钢支撑拆除 13 第四章第四章 钢支撑监控量测钢支撑监控量测 13 4 1 支撑轴力监测布置 13 4 2 轴力应变计埋设与安装 14 4 3 轴力监测 15 第五章第五章 质量保证措施质量保证措施 15 5 1 钢支撑稳定的保证措施 15 5 2 钢支撑的检验标准 16 第六章第六章 安全施工措施安全施工措施 17 2 第一章 编制依据和工程概况第一章 编制依据和工程概况 1 1 编制及施工执行依据编制及施工执行依据 1 北京市轨道交通首都国际机场线工程施工图设计 东直门站结构第 二册 基坑支护结构 和 基坑支护结构 变更 A 版 2 岩土工程勘察报告 2005 地铁详勘 J 1 3 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 4 地下铁道工程施工及验收规范 GB 50299 1999 5 建筑钢结构焊结技术规程 JGJ81 2002 6 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2001 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 国家和北京市有关施工的法律法规 1 2 工 工 程程 概概 况况 车站位于东二环路东侧东直门外大街路北侧 东西走向 车站主体上下 共四层 地下一 二层为站厅层 地下三层为设备层 地下四层为站台层 车站地面设 4 个出入口 3 组风亭 一组冷却塔 车站起于 K0 000 止于 K0 196 15 主体采用明暗挖施工 从东向西依次分为 安全线 暗挖单跨 单拱结构 A 区 单层暗挖双联拱 B 区 四层双跨矩形框架结构 C 区 3 过折返线段 D 五层三跨矩形框架结构 具体见 东直门站施工平面图 明挖段 B D 区明挖基坑深约 28 26 米 其中 B 区主要采用排桩 内 支撑和锚索支护体系 桩长 33 96 米 共设 4 层横撑 换撑增加 1 道 东侧 角撑 4 层 西侧角撑 2 层 C 区基坑深 6 5 米 采用土钉墙支护 D 区上部 采用排桩锚索支护体系 5 层锚索 下部采用排桩 内支撑 锚索支护体系 2 层横撑和角撑 具体见附图 2 3 第二章第二章 施施 工工 部部 署署 2 12 1 项目管理组织机构项目管理组织机构 为保证钢支撑按期优质完工 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 及时制定出相应有效措施 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 总负责 杜引社 副经理 陈志让 技 术 王彦臻 杨光梦 质 量 李养养 安 全 吕开瓶 工 长 陈明权 2 2 主要机械设备 具体见机械设备一览表 4 机械设备一览表 编号机械类型数量备注 1 10t 龙门1 台 2 16t 吊机 2 3 150t 液压千斤顶2 台 4 电焊机5 台 5 pc220 挖掘机5 台 6 自卸汽车10 辆 2 3 劳动力计划劳动力计划 生产 技术管理人员 6 人 设备操作人员 6 人 普工 30 人 电工 2 人 钢筋工 6 人 测量工 2 人 共计 52 人 为便于管理 劳动力使用时 根据专业工作性质 将其编为三个作业队 即钢支撑加工作业队 钢支撑安装作业队 土方开挖施工作业队 进行默契 配合 交叉流水作业 2 4 主要工程数量主要工程数量 主体基坑钢支撑及钢围檩主要为 600 钢管 I45c 工字钢 钢板 t 20 及 t 12 其总量为钢管约 592 4 t 工字钢约 310 5 t 钢板约 120t 基 它材料约 45t 2 5 工期安排工期安排 钢支撑安装是在护坡桩施工后进行 计划于 2006 年 5 月 10 日开始架 5 设 至 2006 年 7 月 30 日结束 第三章第三章 钢支撑施工工艺钢支撑施工工艺 3 1 土方开挖土方开挖 土方开挖原则 竖向分层 纵向分段 中部拉槽 根据钢支撑 锚杆设 计位置及现场实际等情况 拟将基坑竖向分 6 层 竖向分层高度根据支护结 构尺寸以及挖掘机开挖能力确定 钻孔灌注桩和降水施工结束后 首先进行土方开挖工作 其中 B 区土方 开挖纵向分六层进行 第一层为现况地面至冠梁底 开挖深度约为 2 0m 完 毕后开始进行帽梁 挡墙的施工 施工第一道钢支撑 钢支撑施工于冠梁上 中心位置为设计冠梁中心 标高为地表以下 1 5 2m 与此同时开始进行第 二层中部拉槽 槽顶边沿距两边护坡桩内侧须留置 2m 宽的土台 拉槽坡度 为 1 0 5 以利于挖掘机进行以下土方的开挖 开挖至第二道钢支撑下 50cm 支设第二层钢支撑 第三 四道钢支撑施工相同 D 区在标高 23 4 和 18 4 位置设置钢支撑 具体施工参考 B 区施工 施工注意事项 1 土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖 避免挖土机械碰撞已经 架设的钢支撑 2 沿围护桩两侧各留 2 0m 宽平台 充分利用其土体抗力保证围护结构 的稳定 又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水和喷锚施工 在钢 支撑架设完毕后 进行下面一层土方开挖前再挖除预留平台部位的土方 6 3 基坑开挖过程中及时架设钢支撑 保证基坑正常开挖及保证在加载卸 载过程中围护结构的受力符合设计 3 2 钢支撑施工钢支撑施工 3 2 1 钢支撑设计布置 钢支撑设计布置 东直门车站主体明挖基坑围护结构分为 B 区和 D 区段 其中 B 区在基坑 西侧设置 5 层角撑 东侧设置 2 层角撑 其余均为垂直横撑 基坑横撑共设 置 4 层 纵向间距 3 6 米 每层设置 12 根横撑 支撑采用 600mm 16mm 的钢管 首道钢支撑撑在冠梁上 施工时注意预埋预埋 件 其余采用钢围檩 钢围檩采用两根 45c 工字钢并放焊接 D 区基坑在 标高 23 4 和 18 4 标高设置 2 层支撑 横撑间距 3 3 米 每层设 4 道 角 撑四角全设 支撑采用 600mm 16mm 的钢管 钢支撑支撑轴力设计值 和预加轴向压力具体值见下表 B 区横支撑参数表 垂直支撑轴力 KN 45 度角撑轴力 KN 支撑层数 轴力设计值预加轴向压力轴力设计值预加轴向压力 第一道撑 40 6 21680303 112 东侧 第二道撑 35 2 448160627 224 东侧 第三道撑 28 9 605200847 280 东西侧 第四道撑 24 19 1 4220591 140 西侧 换撑 17 64 420588 D 区横支撑参数表 支撑层数垂直支撑轴力 KN 45 度角撑轴力 KN 7 轴力设计值预加轴向压力轴力设计值预加轴向压力 第一道撑 23 4 7281001019140 第二道撑 18 4 592100828140 3 2 2 钢支撑施工准备 钢支撑施工准备 支架 围檩 钢支撑活络头与固定端及装配件的加工 预埋 1 腰梁支架安装 钢支撑腰梁支架采用 L80X8 角钢焊接三角支架而成 为增加支架的稳定 性支架纵向采用角钢 L100X10 通长焊接连接 角钢支架通过 M25 膨胀螺栓锚 固在既有围护桩上 支架每桩设置 每个支架设 2 个膨胀螺栓 上下中心间 距 300mm 具体细部尺寸见腰梁支架图 2 钢围檩 第一层钢支撑直接支撑于帽梁上 凿出帽梁上预埋件 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 45c 工字 8 钢两根并放 中心距 22 4cm 工字钢桩侧为 2 0cm 厚的通长钢板 基坑侧焊 接 2 0cm 厚加强钢缀板 腹板位置设置 2 0cm 后的加强肋板 每桩设置 围 檩设钢支撑处焊接 2 0cm 厚加强钢缀板 腹板位置增加 3 道加强肋板 围檩 角部采用一块 20 厚钢板直角弯折与钢围檩焊接 为防止钢围檩倾覆和减轻 腰梁对支架的压力 采用 25 钢筋通过锚固在围护桩 M25 膨胀螺栓与腰梁 连接 3 钢支撑固定端 钢支撑固定端由两段组成 首段采用方形钢管 t 20 L 260 与端头封板 450X450X20 焊接而成 用以增加固定端的 刚度 9 施工时固定段通过端头封板与腰梁缀板焊接连接 方形钢管另一端通过 焊接钢管法兰盘作为与钢支撑的连接端 钢管内部增设十字形加劲肋 固定 端与钢支撑连接采用螺栓连接 具体细部尺寸见固定端构造图 4 钢支撑活动端 钢支撑活络端头由两段组成 首段采用对扣 2 个 焊接槽型钢 310X135X20 与端头封板 450X450X20 焊接而成 槽型钢 间距 40mm 中间空隙用以穿设楔块 活络头通过端头封板与腰梁缀板焊接连 接 另一段采用钢管焊接法兰盘作为与钢支撑的连接端 钢管内部焊接双室 方钢管 t 20 L 500 作为钢管内部的加强肋 两段通过承插连接 通过 千斤顶加预应力穿设楔块固定 具体细部尺寸见活络端头构造图 10 5 在钢支撑活接头箱室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 1 2cm 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 厚的外肋板 以承受千斤顶方向轴力 由于钢支撑较长 需分段加工 现场组合 支撑运输前需对构件进行编 号 运至现场进行拼装 组装为成型的单根钢支撑 3 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 11 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 系到深基坑稳定的成败 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 基坑开挖至第一层土下时 即帽梁下 50mm 后 立即放测出支撑位置 线 凿出帽梁内的预埋钢板焊接活络头和固定端头 并开始吊装第一层钢支 撑 施工时拟采用一台 10t 的龙门在基坑内架设 固定端与帽梁内钢板点焊 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 150t 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 当压力表读数稳定为止 并采用特制 铸铁楔子塞紧 由于 B 区首道钢支撑无型钢支架 采用在冠梁预埋钢板上焊 接槽型钢板 防止钢支撑掉落 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 1 型钢支架是与护坡桩采用膨胀螺栓相连 2 支撑两端与钢围檩相接 钢围 檩要求必须与护坡桩密贴 在有间隙的地方用各种钢板塞紧 3 为保证角 撑施加预应力时钢围檩不会水平移动 每层钢围檩在角撑位置设置抗剪凳 腰梁斜撑节点构造图如下 12 3 以下架设第三道及第四道钢支撑 施工工序及方法与第二道钢支撑 相同 各道钢支撑架设流程见框图 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 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 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 13 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 3 2 4 确保钢支撑稳定的技术措施 钢支撑拼装过程 a 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 防止坠落 b 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 c 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 基坑开挖过程 14 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 3 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完毕且砼达到强度后进行换撑 待 边墙和顶板施工完毕且砼达到强度后拆除 以此向上 待顶板施工完毕后逐 步拆除上一道钢支撑 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 用龙门或汽车吊将钢 支撑托起 在活动端设 2 台 150t 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 第四章第四章 钢支撑钢支撑监控监控量测量测 4 1 支撑轴力监测布置 支撑轴力测点布置见附图四 15 4 2 轴力应变计埋设与安装 应变计安装示意图 1 安装时按图套上标准芯棒 两端外侧面必须与安装架外侧面齐平 然后用扳手拧紧两只 M10 螺钉 2 将装好标准芯棒的安装架焊接在钢支撑表面 选好的安装点 一般 电焊在支撑的两侧面对称焊上 最好是支撑的轴线两侧各焊一只 焊接时应 变计必须与支撑轴线平行 最好是重合 标准是电焊牢固即可 焊点在安装 架的两侧面与支撑的结合处 3 松开两个 M10 螺钉 从一端取出标准芯棒 再把标准芯棒装入另一 付安装架内继续进行下一只的安装焊接 4 待本次安装架全部焊接完毕后 此时早已焊接的安装架也已冷却 就可以进行应变计的正式安装了 安装时把应变计从一端慢慢的推入安装架 内 到位后再把两只 M10 螺钉拧紧即可 此项应注意以下两个问题 把应变计推入安装架时必须注意 千万不要让应变计弯曲变形 要平稳的推入 千万不要让应变计扭转变形 要在自由状态下推入 应变计到位后必须与安装架的两端外侧面齐平 拧紧 M10 螺钉时必须注意 16 接上频率读数仪 在拧紧前测一次频率值 f1 拧紧 M10 螺钉时必须观测应变计的频率值 f2 此时频率应控制 在 f2 f1 100Hz 之内 两只螺钉应相应地慢慢的拧入 直至拧紧为止 千 万不能拧紧一只后再拧另一只 若是超过 f2 时 可松开 M10 螺钉 把应变 计轻轻转动一个方向后再拧紧螺钉 如此反复 直至把 f2 完全控制在规定 范围内 E 应变计安装完毕后 记下安装时的零点频率值及当时温度值即可 4 3 轴力监测 支撑轴力根据设计确定 设计轴力值的 80 确定为警戒值 第五章第五章 质量保证措施质量保证措施 5 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 17 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 3 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 2 钢支撑的检验标准钢支撑的检验标准 1 外观检查标准 项 目允许偏差 mm 型 钢 截面几何尺寸 4 侧弯矢高 15 扭曲h 250 且 10 0 翼板对腹板的垂直度h 100 且 3 0 钢 支 撑 端部连接板对腹板的垂直度 3 2 支撑构件的安装标准 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 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 18 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 第六章第六章 安全施工措施安全施工措施 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