钢支撑施工方案.doc

一、编制依据和工程概况1.1编制依据1、主体围护结构施工图。2、岩土工程勘察报告（02-DTC10-03）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、工程概况二、 施工部署2.1 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：* 副经理： * 技 术：* 质 量* 安 全 ：* 物 资：* 2.2 主要机械设备 具体见机械设备一览表。机械设备一览表编号机械类型数量备注110t龙门2台垂直吊装210t吊车1倒运3200t液压千斤顶2台4电焊机5台5挖掘机2台6自卸汽车10辆2.3 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：5人；钢筋工：6人；测量工：2人，共计55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 主要工程数量主体基坑钢支撑及钢围檩主要为630钢管、I40b工字钢、钢板t=20及t=14，其总量为钢管约1298t 、工字钢约2192 t 、钢板约315t、基它材料约20t 。2.5 工期安排 钢支撑安装是在护坡桩施工后进行，计划于2010年12月01日开始架设，至2010年5月30日结束。三、 钢支撑施工工艺3.1 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2530m，按照分层分小段的设计要求小段拟划分为45m，逐层分阶开挖并加横撑，土体开挖方法如下：（1）冠梁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，防止地表水流入基坑，基坑周边设置排水沟及沉淀池，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3m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9m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14m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，以加快施工速度。在进行下面一层土方开挖前再铲除预留平台部位的土方。详见图7-4-2。（3）基坑每一个开挖面采用23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，局部地段可以采用吊车出土。3.2钢支撑施工3.2.1钢支撑设计布置：草桥站主体明挖基坑围护结构共设250道钢支撑（包括倒撑）。支撑采用=630mm，=14mm的钢管。第一道道钢支撑撑在冠梁上，施工时预埋预埋件，其余采用钢围檩（钢围檩采用两根I40b工字钢并放焊接）。第二道钢支撑在标高33.64m-34.087m 处沿东向西2%的坡度布设，共设置89道支撑（包括16道角撑），横撑间距3 m左右，标准段支撑设计长度21.1m。第三道钢支撑在标高28.041m-28.337m，其余参数同第二道钢支撑。钢支撑轴力设计值和预加轴向压力具体值见下表。钢支撑轴力参数表第一道支撑第二道支撑第三道支撑倒撑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盾构段626kN250kN2227kN900kN2168kN900kN1526kN标准段1256kN500kN1752kN700kN1046kN420kN 3.2.2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453mm，具体细部尺寸见腰梁支架图。腰梁支架图2、钢围檩安装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I45b工字钢两根并放，中心距42.5cm。工字钢桩侧及基坑侧为2.0cm厚的帮焊板，25003700【直撑段中间连接板根据支撑间距设23块（距离大于等于3.1米的设3块），斜撑段均设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，每支撑设置，设置两道，为八字形。3、钢支撑固定端及活动端钢支撑固定端及活动端均有封端板和托盘组成，钢管（t14,L=6300）与端头封板（670X670X20）焊接成钢支撑端头；托盘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盘所需钢板）；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，具体细部尺寸见端头构造图： 端头大样图5、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。由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。分段长度为1m、2m、4m和 6m四种规格，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下1m后，立即放测出支撑位置线，凿出冠梁内的预埋钢板，并开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台10t的龙门在基坑内架设，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200t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。（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各种钢板塞紧。c、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剪力墩, 剪力墩预埋件如下：剪力墩预埋件大样图（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。各道钢支撑架设流程见框图。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 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，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。3.2.5 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200t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。四、 钢支撑监控量测4.1、支撑轴力监测布置支撑轴力测点布置见附图3。4.2、轴力应变计埋设与安装轴力计安装示意图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25025025mm的加强钢垫板，以扩大轴力计受力面积，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出标识，电缆每隔两米进行固定，外露部分作好保护措施。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。五、 质量保证措施5.1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。 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1、外观检查标准型 钢项 目允许偏差（mm）截面几何尺寸4钢 支 撑侧弯矢高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 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。六、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。 3、钢支撑加工前由负责加工的工长对加工机械的安全操作规程及注意事项进行交底，并由机械技师对所有机械性能进行检查，合格后方可使用。 4、土方开挖时,要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设