基坑工程支撑系统钢围檩施工规程(条文说明)7

上海隧道工程股份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2023年10月目录1总那么12钢围檩的选型和节点验算3钢围檩的选型3节点验算53材料进场检验和安装前准备7材料进场检验7安装前准备74钢围檩的安装9钢围檩安装9特殊情况处理115钢围檩施工验收14总那么围檩-支撑体系的受力性能和稳定性是确保基坑工程平安的关键因素。本规程通过钢围檩的受力计算来确定钢围檩体系，满足平安可靠、经济可行的要求；提出钢围檩施工各关键环节的控制要求，即有利于标准化施工，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。W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。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那么基坑，必要时须与设计协商进行设计方案优化。-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。-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。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-3对于规那么基坑，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①区，再同时施工②、③区〕；对于不规那么基坑或异形基坑，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本规程中钢围檩设计遵照《钢结构设计标准》〔GB50017-2003〕，施工要求遵照《钢结构工程施工及验收标准》〔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/SD04•10-99〕，同时，对于基坑工程的施工应遵照《基坑工程设计标准》〔DBJ08-61-97〕和《上海地铁基坑工程施工规程》〔SZ-08-2000〕的要求。钢围檩的选型和节点验算钢围檩的选型一般情况下，设计指定钢围檩型号，那么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，那么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，那么应取得设计、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。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。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，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，其弯矩图如图。图：单跨钢围檩受力图图：单跨钢围檩弯矩图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〕。双跨钢围檩受力图如图，其剪力图如图。图：双跨钢围檩受力图图：双跨钢围檩剪力图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，当有两根斜撑时，产生斜撑分力P1、P2时，其计算轴力N＝P1＋P2，如下图。计算公式中，值的精确取值见《钢结构设计标准》〔GB50017-2003〕附录C，在一般情况下，偏平安考虑，简化计算，值。图：基坑支撑体系示意图图：钢围檩轴力示意图-1在受力计算中，以抗弯和抗压公式计算的结果为根底选择钢围檩型号，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。节点验算-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。图：钢板小牛腿剖面示意图〔单位：mm〕-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，如下图。在工程施工中，支撑位置钢围檩抗压强度缺乏，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：加劲板安装平面图〔单位：mm〕图：加劲板安装剖面图〔单位：mm〕材料进场检验和安装前准备材料进场检验-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。-2选用的钢围檩应满足外表平整、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钢围檩拼接接头未到达要求，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。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〕或加缀板角焊〔如图〕，且尺寸应满足图示要求，缀板厚度不小于母材。图：型钢电焊拼接图〔单位：mm〕图：型钢加缀板拼接〔单位：mm〕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。安装前准备随基坑开挖，去除围护体上附着的渣土。对于内插型钢的围护〔SMW，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。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。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。钢围檩的安装钢围檩安装-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。-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、图。图：型钢小牛腿剖面图〔单位：mm〕图：钢板小牛腿剖面图〔单位：mm〕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Ф16，如图、图。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，防止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、图。图：错误做法一〔接头设置于支撑处〕图：错误做法二〔接头设置于跨中〕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，图，图。图：连接腹板的缀板示意图〔单位：mm〕图：连接翼板的缀板示意图〔单位:mm〕图：安装接头剖面示意图〔单位：mm〕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。图：钻孔桩围护与钢围檩之间填充图图：钢围檩转角处处理〔单位:mm〕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。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。特殊情况处理-1对于SMW等围护。当钢围檩与型钢间间距小于10cm，那么在钢围檩与H型钢缝隙间加垫相应数量的钢板；假设钢围檩与型钢〔桩体〕间间距大于10cm，那么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、图、图所示。-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。-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：围护型钢错位处理平面图〔单位:mm〕图：垫钢板处理剖面图〔≤10cm〕〔mm〕图：焊钢板处理剖面图(＞10cm)〔mm〕-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。-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；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。图：安装接头错位加缀板处理图〔单位:mm〕图：安装接头错位加支撑处理图〔单位:mm〕钢围檩施工验收钢围檩的验收包括两局部，一是材料进场验收，二是施工质量验收。材料进验收的主要内