地鐵深基坑鋼支撐施工方案

1、目錄一、編制依據(jù) (2二、工程概況 (2三、施工部署 (23.1項目管理組織機構 (23.2主要機械設備 (33.3 勞動力計劃 (33.4主要工程材料 (4四、支撐施工工藝 (44.1 土方開挖 (44.2鋼支撐施工 (5五、鋼支撐監(jiān)控量測 (105.1支撐軸力監(jiān)測布置 (105.2軸力應變計埋設與安裝 (10六、質量保證措施 (106.1鋼支撐穩(wěn)定的保證措施 (106.2 鋼支撐的檢驗標準 (11七、安全和環(huán)保措施 (13基坑支撐施工方案一、編制依據(jù)1、新龍路站主體圍護結構施工圖2、巖土工程勘察報告(020626-kj3、建筑基坑工程技術規(guī)范(YB9258-974、地下鐵道工程施工及驗收規(guī)

2、范(GB50299-19995、鋼結構焊接規(guī)范(GB50661-20116、建筑機械使用安全技術規(guī)程(JGJ33-20127、建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范(GB50202-20028、建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范(JG50194-939、建設工程施工現(xiàn)場安全、防護、場容衛(wèi)生、環(huán)境保護及保衛(wèi)消防標準(DBG01-83-200310、國家和鄭州市有關施工的法律法規(guī)二、工程概況鄭州市軌道交通2號線一期工程土建施工01工區(qū)新龍路站位于鄭花路與三全路路口,沿鄭花路呈南北走向布置。車站有效站臺中心里程為YDK11+418.00,車站全長186.5m,車站標準段寬度18.7m,最大寬22.4m(端頭井

3、處,站臺寬10m,底板埋深17.0m(中心里程處,頂板覆土3.0m。車站主體為地下二層雙跨閉合箱形框架結構,采用明挖順筑法施工。車站主體圍護結構采用鉆孔灌注樁的圍護形式,采取坑內(nèi)降水、坑外止水的措施,鉆孔灌注樁樁間采用三軸攪拌樁止水帷幕。圍護結構采用1000mm1200mm的鉆孔灌注樁和850mm600mm的三軸攪拌樁;支撐系統(tǒng)采用609,壁厚16mm的鋼管作為內(nèi)支撐;鋼支撐共設3道支撐、1道換撐。支撐間距第一道為5.4m,二、三道為2.7m,換撐間距為2.7m。三、施工部署3.1項目管理組織機構為保證基坑支撐按期優(yōu)質完工,將嚴格按照既定的施工計劃,合理安排施工,合理安排機械設備和勞動力計劃,

4、監(jiān)督落實計劃中每個節(jié)點的實際完成情況,及時制定相應有效措施,確保工程單項工期目標和質量目標的實現(xiàn),項目部成立如下組織機構: 圖3.1-1 組織機構圖3.2主要機械設備具體見機械設備一覽表。機械設備一覽表表3.2-1 3.3 勞動力計劃為便于管理,勞動力使用時,根據(jù)專業(yè)工作性質,將其編為四個施工班組,即混凝土施工班組、鋼支撐加工班組、鋼支撐安裝班組、土方開挖施工班組,進行默契配合,交叉流水作業(yè)。勞動力計劃表表3.3-1 3.4主要工程材料主體基坑鋼支撐及鋼圍檁主要為609mm鋼管、I45b工字鋼、鋼板t=20mm。四、支撐施工工藝4.1 土方開挖基坑開挖遵循“由上而下,先撐后挖,分層開挖”的原則

5、,采用“豎向分層、縱向分段、中部拉槽、橫向擴邊”的開挖方法。根據(jù)基坑深度、鋼支撐位置等特點,車站主體基坑土方豎向開挖按照不大于3m 的設計要求擬分4個開挖層,縱向大段分為2030m,按照分層分小段的設計要求小段擬劃分為45m,逐層分階開挖并加橫撐,土體開挖方法如下:(1冠梁擋土墻施工完畢且垂直運輸龍門吊安裝完畢后進行土方開挖,第一層土體采用垂直開挖,擋土墻頂標高高于原地面20cm,以防止地表水流入基坑?；又苓呍O置排水溝,匯集雨水排入市政排水系統(tǒng)。待開挖結束后,分段安裝第一道鋼支撐。之后,進行以下土體的開挖。在每步開挖后及時進行樁間土的噴射混凝土面層施工,待每層向下挖至相應的鋼支撐底下500m

6、m后按順序安裝鋼管支撐。(2豎向和縱向分段的劃分豎向分層:豎向分層高度按立體結構尺寸、橫撐排距及豎向層距以及挖掘機最大挖土能力確定。第一層土體開挖2.0m左右處,施作冠梁,安裝第一道鋼管支撐;第二層土方開挖至地面下8.0m左右處,施作第二道圍檁,安裝第二層鋼管支撐;第三層土方開挖至地面下14.0m左右,施作第三道圍檁,安裝第三層鋼管支撐,繼續(xù)開挖至設計基底標高以上20-30cm時進行人工清底。橫向分區(qū)分段:車站基坑土方開挖按照施工安排的方向和順序,橫向逐層逐段,向基底深入,放坡包括平臺在內(nèi)平均坡度為1:2.5,分段開挖長度依據(jù)鋼管支撐的間距而定,其基本分段長度為4-5m。中部拉槽:沿圍護樁兩側

7、各留3.0m寬平臺,即可充分利用土體抗力保證圍護結構的穩(wěn)定,又可為鋼支撐安裝提供平臺,同時可以確保在鋼支撐施工時土方開挖正常進行,以加快施工進度。在進行下面一層土方開挖前再鏟除預留平臺部位的土方。詳見下圖。 圖4.1-1 土方開挖示意圖(3基坑每一個開挖面采用23臺反鏟挖掘機開挖,當基坑深度在4.0m以內(nèi)時,直接挖土裝車,當基坑挖至4.0m以下后采用多臺挖掘機向基坑外倒運出渣,局部地段不具備條件時采用長臂挖機或用吊車出土。4.2鋼支撐施工新龍路站主體明挖基坑圍護結構共設267道鋼支撐(包括斜撐及換撐。支撐采用=609mm,=16mm的鋼管。第一道鋼支撐撐在冠梁上,施工時設置埋件,其余采用鋼圍檁

8、(鋼圍檁采用兩根I45b工字鋼并放焊接。第二道鋼支撐在標高81.56m-81.933m處,第三道鋼支撐標高在76.06m-76.433m處,換撐鋼支撐標高在74.56m-74.933m處。沿南向北2的坡度布設,第一道鋼支撐設置45道支撐(包括12道角撐,橫撐間距一般為5.4m,標準段支撐設計長度17.9m。第二、三道及換撐每道設置74道支撐(包括12道角撐,橫撐間距一般為2.7m,標準段支撐設計長度為17.5m。鋼支撐軸力設計值和預加軸向壓力具體值見下表。鋼支撐軸力參數(shù)表表4.2-1 斜撐的預加軸力值N=N/sin,為斜撐與冠梁夾角。斷面位置詳見“新龍路站支撐平面布置圖”。1腰梁支架安裝鋼支撐

9、腰梁支架采用L75X8角鋼焊接三角支架而成,為增加支架的穩(wěn)定性支架縱向采用=20幫焊鋼板焊接連接。角鋼支架通過M20膨脹螺栓錨固在既有圍護樁上,支架每隔一樁設置,每個支架設2個膨脹螺栓,上下中心間距620mm,具體細部尺寸見鋼圍檁支座圖。 2鋼圍檁安裝第一層鋼支撐直接支撐于冠梁上,鑿出冠梁上預埋件,與預埋鋼板相焊接,以下各層鋼支撐架設于鋼圍檁上,鋼圍檁采用I45b 工字鋼兩根并放。工字鋼樁側及基坑側為2.0cm 厚的幫焊板,支撐間距設2塊。為防止鋼圍檁傾覆和減輕腰梁對支架的壓力,采用00型花籃螺絲1.3螺旋扣號碼通過錨固在圍護樁M20膨脹螺栓與腰梁連接,每支撐以八字形設置兩道。3鋼支撐固定端及

10、活動端鋼支撐固定端及活動端均有托架,托架焊接在冠梁預埋鋼板上或者鋼圍檁上(鋼圍檁上事先焊接托架所需鋼板;施工時固定端端頭板與預埋(或圍檁鋼板點焊連接,活動端用楔形墊塊楔緊,具體細部尺寸見鋼圍檁支座圖。4鋼支撐施工要點在鋼支撐活接頭兩端各焊有千斤頂支托架,以便由千斤頂施加預應力,支托架采用2.0cm 厚的鋼板加工,主背鋼板與鋼管間(鋼管外側每側各焊有2道2.0cm 厚的頂墩端板,以承受千斤頂方向軸力。圖4.2-1 鋼圍檁支座圖逐層開挖,并遵循先支撐、后開挖的原則,支撐的安裝應與土方施工緊密結合,在土方挖到設計標高的區(qū)段內(nèi),及時安裝并發(fā)揮支撐作用。鋼管橫撐按每節(jié)1m 、2m 、3m 、4m 、5m

11、 或6m 的標準長度進行分節(jié),同時配備部分長度不同的短節(jié)鋼管,以適應基坑斷面的變化。管段間用法蘭、M20高強螺栓栓接,同時每根橫撐兩端分別配活動端和固定端。鋼管對稱確保兩端同步,與鋼圍檁正交,斜撐要確保剪力塊角度與斜撐角度一致,鋼管橫撐安裝后應及時施加預應力。圖4.2-2 鋼支撐架設流程圖鋼支撐架設與基坑土方開挖是深基坑施工密不可分的兩道關鍵工序,支撐架設極具時間性和協(xié)調性,支撐架設的時間、位置及預加力的大小直接關系到深基坑的穩(wěn)定性,支撐架設必須嚴格滿足設計工況要求。1鋼支撐架設流程(1基坑開挖至第一道鋼支撐以下0.5m 后,立即放測出支撐位置線,鑿出冠梁內(nèi)的預埋鋼板,并開始吊裝第一層鋼支撐,

12、施工時擬采用一吊裝機械在基坑內(nèi)架設,固定端與冠梁內(nèi)鋼板點焊,以防支撐水平滑動;活動端微調采用特制鋼楔加塞施加預應力方法。采用兩臺100t 的油壓千斤頂施加鋼支撐預加力,在活動端沿支撐兩側對稱逐級加壓,按照支撐設計預加軸力控制值,首先施加預加軸力的75%,停10分鐘,100160100100584300200再加至預加軸力值,且壓力表讀數(shù)穩(wěn)定為止,施加過程中并采用特制鑄鐵楔子塞緊,且焊接牢固。(2第一層支撐安裝完畢后,進行第二層土方的開挖,開挖至其底標高后,開始安裝第二層鋼支撐,工序內(nèi)容與第一層大體相同,所不同是:a、型鋼支架是與護坡樁采用膨脹螺栓相連;b、支撐兩端與鋼圍檁相接,鋼圍檁要求必須與

13、護坡樁密貼,在有間隙的地方用噴射混凝土填塞或者鋼板塞緊。(3以下架設第三道鋼支撐,施工工序及方法與第二道鋼支撐相同。(4第三道鋼支撐加設完成,基坑開挖至設計底部、開始施做主體結構,先施工主體結構底板及設計換撐高度位置側墻。施工換撐位置側墻時,根據(jù)設計在主體結構換撐位置處施做換撐腰梁后,進行換撐架設。各道鋼支撐架設流程見框圖。 圖4.2-3 鋼支撐架設流程圖2鋼支撐架設方法(1每節(jié)段分層開挖至鋼支撐架設的高度后,立即放出支撐位置線。(2護坡樁上鉆孔安裝型鋼支架和加工好的鋼圍檁。鋼支撐兩端的鋼圍檁應保持同一水平位置。(3將鋼支撐活絡頭和固定端頭與鋼支撐端頭板采用螺栓連接,組裝成為成型的單根鋼支撐。

14、(4用龍門吊吊放鋼支撐到型鋼支架。校準位置后將活絡頭和固定端焊接在鋼圍檁綴板上固定。(5為防止鋼支撐在施加軸力時產(chǎn)生過大的撓度,在對鋼支撐施加預應力前先將鋼支撐自重撓度校正至水平。(6在三角形鋼支架下方焊接防墜鋼板及千斤頂支托板,完成施加預應力前的各種準備。(7在活動端沿支撐兩側對稱逐級加壓,按照支撐設計預加軸力控制值,當壓力表讀數(shù)穩(wěn)定為止,并采用特制鑄鐵楔子塞緊固定。1鋼支撐拼裝過程(1鋼支撐在拼裝時,軸線偏差在2cm之內(nèi),并保證支撐接頭的承載力符合設計要求。鋼支撐連接時必須對稱上螺栓,按順序緊固。要有鋼支撐支托措施,同時用于微調的鋼楔也要串聯(lián),用直徑16mm鋼絲繩與預埋鋼環(huán)連接,第一道鋼支

15、撐同時在兩端加焊L型鋼板掛鉤將鋼支撐掛在冠梁上,防止墜落。(2鋼支撐安裝前一定要檢查鋼管的垂直度,若不垂直要進行矯正;然后將鋼支撐安裝在牛腿上,并且緊固好,必要時可在鋼支撐中部架設臨時支撐,確保鋼支撐吊裝上就只有很小的自重下?lián)隙?便于加預應力固定。(3所有鋼支撐裝配件的鋼板加工以及鋼管焊接加工都必須雙面滿焊。在有內(nèi)肋板焊接過程中無法雙面焊接的,宜采用坡口焊接方式。2基坑開挖過程采用中心挖槽法或小挖掘機開挖鋼支撐附近土方,防止機械碰撞支撐;采用人工配合小型機具開挖護坡樁附近土方,嚴禁機械開挖碰撞鋼支撐和護坡樁。1鋼支撐拆除步驟最下層鋼支撐等到車站底板結構施工完畢且砼達到強度后進行換撐后,拆除第三

16、道鋼支撐。施工地下二層側墻及中板、側墻及中板達到設計強度后、拆除第二道鋼支撐。后施工地下一層側墻及頂板,待結構強度達到設計要求后,拆除第一道鋼支撐和換撐。2支撐拆除方法鋼支撐拆除應隨車站結構施工進程分段分層拆除。用吊裝設備將鋼支撐托起,在鄭州市軌道交通 2 號線一期工程土建施工 新龍路站基坑支撐施工方案 活動端設 2 臺 100t 千斤頂，施加軸力至鋼楔塊松動，取出鋼楔塊，逐級卸載至取完 鋼楔，最后將支撐吊出基坑。換撐拆除后在結構底板上運送至吊裝口位置后，由吊裝 口吊出。 五、 鋼支撐監(jiān)控量測 5.1 支撐軸力監(jiān)測布置 支撐軸力測點布置見“廣播臺站施工監(jiān)測平面布置圖”。 5.2 軸力應變計埋設

17、與安裝 圖 5.2-1 軸力計安裝示意圖 1）采用專用的軸力架安裝架固定軸力計，安裝架圓形鋼筒上沒有開槽的一端面 與支撐的牛腿(活絡頭上的鋼板電焊焊接牢固，電焊時必須與鋼支撐中心軸線與安裝 中心點對齊。 2）待焊接冷卻后，將軸力計推入安裝架圓形鋼筒內(nèi)，并用螺絲（ M10）把軸力 計固定在安裝架上。 3）鋼支撐吊裝到位后，即安裝架的另一端 (空缺的那一端與圍護墻體上的鋼板 對上，中間加一塊 250mm× 250mm× 25mm 的加強鋼墊板，以擴大軸力計受力面積， 防止軸力計受力后陷入鋼板影響測試結果。 4）將讀數(shù)電纜接到基坑頂上的觀測站；電纜統(tǒng)一編號，用白色膠布綁在電纜線

18、上作標識，電纜每隔 2m 進行固定，外露部分作好保護措施。 六、 質量保證措施 6.1 鋼支撐穩(wěn)定的保證措施 勇于跨越 11 追求卓越 鄭州市軌道交通 2 號線一期工程土建施工 新龍路站基坑支撐施工方案 1）基坑開挖應嚴格遵守“分層開挖”的原則，支撐架設與土方開挖密切配合，開 挖時采用中心挖槽法開挖鋼支撐附近土方，以防止機械碰撞支撐；采用人工配合小型 機具開挖護坡樁附近土方，嚴禁機械開挖碰撞鋼支撐和鉆孔灌注樁,土方挖到設計標 高后及時架設鋼支撐并施加預應力，減少無支撐暴露時間。 2）鋼支撐的穩(wěn)定性是控制整個基坑穩(wěn)定的重要因素之一，其架設必須準確到位， 并嚴格按設計要求施加預應力，尤其注意斜撐的

19、穩(wěn)定性，在斜撐作業(yè)時，安裝每一環(huán) 節(jié)均要做到精心作業(yè)，同時鋼圍檁在制作、安裝過程中也必須保證其穩(wěn)定、強度及變 形的要求， 另外， 從基坑鋼支撐架設至拆除的整個施工過程中， 須對鋼支撐嚴格監(jiān)測， 確保其穩(wěn)定性。 3）鋼支撐安裝時，軸線偏差5cm，并保證支撐接頭的承載力符合設計要求。鋼 支撐連接時必須對稱上螺栓，按順序緊固，同時為防止鋼支撐在施加軸力時產(chǎn)生過大 的撓度，在施加軸力前先將撓度校正至水平。 4）鋼支撐安裝前一定要檢查加工成型的支撐是否垂直，不垂直的要進行矯正； 然后將鋼支撐安裝在牛腿上支座上，并且緊固好。 5）鋼管支撐、鋼圍檁為鋼構件，一定要確保焊縫和螺栓連接質量，使用前需進 行無損傷

20、焊縫檢測。 6.2 鋼支撐的檢驗標準 1）外觀檢查標準 外觀檢查標準表 項 型 鋼 截面幾何尺寸 側彎矢高 鋼 扭 支 翼板對腹板的垂直度 撐 端部連接板對腹板的垂直度 3 h/100 且<3.0 曲 h/250 且<10.0 ± 4 15 目 表 6.2-1 允許偏差（mm） 2）支撐構件的安裝標準 勇于跨越 12 追求卓越 鄭州市軌道交通 2 號線一期工程土建施工 新龍路站基坑支撐施工方案 支撐構件的安裝標準表 項 目 表 6.2-2 允許偏差（mm） 5.0 50.0 ± 20.0 同一橫撐中間及兩端頂面任意兩點的高差 橫撐對定位軸線的整體偏差 橫撐整體直

21、線度 3）施加預應力質量檢驗評定標準 施加預應力質量檢驗評定標準表 項 目 表 6.2-3 允許偏差（mm） 50 橫撐預應力施加后軸線偏移 4）鋼支撐的撓度要求 鋼支撐的撓度控制是支撐架設與使用過程中的關鍵環(huán)節(jié)， 預應力施加過程中一定 要注意觀測，如果超出允許范圍，應及時卸荷，調整處理后方可繼續(xù)時施工。鋼支撐 的撓度不應大于 1/400 的支撐長（不含初始變形） 。根據(jù)本基坑寬度等因素綜合考慮 定為 5cm。 七、安全和環(huán)保措施 鋼支撐的穩(wěn)定性是控制整個基坑穩(wěn)定的重要因素之一，其架設必須準確到位，并 嚴格按設計要求施加預應力，并注意觀測其變形，另外，從基坑鋼支撐架設至拆除的 整個施工過程中，須對鋼支撐嚴格監(jiān)測及防護，以確保其穩(wěn)定性。為此，特制定以下 措施。 1）進入施工現(xiàn)場人員一律戴安全帽，并接受入場教育。 2）對施工人員加強安全施工的教育，定期進行安全檢查專業(yè)安全檢查。 3）鋼支撐加工前由負責加工的工長對加工機械的安全操作規(guī)程及注意事項進行 交底，并由機械技師對所有機械性能進行檢查，合格后方可使用。 4）土方開挖時,要按標準放坡，保證基坑四周無滲水，以防樁間土脫落，除此基 坑周邊必須設置防護欄桿，上下基坑搭設臨時馬道。 5）鋼支撐在運輸過程中要注意