預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工工法

安裝托座、橫梁冠梁施工鋼圍檁安裝安裝水平支撐梁安裝托座、橫梁冠梁施工鋼圍檁安裝安裝水平支撐梁施加預(yù)應(yīng)力第二次土方開挖基坑監(jiān)測支撐拆除施工準(zhǔn)備第一次土方開挖型鋼立柱樁施工圖5.1-1預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工工藝流程圖5.2操作要點5.2.1施工準(zhǔn)備1.鋼支撐構(gòu)件在專業(yè)工廠內(nèi)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，構(gòu)件進(jìn)場時進(jìn)行驗收。2.在鋼支撐構(gòu)件進(jìn)場前，組織有關(guān)技術(shù)人員逐級進(jìn)行技術(shù)交底，確保操作人員熟悉鋼支撐安裝施工工藝，根據(jù)設(shè)計圖紙備齊現(xiàn)場施工材料及施工機(jī)具。5.2.2型鋼立柱施工1.定位：根據(jù)水平支撐體系設(shè)計圖紙，采用全站儀將型鋼立柱的位置進(jìn)行放樣，并鋼筋和白灰做上記號，對樁位進(jìn)行復(fù)核準(zhǔn)確后方可進(jìn)行下一道工序；2.鉆孔：使用旋挖機(jī)根據(jù)型鋼立柱定位點位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔深度需達(dá)到設(shè)計要求；3.澆筑：向鉆好的孔中澆筑C30素混凝土，澆筑高度需達(dá)到設(shè)計要求；4.插柱：利用汽車吊起吊型鋼立柱，趁孔中混凝土還未凝固之前將型鋼立柱插入混凝土中，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，在孔口位置型鋼立柱上焊接兩根φ20的鋼筋，使型鋼立柱不因自身重量繼續(xù)往下沉。5.型鋼立柱插入混凝土中時使用水準(zhǔn)儀對型鋼立柱的垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，誤差在10mm以內(nèi)，且施工時注意型鋼立柱的方向，后續(xù)安裝托座件和橫梁時并未出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，鋼支撐安裝完成后型鋼立柱垂直度也并未超過10mm。圖5.2-1鋼支撐剖面圖5.2.3首層土方開挖待型鋼立柱全部施工完成后，進(jìn)行首層土方開挖，開挖時應(yīng)避免碰撞到型鋼立柱，開挖至托座安裝作業(yè)面，以方便安裝托座件和型鋼橫梁。5.2.4安裝托座件、橫梁1.托座安裝：待型鋼立柱混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，在設(shè)計標(biāo)高位置將托座件安裝在型鋼立柱上，型鋼立柱與托座件之間釆用高強(qiáng)螺栓連接。2.橫梁安裝：在所有托座件安裝完成后，將橫梁根據(jù)設(shè)計圖紙安裝在托座件上，橫梁與托座件之間釆用高強(qiáng)螺栓連接。圖5.2-2立柱托座安裝圖5.2.5混凝土冠梁施工及鋼圍檁安裝1.將灌注樁保護(hù)層鑿除，外露鋼筋，綁扎冠梁鋼筋，將角鋼小牛腿在設(shè)計標(biāo)高位置焊接在鋼筋上，該部件起到臨時固定型鋼圍檁的作用。2.進(jìn)行圍檁和三角牛腿安裝，圍檁安裝前需在圍檁與冠梁連接的一側(cè)粘貼彩色油布，防止鋼圍檁與混凝土冠梁粘連，導(dǎo)致后期拆圍檁困難，然后將Ф20，長300mm，一端帶螺紋的鋼筋釆用套筒連接的方式安裝到圍檁上，再將圍檁根據(jù)設(shè)計標(biāo)高位置安裝在冠梁鋼筋一側(cè)，鋼圍檁上的鋼筋與冠梁鋼筋釆用點焊方式連接牢固，防止鋼圍檁在冠梁混凝土澆筑振搗過程中發(fā)生偏移。3.在安裝好鋼圍檁和三角牛腿后，對冠梁進(jìn)行支模澆筑。圖5.2-3鋼支撐、圍檁、冠梁及三角牛腿之間的連接平面圖圖5.2-4鋼支撐、圍檁、冠梁及型鋼支撐之間的連接剖面圖5.2.6安裝水平支撐梁1.在混凝土冠梁澆筑完成后開始安裝水平支撐梁。2.支撐梁為H350×350×12×19型鋼，Q345b；立柱，橫梁為H300×300×10×15型鋼，Q235。3.對型鋼組合支撐梁按照設(shè)計圖紙進(jìn)行編號，釆用全站儀（經(jīng)緯儀）進(jìn)行定位，并在橫梁上做出支撐梁的控制線，然后從一端沿控制線進(jìn)行預(yù)拼裝，務(wù)必確保型鋼組合支撐梁在平面內(nèi)順直。4.預(yù)拼過程中，將專用千斤頂、各類鋼構(gòu)件等通過高強(qiáng)螺栓連接牢固，另專用千斤頂?shù)氖宙i扣須設(shè)置在正中間，即前后各留三絲的余地，便于拆除時預(yù)應(yīng)力卸除。5.型鋼組合支撐梁拼裝過程中，若橫梁的放置空擋存在多余空間時必須使用相對應(yīng)厚度的鋼板墊緊貼密，以防支撐體系受力后整體發(fā)生偏心。6.型鋼組合支撐梁拼裝就位、加壓前應(yīng)采用抱箍使之與橫梁暫時連接起來，經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行接頭螺栓的緊固。圖5.2-5水平支撐梁及蓋板安裝5.2.7施加預(yù)應(yīng)力1.在型鋼組合支撐梁安裝完成，經(jīng)驗收合格之后，釆用液壓千斤頂根據(jù)設(shè)計要求對型鋼組合支撐梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加，預(yù)應(yīng)力施加需分級施加，依次為總預(yù)應(yīng)力的30%，70%和100%，通過壓力傳感器監(jiān)視數(shù)據(jù)變化。在加壓過程中需要實時進(jìn)行監(jiān)控測量，如基坑測量數(shù)據(jù)有異常須停止加壓，待排除異常后方可繼續(xù)進(jìn)行。2.各道型鋼組合水平支撐預(yù)應(yīng)力應(yīng)依次施加，施加達(dá)到設(shè)計值后方可進(jìn)行下一道型鋼組合水平支撐預(yù)應(yīng)力施加，切忌同時對多道水平支撐施加預(yù)應(yīng)力。圖5.2-6施加預(yù)應(yīng)力圖5.2-7特制M形鋼板填充縫隙3.預(yù)應(yīng)力施加完成后，型鋼組合支撐梁與三角牛腿之間產(chǎn)生的縫隙釆用與型鋼同強(qiáng)度的特制M形鋼板進(jìn)行填充，然后使用高強(qiáng)度螺栓將三角牛腿與型鋼組合支撐梁緊固，最后進(jìn)行全面螺栓緊固復(fù)核。5.2.8土方開挖1.待鋼支撐安裝完成驗收合格后方可進(jìn)行后續(xù)土方開挖，開挖時應(yīng)避免碰撞到鋼支撐結(jié)構(gòu)，必要時可采用人工修面，開挖深度為墊層底標(biāo)高。2.開挖過程中應(yīng)一邊開挖一邊對基坑進(jìn)行監(jiān)測，如若基坑發(fā)生較大變形，應(yīng)立即停止開挖施工。3.開挖完成后應(yīng)及時對基坑壁進(jìn)行掛網(wǎng)噴漿支護(hù)。5.2.9基坑監(jiān)測1.基坑監(jiān)測點按照每隔15m-20m設(shè)置一個點且陰陽角處必設(shè)點的原則監(jiān)測點沿基坑邊線設(shè)置，且在同一直線上，每天使用全站儀檢測監(jiān)測點的數(shù)據(jù)變化情況。2.在基坑監(jiān)測變化速率較大時，應(yīng)加強(qiáng)巡查次數(shù)，對重點部位進(jìn)行重點巡查。若發(fā)現(xiàn)基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)超過監(jiān)測預(yù)警值時應(yīng)采取有效加固措施。加固方法有堵、撐、壓、拉、灌、減等，按照增加被動區(qū)壓力，減少主動區(qū)荷載的原則，對地下室施工過程中可能出現(xiàn)的險情及時采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。5.2.10支撐拆除1.拆除條件：待地下室結(jié)構(gòu)及換撐施工完成且混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，方可進(jìn)行鋼支撐的拆除；2.拆除順序：千斤頂就位卸力→松螺栓→拆除槽鋼連系梁→拆除蓋板→拆除對撐型鋼→拆除三角牛腿及圍檁→逐次拆除每道鋼支撐→拆除橫梁、托座件→拆除型鋼立柱→拆除小牛腿。3.拆除注意事項：1）拆除時應(yīng)避免瞬間預(yù)加應(yīng)力釋放過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部變形、開裂。2）采用千斤頂支頂并適當(dāng)施加力頂緊，然后取出M型鋼墊板，千斤頂逐步卸力，松螺栓，停置一段時間后繼續(xù)卸力，直至結(jié)束。3）型鋼立柱下端因是插入到素混凝土中的，所以拆除時齊底板頂標(biāo)高處進(jìn)行切割。4）鋼支撐拆除過程中應(yīng)持續(xù)對基坑進(jìn)行監(jiān)測，拆除過程中基坑若發(fā)生變形超標(biāo)應(yīng)立即停止拆除，拆除后也需對基坑持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測，防止發(fā)生意外。5.3勞動力組織施工按多工種協(xié)同作業(yè)、統(tǒng)一指揮的原則組織勞動力，具體勞動力組織見表5.3。表5.3勞動力組織表序號單項工程所需人數(shù)1技術(shù)管理員22質(zhì)檢員23施工管理人員44安全員25測量員26設(shè)備操作手47司機(jī)48鋼筋工169模板工810澆筑工411電焊工412電工213普工4合計48人6.材料與設(shè)備6.1主要材料本工法主要材料將表6.1.表6.1主要材料表序號材料名稱材料規(guī)格單位備注1素混凝土C30m3立柱素混凝土樁2型鋼立柱H300×300×10×15m鋼支撐立柱3托座件12mm個水平支撐托座4橫梁H300×300×10×15m支撐水平支撐梁5角鋼L-90×90×9m/6型鋼圍檁/塊找平及臨時支撐圍檁7三角牛腿/塊水平支撐梁與圍檁的連接件8水平支撐梁/道鋼構(gòu)件連接9高強(qiáng)度螺栓/個加壓鋼構(gòu)件塞縫10M形鋼板/塊水平支撐梁填縫11蓋板/塊連接水平支撐梁12槽鋼16#m/注：所需材料規(guī)格需根據(jù)設(shè)計圖紙配置，數(shù)量根據(jù)工程規(guī)模確定。6.2主要施工機(jī)具本工法所需的施工機(jī)械、設(shè)備為工地常見機(jī)械、設(shè)備，無需增加投資另外購置，主要設(shè)備機(jī)具見表6.2。表6.2主要施工機(jī)具設(shè)備表序號設(shè)備/工具名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1旋挖機(jī)/1灌注樁2挖機(jī)PC200若干土方開挖3汽車吊25噸按需輔助安拆4叉車5噸按需支撐拆除5平板車13米按需支撐運(yùn)輸6油壓千斤頂300T若干支撐加壓7空壓機(jī)1m31臺機(jī)械加壓8電焊機(jī)/2臺托架等焊接9汽車泵30m臂長1臺混凝土澆筑10全站儀/1臺位置及高程控制11氣割機(jī)/1臺氣割栓孔12力矩扳手/6個螺栓緊固注：設(shè)備數(shù)量需根據(jù)工程規(guī)模、進(jìn)度計劃進(jìn)行調(diào)整。7．質(zhì)量控制7.0.1嚴(yán)格實行“三檢制”，使施工的全過程均受到控制，上一道工序未驗收合格前不得進(jìn)行下一工序的施工。7.0.2各種施工用材均須三證齊全，未經(jīng)檢驗的“三無”材料或產(chǎn)品嚴(yán)禁進(jìn)入施工流程。7.0.3嚴(yán)格控制施工原材料的質(zhì)量，不經(jīng)試驗、未經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)使用的原材料不進(jìn)場。7.0.4對鋼構(gòu)件的加工質(zhì)量應(yīng)檢查，項目為外觀尺寸，連接板零件的位置，角度、螺栓孔的直徑及位置，焊接質(zhì)量外觀，焊縫的坡口，磨擦面的質(zhì)量，焊縫探傷報告及所有鋼結(jié)構(gòu)制作時的預(yù)檢、自檢文件等相關(guān)資料。7.0.5高強(qiáng)螺栓嚴(yán)格按照設(shè)計的規(guī)格采購，其質(zhì)量應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ82）的規(guī)定，并附有制造廠提供的質(zhì)量證明書。7.0.6普通螺栓連結(jié)，應(yīng)按包裝箱配套供貨，包裝箱上應(yīng)標(biāo)明批號、規(guī)格、數(shù)量、日期、螺栓、螺帽、墊圈外觀表面應(yīng)涂油保護(hù)，不應(yīng)出現(xiàn)生銹和沾染臟污，螺紋不應(yīng)損傷。7.0.7加強(qiáng)成品保護(hù)工作，設(shè)立專人管制，并制定專門獎懲措施，提高操作人員成品保護(hù)的自覺性。7.0.8H型鋼立柱安裝施工應(yīng)嚴(yán)格控制其方向、垂直度及標(biāo)高，確保其符合設(shè)計要求。7.0.9鋼支撐安裝時，軸線偏差要控制在5cm以內(nèi)，并保證支撐接頭的承載力符合設(shè)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。8．安全措施8.0.1認(rèn)真貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，結(jié)合施工特點，建立安全生產(chǎn)管理機(jī)制，落實安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各崗位的職責(zé)，抓好安全生產(chǎn)。8.0.2對全體職工定期進(jìn)行技術(shù)安全教育。結(jié)合工程任務(wù)在施工前做好安全技術(shù)交底，配備好安全防護(hù)用品。8.0.3施工用電必須滿足安全規(guī)程，用電設(shè)施安拆需由專業(yè)電工實施，所有電纜不得浸泡在水中。8.0.4施工區(qū)域設(shè)置安全哨，并設(shè)置明顯的施工警示標(biāo)志，禁止無關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場。8.0.5支撐體系的安裝拆除作業(yè)應(yīng)按規(guī)定的程序進(jìn)行。在安裝過程中，構(gòu)件到施工部位后要及時固定，臨時不用的材料不要放置到現(xiàn)場或采用臨時措施固定；在拆除過程中，凡已松開連接的桿配件應(yīng)及時拆除運(yùn)走，避免誤扶或誤靠已松脫連接的桿件。8.0.6加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力施工安全管理，預(yù)應(yīng)力施加過程中一定要注意觀測，如果超出允許范圍，應(yīng)及時卸荷，調(diào)整處理后方可繼續(xù)時施工。8.0.7加強(qiáng)對基坑和型鋼支撐的監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時及時采取相應(yīng)的加固措施。9．環(huán)保措施9.0.1對全體職工進(jìn)行綠色施工培訓(xùn)，提高環(huán)保意識。9.0.2加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)，每日收工做到有序整齊堆放，保證施工場內(nèi)外道路暢通，并對車輛設(shè)備經(jīng)常沖洗擦拭，確保設(shè)備的車容車貌和完好率。9.0.3選用低噪聲設(shè)備和工藝，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，保持機(jī)械潤滑，減少運(yùn)行噪聲，防止氣動工具通風(fēng)系統(tǒng)閥門漏氣產(chǎn)生的噪聲，振動大的機(jī)械設(shè)備使用減振機(jī)座降低噪聲。9.0.4加強(qiáng)對燃油機(jī)械設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，使發(fā)動機(jī)在正常、良好狀態(tài)下工作，以減輕廢氣排放。選用技術(shù)上可靠的汽車尾氣凈化器，使尾氣排放達(dá)標(biāo)；及時更新耗油多、效率低、尾氣排放嚴(yán)重超標(biāo)的設(shè)備及汽車。9.0.5做好棄渣及其它工程材料運(yùn)輸過程中的防散落與沿途污染措施，廢水除按環(huán)境衛(wèi)生指標(biāo)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)外，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求的指定地點排放。棄渣按指定的地點進(jìn)行合理堆放和處治。10.效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐施工工法在南京G49項目中成功應(yīng)用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益33.47萬元，節(jié)約工期76天。10.2社會效益預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐作為一種新型的水平內(nèi)支撐形式，有效的彌補(bǔ)混凝土梁支撐和單桿鋼內(nèi)支撐的許多不足之處。通過本工法在南京G49項目基坑支護(hù)工程中的實際應(yīng)用證明該項技術(shù)的先進(jìn)性，一方面在確?；又ёo(hù)安全的前提下，縮短了內(nèi)支撐的安拆施工時間，確保了項目關(guān)鍵節(jié)點能順利實現(xiàn)；另一方面，本工法所使用的各種型鋼構(gòu)件可多次周轉(zhuǎn)使用，且在安拆施工時大大減少了噪音、粉塵和振動的產(chǎn)生，減少了對周圍環(huán)境的影響，真正實現(xiàn)了節(jié)能減排和綠色環(huán)保的目標(biāo)，創(chuàng)造了良好的社會效益，值得大力推廣應(yīng)用。應(yīng)用實例南京市G49房建項目深基坑水平支護(hù)11.1工程概況南京市鼓樓區(qū)NO.2019G49地塊項目位于南京市鼓樓區(qū)小市街道。項目總用地面積43708㎡，總建筑面積173586㎡，其中地上建筑面積122381㎡，地下建筑面積51205㎡。本工程設(shè)兩層地下室，±0.00相當(dāng)于黃海高程13.95m，基坑支護(hù)設(shè)計自然地坪標(biāo)高為+14.75m，基坑開挖面積約3700㎡，基坑豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用灌注樁形式。因本工程西南角有一古墓，2#、3#樓西側(cè)堆土高，荷載大，且2#、3#樓基坑開挖較深，挖深約10m，2#、3#樓基坑增加水平支撐，以防止基坑發(fā)生變形坍塌?；铀街卧O(shè)計方案為混凝土梁內(nèi)支撐，在安全前提下，綜合考慮到地質(zhì)條件、施工工期、成本投入以及對周圍環(huán)境等因素，最后選擇采用單層預(yù)應(yīng)力型鋼組合內(nèi)支撐體系。11.2應(yīng)用效果2021年6月，南京G49項目完成3#樓的基坑水平鋼支撐安裝施工，并于2021年8月完成3#樓水平鋼支撐拆除，2021年8月，南京G49項目完成2#樓的基坑水平鋼支撐安裝施工，并于202