基坑工程支撐系統(tǒng)鋼圍檁施工規(guī)程(條文說(shuō)明)7

上海隧道工程股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基坑工程內(nèi)支撐體系鋼圍檁施工規(guī)程〔試行〕條文說(shuō)明上海隧道工程股份2023年10月目錄1總那么12鋼圍檁的選型和節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算3鋼圍檁的選型3節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算53材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和安裝前準(zhǔn)備7材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)7安裝前準(zhǔn)備74鋼圍檁的安裝9鋼圍檁安裝9特殊情況處理115鋼圍檁施工驗(yàn)收14總那么圍檁-支撐體系的受力性能和穩(wěn)定性是確?；庸こ唐桨驳年P(guān)鍵因素。本規(guī)程通過(guò)鋼圍檁的受力計(jì)算來(lái)確定鋼圍檁體系，滿足平安可靠、經(jīng)濟(jì)可行的要求；提出鋼圍檁施工各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制要求，即有利于標(biāo)準(zhǔn)化施工，又保證鋼圍檁施工的質(zhì)量。排樁圍護(hù)是指目前常規(guī)采用的鉆孔灌注樁、咬合樁、SMW〔SM上海城隍廟廣場(chǎng)smw工法。W工法由日本成辛工業(yè)株式會(huì)社開發(fā)成功。SMW工法是利用專門的多軸攪拌機(jī)就地鉆進(jìn)切削土體，同時(shí)在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，止水性能好，工期短，造價(jià)低，環(huán)境污染小，特別適合城市中的深基坑工程?！?、旋噴插型鋼等圍護(hù)體系。地下連續(xù)墻圍護(hù)一般不采用鋼圍檁，但根據(jù)要求設(shè)置鋼圍檁時(shí)，本規(guī)程也同樣適用。鋼圍檁的施工應(yīng)遵照本規(guī)程流程圖要求進(jìn)行，施工前應(yīng)對(duì)方案圖進(jìn)行穩(wěn)定性和受力分析，尤其對(duì)于異形基坑和不規(guī)那么基坑，必要時(shí)須與設(shè)計(jì)協(xié)商進(jìn)行設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。-1一般支撐體系屬于平面支撐體系，可以參照本規(guī)程進(jìn)行受力計(jì)算。鋼圍檁、支撐等不在同一平面內(nèi)的支撐體系稱之為空間斜撐體系，空間斜撐體系不適用本章的計(jì)算，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)的分析和計(jì)算。-2對(duì)于基坑圍檁-支撐體系的整體穩(wěn)定性，應(yīng)考慮圍檁-支撐體系施工過(guò)程中及圍檁-支撐體系安裝完成后，尤其要考慮斜支撐分力的平衡。在圍檁-支撐體系布置中，不得出現(xiàn)類似圖1.1不平衡的支撐體系的工況，其受力簡(jiǎn)圖如圖1.2。對(duì)于類似情況，可以通過(guò)施工流程調(diào)整來(lái)解決。圖1.1：不平衡支撐體系案例圖圖1.2：不平衡支撐體系受力簡(jiǎn)圖-3對(duì)于規(guī)那么基坑，應(yīng)考慮斜撐的受力平衡，盡早形成封閉的支撐體系，并采用合理的開挖和支撐安裝順序〔如圖1.3，應(yīng)先施工①區(qū)，再同時(shí)施工②、③區(qū)〕；對(duì)于不規(guī)那么基坑或異形基坑，應(yīng)合理布置支撐體系，采取有效的措施滿足受力平衡要求，必要時(shí)可通過(guò)與設(shè)計(jì)協(xié)商優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，保證基坑圍檁-支撐體系的穩(wěn)定。圖1.3：基坑開挖和支撐安裝順序圖本規(guī)程中鋼圍檁設(shè)計(jì)遵照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50017-2003〕，施工要求遵照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50205-2001〕，鋼支撐的安裝應(yīng)遵照《基坑鋼支撐設(shè)計(jì)制作與使用規(guī)程》〔QJ/SD04?10-99〕，同時(shí)，對(duì)于基坑工程的施工應(yīng)遵照《基坑工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔DBJ08-61-97〕和《上海地鐵基坑工程施工規(guī)程》〔SZ-08-2000〕的要求。鋼圍檁的選型和節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算鋼圍檁的選型一般情況下，設(shè)計(jì)指定鋼圍檁型號(hào)，那么應(yīng)根據(jù)本章要求對(duì)鋼圍檁進(jìn)行復(fù)核。如果復(fù)核結(jié)果不能滿足受力要求，那么應(yīng)向設(shè)計(jì)提出適合的鋼圍檁型號(hào)，如果需要對(duì)設(shè)計(jì)鋼圍檁進(jìn)行優(yōu)化，那么應(yīng)取得設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理等單位的書面認(rèn)可。在設(shè)計(jì)沒(méi)有指定鋼圍檁型號(hào)的情況下，根據(jù)本章要求對(duì)鋼圍檁進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際情況確定鋼圍檁型號(hào)，并取得設(shè)計(jì)、業(yè)主、監(jiān)理等單位的書面認(rèn)可。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，與設(shè)計(jì)資料保持一致，本章計(jì)算的原始數(shù)據(jù)來(lái)自設(shè)計(jì)圖紙指明的鋼支撐的設(shè)計(jì)軸力。將鋼圍檁簡(jiǎn)化為梁、鋼支撐簡(jiǎn)化為鉸接支座，鋼支撐的設(shè)計(jì)軸力即為支座支撐力，再換算成梁上均布荷載，斜撐的分力換算為梁的軸力，再計(jì)算梁上彎矩、剪力、軸力等。鋼圍檁分析和計(jì)算時(shí)，假設(shè)鋼圍檁為等截面梁，鋼支撐為鉸接支座。在鋼圍檁自重產(chǎn)生的彎矩相對(duì)較小的情況下，簡(jiǎn)化為〔純〕受彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算均簡(jiǎn)化為公式。鋼圍檁抗彎計(jì)算時(shí)，最不利彎矩是單跨圍檁時(shí)產(chǎn)生的彎矩〔即該段鋼圍檁上只有兩根支撐〕，取，其中，N為支撐設(shè)計(jì)軸力，為支撐中心間距。單跨鋼圍檁受力圖如圖，其彎矩圖如圖。圖：?jiǎn)慰玟搰鷻_受力圖圖：?jiǎn)慰玟搰鷻_彎矩圖鋼圍檁的抗剪計(jì)算時(shí)，最不利的剪力取兩跨鋼圍檁時(shí)的剪力〔即該段圍檁上有三根支撐〕，剪力取〔單跨鋼圍檁時(shí)，剪力為〕。雙跨鋼圍檁受力圖如圖，其剪力圖如圖。圖：雙跨鋼圍檁受力圖圖：雙跨鋼圍檁剪力圖基坑斜撐作用于鋼圍檁上，產(chǎn)生作用于鋼圍檁的軸向壓力。鋼圍檁的抗壓計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮多道斜撐分力的累加。如圖，當(dāng)有兩根斜撐時(shí)，產(chǎn)生斜撐分力P1、P2時(shí)，其計(jì)算軸力N＝P1＋P2，如下圖。計(jì)算公式中，值的精確取值見《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50017-2003〕附錄C，在一般情況下，偏平安考慮，簡(jiǎn)化計(jì)算，值。圖：基坑支撐體系示意圖圖：鋼圍檁軸力示意圖-1在受力計(jì)算中，以抗彎和抗壓公式計(jì)算的結(jié)果為根底選擇鋼圍檁型號(hào)，再采用抗剪計(jì)算公式進(jìn)行復(fù)核，抗彎、抗壓、抗剪三者必須同時(shí)滿足要求。附錄A為鋼圍檁復(fù)核和設(shè)計(jì)的樣表，在附件中給出了鋼圍檁復(fù)核和設(shè)計(jì)的計(jì)算表格，可以輸入相關(guān)參數(shù)后，確定鋼圍檁的型號(hào)。-2一般情況，鋼圍檁宜采用雙拼或多拼型鋼，不宜采用單根型鋼，且不宜選用焊接型鋼。鋼圍檁應(yīng)優(yōu)先選用租賃單位已有鋼圍檁，一般常用的H型鋼有：500×200×10×16,488×300×11×18,700×300×13×24,400×400×13×21等。附錄B和附錄C中是常用的熱軋H型鋼和工字鋼參數(shù)表，可供參考。節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算-1鋼支撐和鋼圍檁的重量由小牛腿來(lái)支承，根據(jù)小牛腿間距計(jì)算鋼支撐和圍檁的作用于小牛腿的重力，再計(jì)算作用于小牛腿根部的彎矩M。圖：鋼板小牛腿剖面示意圖〔單位：mm〕-2一般情況，小牛腿鋼板厚度不小于20mm，小牛腿長(zhǎng)度宜超過(guò)鋼圍檁寬度50mm以上，小牛腿與圍護(hù)焊接應(yīng)采用雙面角焊縫，且焊縫高度不小于10mm，如下圖。在工程施工中，支撐位置鋼圍檁抗壓強(qiáng)度缺乏，發(fā)生屈服的現(xiàn)象較常出現(xiàn)，因而，必須對(duì)支撐位置的鋼圍檁進(jìn)行加勁處理。根據(jù)基坑深度的不同，支撐軸力鋼圍檁受力也相差較大，加勁板的數(shù)量應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。加勁板安裝如圖2.8、2.9所示。圖：加勁板安裝平面圖〔單位：mm〕圖：加勁板安裝剖面圖〔單位：mm〕材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和安裝前準(zhǔn)備材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)-1材料進(jìn)場(chǎng)后，由質(zhì)量部門和材料部門對(duì)鋼圍檁型鋼高度，翼板寬度、厚度，腹板厚度等尺寸進(jìn)行量測(cè)，如不能符合要求，一律退場(chǎng)，嚴(yán)禁使用。-2選用的鋼圍檁應(yīng)滿足外表平整、順直、無(wú)油污、無(wú)銹蝕且未損傷等要求，型鋼彎曲最大撓度不超過(guò)1/300。-3鋼圍檁拼接接頭未到達(dá)要求，應(yīng)按3.1.2拼接接頭要求處理，鋼圍檁對(duì)接接頭應(yīng)滿足3.1.3要求。對(duì)于雙榀〔多榀〕鋼圍檁，型鋼與型鋼的翼板應(yīng)間隔式對(duì)接焊〔如圖〕或加綴板角焊〔如圖〕，且尺寸應(yīng)滿足圖示要求，綴板厚度不小于母材。圖：型鋼電焊拼接圖〔單位：mm〕圖：型鋼加綴板拼接〔單位：mm〕鋼圍檁對(duì)接接頭的抗壓、抗剪、抗彎強(qiáng)度應(yīng)與原材料相同，電焊應(yīng)由專業(yè)的電焊工實(shí)施，并采取有效措施保證電焊質(zhì)量。安裝前準(zhǔn)備隨基坑開挖，去除圍護(hù)體上附著的渣土。對(duì)于內(nèi)插型鋼的圍護(hù)〔SMW，旋噴插型鋼圍護(hù)〕，暴露出基坑內(nèi)側(cè)的型鋼面；對(duì)于鋼筋籠的圍護(hù)〔如鉆孔樁、地下墻等圍護(hù)〕，暴露出圍護(hù)體，在安裝鋼圍檁處，暴露出用于焊接小腿的鋼筋。根據(jù)支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高、鋼圍檁尺寸、施工凈空要求等確定小牛腿的標(biāo)高，根據(jù)鋼圍檁長(zhǎng)度通過(guò)放樣確定每個(gè)牛腿的安裝位置，安裝標(biāo)高誤差應(yīng)小于2cm。根據(jù)支撐間距進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣后，確定支撐在鋼圍檁上的安裝位置，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)鋼圍檁進(jìn)行加強(qiáng)處理。加勁板宜選用不小于20mm的鋼板，高度與型鋼翼板齊平，加勁板與鋼圍檁型鋼的腹板、翼板均采用雙面角焊縫焊接，有效焊縫高度不小于10mm。加勁板的數(shù)量不得少于上下各三塊，間距控制在200~250mm。加勁板應(yīng)在地面焊接完成，以確保電焊質(zhì)量。鋼圍檁的安裝鋼圍檁安裝-1對(duì)于鉆孔樁、咬合樁、地下墻等圍護(hù)的鋼圍護(hù)支承應(yīng)選用鋼板小牛腿〔確保小牛腿的焊接質(zhì)量〕，對(duì)于內(nèi)插鋼型的圍護(hù)鋼圍檁支承可以采用型鋼小牛腿或鋼板小牛腿。-2小牛腿應(yīng)根據(jù)支撐位置、圍檁長(zhǎng)度等確定，應(yīng)與排樁圍護(hù)的主筋、預(yù)埋件或內(nèi)插型等連接，間距一般宜為2～3m，小牛腿應(yīng)比鋼圍檁寬度大于5～10cm，如圖、圖。圖：型鋼小牛腿剖面圖〔單位：mm〕圖：鋼板小牛腿剖面圖〔單位：mm〕鋼圍護(hù)采用拉結(jié)筋與圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接加固是保證鋼圍檁穩(wěn)定性、防止滑落的有效措施，應(yīng)在工程施工中廣泛采用。拉結(jié)筋連接點(diǎn)間距宜控制在2～3m，且每段鋼圍檁不小于兩點(diǎn)，直徑不小于Ф16，如圖、圖。在鋼圍檁施工前，應(yīng)根據(jù)基坑尺寸確定鋼圍檁的施工順序和鋼圍檁的布置，防止鋼圍檁現(xiàn)場(chǎng)安裝接頭出現(xiàn)于兩根支撐的跨中或安裝支撐處，如圖、圖。圖：錯(cuò)誤做法一〔接頭設(shè)置于支撐處〕圖：錯(cuò)誤做法二〔接頭設(shè)置于跨中〕鋼圍檁安裝接頭處應(yīng)在頂面、底面、側(cè)面處用鋼綴板連接，鋼綴板與母村采用角焊縫連接，焊縫有效高度不小于10mm，鋼綴板厚度不小于母材，且與有效連接長(zhǎng)度不小于200mm，如圖，圖，圖。圖：連接腹板的綴板示意圖〔單位：mm〕圖：連接翼板的綴板示意圖〔單位:mm〕圖：安裝接頭剖面示意圖〔單位：mm〕在安裝鋼支撐之前，應(yīng)保證排樁與鋼圍檁接觸點(diǎn)密貼。當(dāng)支撐位置的鋼圍檁與圍護(hù)存在間隙時(shí)，應(yīng)先采用墊鋼板等措施墊實(shí)，再安裝鋼支撐，施加預(yù)應(yīng)力，嚴(yán)禁在鋼圍檁與樁體之間未墊實(shí)的情況下施加預(yù)應(yīng)力。支撐安裝后，鋼圍檁與圍護(hù)體之間的間隙必須立即采用C30以上細(xì)石混凝土填實(shí)。嚴(yán)禁不填實(shí)間隙，或采用雙快水泥、泥土等代替細(xì)石混凝土，如圖。圖：鉆孔樁圍護(hù)與鋼圍檁之間填充圖圖：鋼圍檁轉(zhuǎn)角處處理〔單位:mm〕基坑轉(zhuǎn)角處，鋼圍檁應(yīng)等高連接，兩個(gè)方向的鋼圍檁應(yīng)緊貼圍護(hù),鋼圍檁端頭應(yīng)電焊連接〔可采用綴板連接兩端頭圍檁〕，可以采用加勁板有效焊接固定，加勁板數(shù)量不少于兩塊，加勁板采用20mm鋼板，尺寸如圖。斜支撐牛腿參照地下連續(xù)墻圍護(hù)非標(biāo)鋼牛腿要求制作并安裝。特殊情況處理-1對(duì)于SMW等圍護(hù)。當(dāng)鋼圍檁與型鋼間間距小于10cm，那么在鋼圍檁與H型鋼縫隙間加墊相應(yīng)數(shù)量的鋼板；假設(shè)鋼圍檁與型鋼〔樁體〕間間距大于10cm，那么在鋼圍檁與型鋼處加焊不少于三塊加勁板。鋼板高度與鋼圍檁相同，寬度與圍檁型鋼相同，如圖、圖、圖所示。-2對(duì)于鉆孔樁等圍護(hù)。在鋼支撐施加應(yīng)力前應(yīng)先采用鋼板墊實(shí)樁體位置，施加預(yù)應(yīng)力完成后，再采細(xì)石砼填實(shí)鋼圍檁與樁體之間的間隙，如圖。-3采用墊鋼板措施時(shí)，鋼板寬度應(yīng)與圍護(hù)型鋼寬度相同，高度應(yīng)與鋼圍檁高度相同，并采用點(diǎn)焊等措施與圍護(hù)有效連接。采用焊鋼板時(shí)，必須確保鋼板與圍護(hù)的焊接質(zhì)量，采用雙面角焊縫連接，并保證與鋼圍護(hù)接觸面的平整。焊接鋼板寬度應(yīng)與圍護(hù)型鋼寬度相同，高度應(yīng)與鋼圍檁高度相同。圖：圍護(hù)型鋼錯(cuò)位處理平面圖〔單位:mm〕圖：墊鋼板處理剖面圖〔≤10cm〕〔mm〕圖：焊鋼板處理剖面圖(＞10cm)〔mm〕-1當(dāng)鋼圍檁上下錯(cuò)位時(shí)，可以通過(guò)在鋼圍檁端頭增加鋼支撐來(lái)處理。-2當(dāng)鋼圍檁前后錯(cuò)位，當(dāng)錯(cuò)位較小時(shí)〔小于半個(gè)鋼圍檁寬度〕，相鄰鋼圍檁的腹板、翼板應(yīng)采用綴板連接，并在鋼圍檁側(cè)面加焊鋼板作為連接板補(bǔ)強(qiáng)，如圖；當(dāng)錯(cuò)位較大時(shí)〔大于半個(gè)鋼圍檁寬度〕，在前后錯(cuò)開的接頭兩側(cè)各增加一道鋼支撐，如圖。圖：安裝接頭錯(cuò)位加綴板處理圖〔單位:mm〕圖：安裝接頭錯(cuò)位加支撐處理圖〔單位:mm〕鋼圍檁施工驗(yàn)收鋼圍檁的驗(yàn)收包括兩局部，一是材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，二是施工質(zhì)量驗(yàn)收。材料進(jìn)驗(yàn)收的主要內(nèi)