明挖廳鋼支撐架設方案

1、明挖法基坑鋼圍檁、鋼支撐架設施工技術研究技術報告XXXX集團有限公司二一四年十月 目錄1、概況41.1工程概況41.2工程地質與水文41.3鋼支撐安裝布置52、基坑開挖風險分析53、基坑開挖過程控制64、鋼圍檁、鋼支撐架設64.1三角托架64.1.1制作64.1.2安裝74.2、鋼圍檁73.2.1制作74.2.2安裝84.3鋼支撐94.3.1進場拼裝94.3.2安裝105、軸力計安裝與軸力監(jiān)測126、鋼支撐、鋼圍檁拆除127、安全技術措施138、結束151、概況1.1工程概況XXXX站為明、暗挖結合三四層分離島式車站，外掛兩個設備用房區(qū)，25島式站臺。車站中心里程為DK13+551.593，車

2、站全長174.3m。車站共設4個出入口（預留一個），兩個風道，一個活塞風井。設備用房區(qū)1(1號明挖廳)長度為52.4m，寬19.7m，頂板覆土約1.3m。其中加深段長度11.2m，底板埋深約31.5m，結構采用四層雙跨鋼筋混凝土矩形框架結構；標準段長度41.2m，底板埋深約22.6m，結構采用三層雙跨鋼筋混凝土矩形框架結構。設備用房區(qū)2（2號明挖廳）長度64.1m，頂板覆土約1.8m。其中加深段長度26.6m，寬度15.7m，底板埋深約30.3m，結構采用四層雙跨鋼筋混凝土矩形框架結構；標準段長度16.3m，寬度15.7m，底板埋深約23.3m，結構采用三層雙跨鋼筋混凝土矩形框架結構；風井段長

3、度21.2m，寬度8.5m，底板埋深約23.2m，結構采用三層單跨鋼筋混凝土矩形框架結構。外掛設備用房區(qū)結構采用明挖法施工，圍護結構采用地下連續(xù)墻+內支撐型式。1.2工程地質與水文本站地貌為馬欄河階地，表覆第四系全新統(tǒng)填土層，其下為第四系全新統(tǒng)沖洪積卵石，下伏震旦系五行山群長嶺子組強中等風化碎裂巖和鈣質板巖，碎裂巖母體為鈣質板巖，該段斷裂、斷層發(fā)育，巖石擠壓破碎嚴重，節(jié)理裂隙發(fā)育極發(fā)育，地層自上而下依次為素填土、卵石、強風化碎裂巖、中風化碎裂巖、強風化鈣質板巖、中風化鈣質板巖。地勘資料顯示，車站范圍內上覆素填土，粘土為主，混10-30%角礫、碎石，層厚0.55m，具中等透水性；卵石層，一般顆粒

4、20-80mm，含量50-70%，余為圓礫和中粗砂，層厚1.5m9.6m，透水性強，滲透系數(shù)K=4060m/d，；下伏鈣質板巖：強風化鈣質板巖薄層狀構造，裂隙發(fā)育，浸水可軟化崩解，在站內普遍分布，層厚0.75m；中風化鈣質板巖，層理和節(jié)理裂隙較發(fā)育，分布在車站下部，為較軟巖。地下水按賦存條件主要為卵石層潛水及基巖裂隙水。潛水主要賦存于卵石層中，基巖裂隙水主要賦存于中風化白云質灰?guī)r的裂隙及溶隙中。設計勘察期間地下水位埋深2.4m4.0m，水位高程6.367.78m，具承壓性。主要補給來源為馬欄河以及大氣降水。車站上覆素填土具中等透水性，卵石層具強透水性，強風化鈣質板巖具有中等透水性。1.3鋼支撐

5、安裝布置（以2號明挖廳為例）2、基坑開挖風險分析2.1基坑周邊存在大量居民樓和管線，基坑變形會對附近居民樓以及管線產生嚴重影響。2.2基坑開挖前，在基坑周邊及建筑物附近布置地面沉降點，隨著基坑開挖的不斷進行，不斷對沉降觀測點進行監(jiān)測，實時掌握地表沉降信息。2.3基坑內鋼支撐以及混凝土支撐的軸力檢測，是基坑變形的第一手資料。2.4鋼支撐在安裝過程中要進行施加預應力，按照設計圖紙預應力施加要滿足設計要求。2.5基坑內土方要及時外運，在基坑兩側堆積土方，會對基坑形成擠壓。2.6水文地質條件，大雨會對開挖面的渣土形成沖刷，導致土體失去自穩(wěn)能力。2.7地下水的滲漏，對基坑兩側不停地沖刷，會在地下形成水土

6、流失的空洞，面積過大會造成突變。3、基坑開挖過程控制基坑開挖應分層分段進行，當開挖至鋼支撐軸線位置以下0.5m時開始安裝鋼支撐，托架安裝處可適當開挖加深，滿足托架安裝深度要求?；娱_挖至設計標高后及時安裝本層的鋼支撐，形成對已開挖基坑的支護體系，保證基坑開挖的安全。鋼支撐體系完成后方可進行下層土方的開挖，遵循“先支護、后開挖”的原則，基坑開挖過程中不得超挖。鋼支撐安裝順序為先安裝中間對撐，然后安裝兩邊的對撐，最后安裝斜撐支護?；娱_挖至基底時，預留300mm厚的土層采用人工開挖，避免機械開挖對基坑土層的擾動，保證基底土層的穩(wěn)定性。4、鋼圍檁、鋼支撐架設4.1三角托架4.1.1制作鋼圍檁腰梁的安

7、裝需要依托三角托架的支撐作用。三角托架由L100*10mm的角鋼焊接而成。三角托架設計如圖所示： 截取兩段長為600mm長的角鋼，一段長650mm的角鋼。取其中一段600mm長的角鋼，在距離兩端100mm的地方和中間部位，采用鉆機各鉆一個16mm的圓孔（此段角鋼作為與地下連續(xù)墻的連接部分）。將兩個600mm長的角鋼端頭處成90焊接，采用雙面焊，將650mm長的角鋼焊接支撐在已經焊接完成的角鋼內側，形成一個具有穩(wěn)定性的三角托架。三角托架的水平長度是依據(jù)鋼圍檁腰梁的橫斷面長度進行確定，三角托架水平長度應當大于鋼圍檁腰梁斷面長度200mm以上。4.1.2安裝 三角托架制作完成后依據(jù)鋼支撐的設計標高，

8、推算出三角托架的標高位置。用鉆機在地下連續(xù)墻上打設16mm螺栓孔，采用M20的膨脹螺栓將三角托架與地下連續(xù)墻進行連接，三角托架的安裝間距為1.2m，每層三角托架都按照此距離進行安裝。同一層三角托架的位置要保持水平，不能出現(xiàn)大的落差，保證鋼圍檁安裝的水平性。4.2、鋼圍檁3.2.1制作鋼圍檁可委托具有相應資質的單位進行加工，也可自行購買工字鋼原材進場后自行加工。鋼圍檁的設計如圖所示：鋼圍檁腰梁采用雙拼45C工字鋼焊接而成。工字鋼兩翼外側各焊接一塊20mm厚的鋼板，45C工字鋼外側設20mm厚加肋板,間距560mm，距離端頭200mm；確保加肋板、鋼板與工字鋼間焊縫的寬度和長度，焊縫要飽滿，鋼圍檁

9、截面尺寸為490*350mm，分段加工，每段長度取6m，基坑轉角部位根據(jù)實際丈量長度加工，每段鋼圍檁靠近兩端的位置各焊接一個吊耳，方便日后吊裝使用。4.2.2安裝鋼圍檁安裝時采用吊車將鋼圍檁放置在已經安裝好的三角托架上，并貼近地下連續(xù)墻。鋼圍檁背后進行回填砂漿并進行抹平，保證鋼圍檁與地下連續(xù)墻緊貼、密實。相鄰兩塊鋼圍檁之間用同寬度的鋼板進行焊接，焊接飽滿。每段鋼圍檁截取4塊長100mm的角鋼，在角鋼的兩側板上分別打設一個20mm的孔，用于穿膨脹螺栓和“S”型彎鉤，在每段鋼圍檁的上部的地下連續(xù)墻上打設四個16mm的孔。分別將四個膨脹螺栓穿于角鋼并打入地下連續(xù)墻之中，將其固定住，在鋼圍檁上焊接4個

10、“U”彎鉤，并用2個“S”型彎鉤將OO型花籃螺絲對拉住。具體安裝如圖所示：“S”型彎鉤和“U型”彎鉤由16的圓鋼加工而成，加工長度可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行調整。4.3鋼支撐4.3.1進場拼裝鋼管支撐由廠家進行加工，加工完成后運至現(xiàn)場進行拼裝。一榀鋼支撐由活絡端、固定端和中間節(jié)組成，各節(jié)由M24*70mm高強螺栓進行連接，鋼管支撐由=609焊接鋼管組成。鋼支撐在安裝前預先在現(xiàn)場進行試拼裝，待試拼裝滿足要求后方可進行鋼支撐的安裝。鋼支撐試拼裝時各段鋼管支撐的軸線必須保持在同一軸線，焊接管端頭與法蘭盤焊接處，法蘭端面與軸線垂直偏差控制在1.5mm以內，每根鋼支撐的安裝軸線偏心不得大于20mm。螺栓安裝

11、時對稱安裝，不得同一方向安裝，所有安裝完成的螺栓必須擰緊。鋼支撐的活絡端焊接2塊2cm厚的“L”型鋼板，長邊的長度為15-20cm，短邊得長度為5-10cm，“L”型鋼板的長邊在鋼支撐安裝時搭在鋼圍檁上，短邊與鋼支撐焊接，鋼支撐的固定端焊接2塊2cm厚100mm*50mm的鋼板，搭在鋼圍檁上。吊裝鋼支撐時，用2根鋼絲繩分別放在靠近鋼支撐固定端的五分之一位置和五分之三位置，鋼支撐的活絡端略微向上傾斜，在活絡端的端頭用結實的繩子拴住，人工調整活絡端的方向。先將鋼支撐固定端的“L”型鋼板搭在鋼圍檁上，固定端端頭與鋼圍檁密貼，再將活絡端固定“L”型鋼板搭在鋼圍檁上 。4.3.2安裝基坑鋼支撐的安裝順序

12、為先中間，后兩側，先對撐，后斜撐。支撐在土方開挖至設計標高后及時安裝，并按設計要求施加預應力。預應力應分級施加，重復進行，加至設計值時，應檢查各節(jié)點連接狀況，必要時對節(jié)點進行加固。每榀支撐安裝時，用2臺具有計量裝置的100T千斤頂（千斤頂在使用前到實驗室進行校核）分別頂在活絡端端頭的兩側。鋼支撐預加軸力為設計軸力的50%，鋼支撐軸力施加分三次進行，第一次施加軸力應達到設計要求的30%，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定10分鐘后，進行第二次加壓；第二次施加軸力達到設計要求的40%，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定10分鐘后，進行第三次加壓；第三次施加達到設計要求的60%并停止加壓，壓力表讀數(shù)穩(wěn)定10分鐘后，加壓至100%。加壓過程

13、中，當出現(xiàn)焊點開裂、局部壓曲等異常情況時應卸除壓力，在對支撐薄弱處進行加固后，方可繼續(xù)施加壓力。施加壓力達到設計值后塞緊鋼楔塊，拆除千斤頂。全部施加軸力完成后，再次對鋼支撐進行檢查，確保支撐穩(wěn)固。對鋼支撐，當夏期施工產生較大溫度應力時，應及時對支撐采取降溫措施。當冬期施工降溫產生的收縮使支撐端頭出現(xiàn)空隙時，應及時用鐵楔將空隙楔緊。 圍護結構受力計算按“增量法”原理，分階段采用“北京理正基坑計算軟件”進行計算。經計算分析，2號明挖廳深基坑墻體最大彎矩1421.38KN.m，圍護結構最大水平位移值為21.24mm，小于0.15%基坑深度，且小于30mm，滿足建筑基坑支護技術規(guī)程（DB11/489-

14、2007）。為減少地下連續(xù)墻體在基坑開挖過程中的位移和減少支撐軸力。第二、三、四道鋼支撐橫撐施加軸力設計如下：鋼支撐施加軸力（KN）第二道鋼支撐橫撐200第三道鋼支撐橫撐300第四道鋼支撐橫撐300斜撐支護軸力應乘以系數(shù)（斜撐與基坑邊的較大夾角a的sec a）。第一、五道支撐采用混凝土支撐。經計算分析，2號明挖廳淺基坑標準段墻體最大彎矩為702.76KN.m，圍護結構最大水平位移18.9mm，小于0.15%基坑深度，且小于30mm，滿足建筑基坑支護技術規(guī)程（DB11/489-2007）.為減少地連墻體在基坑開挖過程中的位移和減少支撐軸力，第二、三、四道鋼支撐橫撐分別施加預軸力如下：鋼支撐施加軸

15、力（KN）第二道鋼支撐橫撐200第三道鋼支撐橫撐300第四道鋼支撐橫撐300 斜撐時，預加軸力應乘以系數(shù)（斜撐與基坑周邊的較大夾角a的sec a）。第一道支撐采用混凝土支撐。在鋼支撐的的活絡端和固定端分別用M16的鋼絲繩進行拴住，將鋼絲繩固定在連續(xù)墻的主筋上。在鋼支撐兩端端頭的鋼圍檁上分別加設2根花籃螺絲，每側一根，加強對鋼圍檁的固定，鋼支撐安裝完成后，不得隨意讓鋼支撐承擔附加荷載，保證鋼支撐的穩(wěn)定。鋼支撐斜撐在安裝時需要提前制作斜撐支座，斜撐支座與鋼圍檁進行焊接，鋼支撐直接頂在斜撐支座上，斜撐支座主要由2cm鋼板焊接而成。斜撐支座的整體樣式成三角形，三角形的斜邊與鋼圍檁焊接，直角邊與鋼支撐相

16、接。斜撐支座分三層水平鋼板焊接，三塊豎向鋼板將水平鋼板焊接連接，每層水平鋼板之間隔各加設2塊加強鋼板。如圖所示：斜撐支座安裝完成后，方可進行鋼支撐斜撐的安裝，安裝方法與對撐一樣。鋼支撐安裝完成后及時用鋼絲繩栓住，并固定在地下連續(xù)墻主筋上。 鋼支撐安裝完成 鋼支撐細部做法鋼支撐的檢驗標準項目允許偏差（mm）側彎矢高15扭曲h/250且10.0翼板對腹板的垂直度h/100且3.0端部連接板對腹板的垂直度3 鋼支撐安裝位置允許高程偏差50鋼支撐安裝位置水平間距100拼裝后兩端支點中心線偏心20安裝后總偏心量50橫撐預應力施加后軸線偏移5.05、軸力計安裝與軸力監(jiān)測鋼支撐安裝過程中，需要安裝軸力計，保

17、證對基坑支撐體系軸力的變化及時了解，保證基坑安全。軸力計安裝在鋼支撐固定端的底座，將軸力計兩端分別焊接2塊鋼板，鋼板應適當大于軸力計的面積，保持軸力計位置與鋼支撐軸線在一條線上。將一端鋼板與固定端底座進行焊接，另一端在安裝支撐時頂在鋼圍檁上，將軸力計的線引出至地面，記下軸力計的編號，讀取初始值，每天對軸力進行監(jiān)測，數(shù)據(jù)形成對比，及時掌握基坑變化。軸力計每層安裝都需安裝，安裝位置在地連墻體受力較大的鋼支撐上，對監(jiān)測軸力重要的支撐，宜同時監(jiān)測其兩端和中間的沉降和位移，軸力計每層對應安裝。軸力計安裝位置示意圖：頻率讀數(shù)儀測量軸力時，將測試儀的接頭分別與軸力計2根線相接（顏色對應），測量時將兩根線的接

18、頭錯開，避免接觸，導致測量數(shù)據(jù)不準確。測量應多次進行，取測量數(shù)據(jù)的平均值作為本次測量的數(shù)據(jù)。測量完成后應在軸力計接頭的位置做好警示標志，對接頭進行保護，避免人為破壞。 鋼支撐軸力計 頻率讀數(shù)儀 頻率讀數(shù)儀需要通過公式計算得出實際軸力大小，計算公式如下： Nc=K（02-i2）Nc鋼支撐軸力值K讀數(shù)儀標定系數(shù)0初始值i測得值6、鋼支撐、鋼圍檁拆除支撐拆除應在替換支撐的結構構件達到換撐要求的承載力后進行?；咏Y構實體施工至每層鋼支撐的下方時，需要對實體結構混凝土強度進行試壓，當混凝土強度達到設計要求的強度后，方可拆除上部的鋼支撐、鋼圍檁。鋼支撐拆除時，先將吊車的鋼絲繩安裝在鋼支撐的兩端，撤掉栓住鋼

19、支撐的鋼絲繩，然后2臺液壓千斤頂同時頂住活絡端的兩側進行施壓卸力，卸力應分段進行，不可一次性卸力。當鋼支撐出現(xiàn)活動時，取出活絡端的鋼楔塊，吊車將整根鋼支撐略微提起，人工將活絡端端頭敲打縮回，然后吊出基坑。鋼支撐拆除完成后拆除鋼圍檁，將吊住鋼圍檁的連接件全部割斷，將吊車鋼絲繩卡扣裝在鋼圍檁的吊耳上吊出。鋼支撐拆除過程中往往會出現(xiàn)千斤頂壓力施加后，鋼支撐無法拆除的現(xiàn)象。這是由于鋼支撐長時間承受基坑壓力，導致支撐壓力達到最大值，千斤頂無法對支撐進行卸力。出現(xiàn)此種情況，需要對支撐兩端的圍檁背后回填物進行清理，增加支撐壓力的最大值；如圍檁直接作用在連續(xù)墻上，需要對連續(xù)墻面進行適當鑿除，以便于支撐卸力。7

20、、安全技術措施吊車司機、指揮員必須持證上崗。嚴格遵守吊裝“十不吊”的規(guī)定。鋼支撐安裝與挖土同時進行，必須特別注意安全。挖土機與吊放物停放位置應盡量避免吊桿回轉半徑相交錯。支撐超長構件起吊時必須加強指揮，避免因慣性等原因發(fā)生碰撞事故。經常檢查起吊鋼絲繩損壞情況，如斷絲超出要求立即更換。鋼支撐吊裝就位后，先不松開吊鉤，將活絡端拉出頂住預埋件，再將兩臺100t液壓千斤頂放入活絡端頂壓位置，為方便施工并保持頂力一致，兩臺千斤頂制作專用托架固定為一整體，將其騎放在活絡端上，接通油管后即可施加預應力，預應力施加到位后，在活絡端中楔緊楔塊，然后回油松開千斤頂，解開起吊鋼絲繩。吊車司機工作時，只聽地面上專門人

21、員指揮（并且只能有1 人指揮），但是無論什么人發(fā)出停車信號時均應停車，查明情況再開車。每日每次開車前，必須檢查所有機械和電器設備是否良好，操作系統(tǒng)是否靈活，并按規(guī)定對設備進行保養(yǎng)和潤滑。每班第一次吊運物品以使吊運接近額定負荷的物品時，司機應先將重物起重至不超過0.5m高度，然后下降到接近地面時制動。禁止超負荷使用。禁止傾斜吊運物品。禁止人隨物品一起升降。土方開挖時,要按審批的施工方案中確定的標準放坡，保證基坑四周無滲水，以防墻間土脫落，除此基坑周邊必須設置防護欄桿，上下基坑搭設臨時馬道。鋼支撐在運輸過程中要注意交通安全，運輸車尾應設置小紅旗、警示燈等安全設備。不允許長時間吊重于空中停留，吊車吊裝重物時，司機和地面指揮人員不得離開。交接班時，兩個班