5、圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐施工工藝工法

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼支撐施工工藝工法1 前言1.1工藝工法概況鋼支撐是明挖結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系重要組成部分，每根鋼支撐有多個短節(jié)鋼管拼 接而成，通過法蘭盤進(jìn)行連接，鋼支撐一頭安放在鋼圍檁的托板上，另一頭通過 活絡(luò)頭安裝在對面的一側(cè)，通過活絡(luò)頭用千斤頂對鋼支撐按照設(shè)計(jì)要求預(yù)施加一 個軸力，并對該軸力實(shí)行監(jiān)控，以便掌握結(jié)構(gòu)變形情況。在結(jié)構(gòu)拐角處由于距離 比較小，不適合架設(shè)鋼支撐，可以用型鋼焊接成短節(jié)的型鋼支撐作為支撐體系。 1.2工藝原理鋼支撐是支撐體系的一種形式。目前較為廣泛的應(yīng)用于地下工程，特別是深 基坑開挖工程中最為常見，它主要是將基坑一側(cè)土壓力通過鋼支撐的作用，傳遞 到另一側(cè)，與另一側(cè)的土壓力保持平衡，從

2、而使基坑處于安全的狀態(tài)，鋼支撐軸 力的變化能間接的反應(yīng)出基坑兩側(cè)土壓力變化情況，因此可以通過對鋼支撐軸力 監(jiān)測，正確的指導(dǎo)安全施工。基坑在開挖過程中，隨著深度的增大，兩側(cè)土壓力也隨之增大，土壓力通過 力的傳遞到圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，向基坑內(nèi)側(cè)侵斜，采用剛性的型鋼對撐之后，將基坑兩 側(cè)的土壓力很好的平衡。以達(dá)到預(yù)期效果。2 工藝工法特點(diǎn)鋼支撐施工簡單，適用性強(qiáng)，操作方便，時效性強(qiáng)，可周轉(zhuǎn)重復(fù)使用。3 適用范圍主要使用在地下工程、深基坑工程。4 主要引用標(biāo)準(zhǔn)4.1地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50157）4.2建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 （YB9258） 4.3建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 （JGJ120） 4.4地下鐵道工程施工及

3、驗(yàn)收規(guī)范 （ GB50299）4.5建筑樁基技術(shù)規(guī)范 （JGJ94） 4.6建筑工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范 （BG50104） 4.7建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50007） 4.8建筑鋼結(jié)構(gòu)焊結(jié)技術(shù)規(guī)程 （JGJ81）5 施工方法 鋼支撐架設(shè)與基坑土方開挖是深基坑施工密不可分的兩道關(guān)鍵工序，支撐架 設(shè)極具時間性和協(xié)調(diào)性，支撐架設(shè)的方法、時間、位置及預(yù)加力的大小直接關(guān)系 到深基坑穩(wěn)定的成敗。支撐架設(shè)必須嚴(yán)格滿足設(shè)計(jì)工況要求。5.1 鋼支撐拼裝過程5 . 1 . 1鋼支撐在拼裝時保證支撐接頭的承載力符合設(shè)計(jì)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，防止墜落。5. 1

4、.2鋼支撐安裝前一定要檢查鋼管的平直度，若不平直要進(jìn)行矯正。5 . 2鋼支撐架設(shè)方法每節(jié)段分層開挖至鋼支撐架設(shè)的高度后， 立即放出支撐位置線及標(biāo)高線 5.2.2 第一道 鋼支撐架設(shè)在冠梁預(yù)埋鋼板上，其它各層鋼支撐安裝鋼圍檁支 架牛腿后，安裝加工好的鋼圍檁，鋼支撐兩端的鋼圍檁應(yīng)保持同一水平位置。將焊接好的三角形鋼支架在鋼支撐中心位置與鋼圍檁相焊接，并與其背 后的抗剪加強(qiáng)肋板相焊接。524將廠家制作的單根支撐鋼管與活接頭采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行現(xiàn)場連接，組裝 成為成型的單根鋼支撐。用2臺25t汽車吊或1臺50t履帶吊（或龍門吊）吊放鋼支撐到鋼支座上, 并使活動端較寬位置支撐于圍護(hù)樁上。526鋼支撐的長度由

5、現(xiàn)場實(shí)際長度確定。微調(diào)采用特制鋼楔，完成鋼支撐組 裝的各種工作。527為防止鋼支撐在施加軸力時由于自重產(chǎn)生過大的撓度，在對鋼支撐施加 預(yù)應(yīng)力時汽車吊（或龍門吊）吊裝鋼絲繩必須持力，不得放松。528在鋼支撐支架處焊接防墜鋼板，完成施加預(yù)應(yīng)力前的各種準(zhǔn)備。6工藝流程及操作要點(diǎn)6.1施工工藝流程工藝流程圖圖1工藝流程圖工藝施工操作順序1. 基坑開挖至冠梁下 1.5m 后，立即放樣出支撐位置線，此時挖掘機(jī)進(jìn)行中部 拉槽，同時在樁體上植筋安裝三角托架以及通常扁鋼。2. 托架、圍檁安裝焊接完畢后，開始吊裝第一層鋼支撐，施工時擬采用一臺25t 的吊車在基坑外架設(shè)（或采用龍門吊進(jìn)行架設(shè)） ，吊起時兩端輕放在支

6、座上， 固定端與冠梁預(yù)埋鋼板點(diǎn)焊，以防支撐水平滑動；活動端微調(diào)采用特制鋼楔加塞 施加預(yù)應(yīng)力，方法：采用兩臺 100t 的油壓千斤頂施加鋼支撐預(yù)加力，在活動端逐 級加壓，施加預(yù)應(yīng)力達(dá)到預(yù)加軸力，且壓力表讀數(shù)穩(wěn)定為止，并采用特制鑄鐵楔 子塞緊。3. 第一層支撐安裝完畢后，進(jìn)行第二層土方的開挖，開挖至第二道支撐底標(biāo) 高后，待本層土方開挖拉槽完成后開始安裝第二層鋼支撐，工序內(nèi)容與第一層大 體相同。6.2操作要點(diǎn)施工準(zhǔn)備1. 材料準(zhǔn)備：主要材料包括鋼管、型鋼、膨脹螺栓。材料的進(jìn)場、報驗(yàn)等資 料齊全。2. 技術(shù)準(zhǔn)備：仔細(xì)審核圖紙，編制施工方案上報監(jiān)理審批，下發(fā)技術(shù)交底。3. 人員準(zhǔn)備：管理人員及施工人員配

7、備齊全，提前到崗，統(tǒng)一組織進(jìn)行安全 技術(shù)教育培訓(xùn)。特種工必須持證上崗。4. 設(shè)備準(zhǔn)備：鋼圍檁加工的焊機(jī)切、割用的氧氣焊、手電鉆、吊車等設(shè)備齊 全，吊車的噸位根據(jù)施工場地情況以及鋼支撐長度、重量等綜合考慮，施加預(yù)應(yīng) 力的千斤頂規(guī)格，根據(jù)預(yù)加軸力大小確定，但預(yù)加最大軸力不應(yīng)超過千斤頂額定 功率的 80%。所有設(shè)備必須報驗(yàn)合格方可進(jìn)場使用。5. 場地準(zhǔn)備：加工場地提前規(guī)劃、所有地面必須硬化處理。輔助設(shè)備配備齊全。施工操作要點(diǎn)1. 支撐架設(shè)時機(jī)鋼支撐和土方開挖是兩道密不可分的工序， 二者相互促進(jìn)， 同時也相互制約。 如何選擇一個合適的支撐架設(shè)時間是關(guān)系整個施工進(jìn)度的關(guān)鍵。對于主體結(jié)構(gòu)而 言，結(jié)構(gòu)長度較

8、長，深度較大，上下兩道鋼支撐間距一般在 5 米左右，有利于大 型挖機(jī)的流水作業(yè)。 每次開挖長度在 15 米左右，因此要做到支撐位置外露時就需 及時架設(shè)鋼支撐，以確保結(jié)構(gòu)安全。2. 鋼支撐架設(shè)必須準(zhǔn)確到位，并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，尤其注意斜撐 的穩(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(qiáng)度及變形的要求。3. 連接牢固，與格構(gòu)柱、圍檁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)連接施工 鋼支撐不是單獨(dú)的起到內(nèi)部支撐作業(yè)，它是與格構(gòu)柱、鋼圍檁、圍護(hù)結(jié)構(gòu)共 同組成了一個內(nèi)部支撐體系。因此他們之間必須要有一個可靠的聯(lián)系方式，以確 保在外力作用下能夠保證結(jié)構(gòu)安全。鋼支撐和

9、格構(gòu)柱的連接主要通過 U 型卡箍將鋼支撐固定在格構(gòu)柱上。 連接形 式如下圖所示：鋼支撐主要是分為型鋼支撐和鋼管支撐，因此與鋼圍檁連接方式也主要分為兩種。型鋼支撐與鋼圍檁采用焊接，如下圖所示:圖3型鋼與鋼圍檁的連接鋼管支撐與鋼圍檁采用焊接，如下圖所示:圖4鋼管支撐固定端和活動端與鋼圍檁的連接4. 應(yīng)力施加設(shè)計(jì)要求圖5鋼支撐軸力施加軸力施加時要遵循循序漸進(jìn)，不斷施加的方法，不能一步到位防止應(yīng)力損失 同時在用千斤頂施加預(yù)加力時，力必須大于設(shè)計(jì)預(yù)加軸力。千斤頂施加軸力后， 在用鋼楔進(jìn)行鎖定時，會有一定的應(yīng)力損失，從而降低安全系數(shù)，因此在加力初 期就要施加一個大于預(yù)應(yīng)力軸力，以確保應(yīng)力的保持。在實(shí)際操作

10、中，要預(yù)先進(jìn) 行試加一個力，鋼楔安裝到位后，要對軸力進(jìn)行測算，以便監(jiān)測出，期間應(yīng)力損 失多少，進(jìn)行多次試驗(yàn)后，方可測算出應(yīng)力損失大概是多少，在后期應(yīng)力施加過 程中才能做到準(zhǔn)備表1設(shè)計(jì)軸力和預(yù)加軸力表w丹訶）第一詒玄傑£0914Q23&247100幣二遭支禪60916Q235066300509161 03835060916Q235110017從基坑鋼支撐架設(shè)至拆除的整個施工過程中，須對鋼支撐嚴(yán)格監(jiān)測，確保其 穩(wěn)定性。2. 支撐兩端與鋼圍檁相接，鋼圍檁要求必須與圍護(hù)樁密貼，在有間隙的地方 用細(xì)石混凝土充填密實(shí)。3. 鋼支撐安裝時，軸線偏差w5cm，并保證支撐接頭的承載力符合設(shè)計(jì)要

11、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(jìn)行矯正;然后將鋼支撐安裝在牛腿上支座上，并且緊固好。5為保證施加預(yù)應(yīng)力時斜撐鋼圍檁不會水平移動，每層斜撐鋼圍檁須設(shè)置抗 剪凳，具體是在斜支撐中心兩側(cè)設(shè)置兩個抗剪凳。 抗剪凳位置應(yīng)與實(shí)際護(hù)披樁位置 相對應(yīng)。7勞動力組織鋼支撐施工工序較多，包含鋼支撐拼裝，圍檁加工、測量定位、托架安裝、 鋼圍檁安裝、預(yù)加軸力等工序，合理組織勞力起著至關(guān)重要的作用。為了保證每天的施工進(jìn)度，需配備如下勞動力：表2勞動力配備表序號工種人數(shù)

12、備注1鋼支撐拼裝、安裝工18尺寸量取、現(xiàn)場加工、拼裝2鋼圍檁加工、安裝8型材下料、制作、打眼、安裝3電工3現(xiàn)場用電設(shè)施的使用及維護(hù)4測量人員4基坑監(jiān)測、錨索定位5安全員2負(fù)責(zé)現(xiàn)場全面安全工作6文明施工班3現(xiàn)場衛(wèi)生8主要機(jī)具設(shè)備表3主要機(jī)具配備表如下序號作業(yè)名稱機(jī)具設(shè)備型號規(guī)格型號單位數(shù)量備注1安裝鋼支撐10t龍門吊臺12膨脹螺栓打電鉆把2眼3施加軸力液壓千斤頂臺24鋼梁加工電焊機(jī)BS-300臺65下料切割機(jī)JG-400臺26鋼梁加工配電箱自制個207鋼梁安裝汽車吊25t輛28放線全站儀徠卡TC402臺19監(jiān)測精密光學(xué)測量滑動測斜儀HCX-1臺210監(jiān)測水準(zhǔn)儀蘇光DSZ2臺211監(jiān)測精密水準(zhǔn)儀D

13、NA03臺112監(jiān)測水準(zhǔn)尺蘇光把313軸力監(jiān)測軸力計(jì)套19質(zhì)量控制9.1易出現(xiàn)的質(zhì)量問題鋼支撐拼裝不平直，誤差超限。圍檁連接部位焊接不牢固，特別是陰陽角部位焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。圍檁背后回填不密實(shí)。軸力施加鎖定后，預(yù)應(yīng)力損失較大。9.2保證措施鋼支撐拼裝不平直，誤差較大：加強(qiáng)鋼支撐加工質(zhì)量控制，進(jìn)場驗(yàn)收必須嚴(yán)格，不合格的必須退場。鋼支撐安裝時，軸線偏差w5cm，并保證支撐接頭的承載力符合設(shè)計(jì)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前由于自重產(chǎn)生過大的撓度，在施加軸力時汽車吊（或龍門吊）吊裝鋼絲繩必須持力，不得放松。鋼支撐安裝前一定要檢查拼裝成型的支撐 是否平直，不平

14、直（或存在變形）的要禁止使用。922圍檁連接部位焊接不牢固，特別是陰陽角部位焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象較多1. 加強(qiáng)對工人的質(zhì)量意識教育。2. 加強(qiáng)制作、安裝、焊接過程自檢工作；將問題發(fā)現(xiàn)解決在萌芽狀態(tài)。3. 建立獎懲制度，對一次達(dá)標(biāo)驗(yàn)收率高的作業(yè)班組或者個人給予獎勵，對屢 次出現(xiàn)不合格產(chǎn)品的班組進(jìn)行處罰。圍檁背后回填不密實(shí)：加強(qiáng)現(xiàn)場控制，必須按照規(guī)范施工，嚴(yán)禁施工干 拌料、回彈料，更不得回填其他雜物等。軸力施加鎖定后，預(yù)應(yīng)力損失較大：預(yù)應(yīng)力損失主要是鋼銷子安裝不密 貼，或者因?yàn)殇撲N子接觸面不平直光滑，出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象，在千斤頂瀉力后，鋼銷 子受力后密貼造成軸力損失。在加工鋼銷子是，鋼銷子切割面必須平直，

15、而且用 力使鋼銷子與鋼銷子之間，鋼銷子與支撐之間密貼，確保千斤頂瀉力后應(yīng)力損失 最小。10安全措施10.1主要安全風(fēng)險分析鋼支撐架設(shè)不及時，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形甚至失穩(wěn)。安裝不牢固，造成支撐脫落量測不及時，信息不暢通，對支撐安全狀態(tài)不掌握。吊裝作業(yè)不規(guī)范，容易造成物體打擊事故。10.2保證措施針對配合土方開挖，確保及時架撐，保證背后回填質(zhì)量，以及加強(qiáng)質(zhì)量控制，必須建立安全質(zhì)量體系，加強(qiáng)現(xiàn)場管理與協(xié)調(diào)。安全保證體系如下：圖 6 安全保證體系保證措施鋼支撐的穩(wěn)定性是控制整個基坑穩(wěn)定的重要因素之一， 其架設(shè)必須準(zhǔn)確到位， 并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，并注意觀測其變形，另外，從基坑鋼支撐架設(shè)至 拆除的

16、整個施工過程中，須對鋼支撐嚴(yán)格監(jiān)測及防護(hù)，以確保其穩(wěn)定性。為此， 特制定以下措施。1. 進(jìn)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(qiáng)安全施工的教育，定期進(jìn)行專業(yè)安全檢查。3. 鋼支撐加工前由負(fù)責(zé)加工的工長對加工機(jī)械的安全操作規(guī)程及注意事項(xiàng)進(jìn) 行交底，并由機(jī)械技師對所有機(jī)械性能進(jìn)行檢查，合格后方可使用。4. 鋼支撐在運(yùn)輸過程中要注意交通安全，運(yùn)輸車尾應(yīng)設(shè)置小紅旗、警示燈等 安全設(shè)備。5. 在安裝牛腿支架、鋼圍檁時一定要注意在基坑頂部設(shè)防護(hù)欄，并同時安排 專人將邊坡上部將雜物清理干凈，防止墜物傷人。6. 支撐吊裝時其吊車下方及支撐回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)嚴(yán)禁站人， 高空作業(yè)要系安全帶 由于

17、鋼支撐跨度較大，活荷載對其影響較大，易使支撐因震動而失穩(wěn)，所以嚴(yán)禁 在其上放置各種物體及人員攀登和行走。7. 土方開挖時在中心槽處布置挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，避免挖土機(jī)械碰撞已經(jīng)架設(shè)的鋼支撐。針對鋼支撐防墜落，采取懸掛的措施：用一道1520mm鋼筋或者鋼絲繩把鋼支撐箍起來掛在鉆孔樁的主筋上。8. 施工中需要重點(diǎn)做好對鋼支撐安裝和使用過程中的軸線偏差、鋼圍檁的位 移的觀測，如超過允許值，應(yīng)迅速采取處理措施。除此要注意基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水 平位移及地面沉降監(jiān)測。11 環(huán)保措施11.1鋼支撐作業(yè)對環(huán)境造成不良影響的因素鋼支撐鋼圍檁從開始加工到后期安裝整個過程中，對周邊環(huán)境照成了一定的 影響，影響因素主要為：1.

18、 鋼圍檁加工時的光污染2. 鋼支撐架設(shè)時，噪音污染11.2采取的相關(guān)措施11.2.1 起重吊裝作業(yè)盡量減少噪音，可以安裝消音裝置。拼裝過程，輕吊輕 放，減少噪音。電焊作業(yè)必須配備齊全的勞保用品。11.2.3 切割焊接等作業(yè)，施工完成后，每天做到工完料清，及時打掃焊渣并 清理。11.2.4 嚴(yán)禁在晚上進(jìn)行焊接作業(yè)，如確有必要時嗎，必須搭建遮光棚，防止 造成光污染。對余料、廢料同意堆放管理，增強(qiáng)節(jié)能減排意識。加工的成品半成品應(yīng)分類堆放整齊。采用標(biāo)識標(biāo)牌進(jìn)行標(biāo)識?，F(xiàn)場做好文明施工和安全用電。12 應(yīng)用實(shí)例12.1工程簡介北京地鐵八號線 01 標(biāo)西三旗站、清河小營站主體結(jié)構(gòu)均采用三層鋼支撐支護(hù)，跨度為20.7米，第一道采用A609(t=14mm)厚的鋼管，第二、三道采用A609(t=16mm)。兩個車站交錯施工，車站內(nèi)部又采取流水作業(yè)方式，大大節(jié)約了鋼 支撐的購置費(fèi)和拼裝費(fèi)，為項(xiàng)目節(jié)約了很大成本。12.2施工情況鋼支撐拼裝、圍檁焊接加工、托架加工均采用提前加工，等土方開挖至支撐 圍檁作業(yè)面，在進(jìn)行樁間網(wǎng)噴的同時，立即安排施工人員，進(jìn)行打眼植入膨脹螺 栓安裝托架，安裝圍檁，并進(jìn)行背后回填，此過程基本上需要24 小