基坑支护组合钢内撑施工工法 - 结构理论

'基坑支护组合钢内撑施工工法-结构理论1、目的和适用范围1.1目的组合钢内撑（以下简称钢内撑）是在管形钢内撑基础上发展起来的新型内支撑，它是深基坑支护结构中的重要组成部分，是一种重要的内支撑手段。组合钢内撑支护具有较强的的市场竞争力，其综合效益可观。为了规范钢内撑施工，指导、规范钢内撑现场管理，特制定本工法。1.2适用范围本工法适用于所有临时建筑工程内支撑结构，特别适用于深基坑支护结构的内支撑，是进行深基抗支护施工管理工作的基本依据。本工法不适用永久性支撑工程。2、特点2.1设备简单，操作方便。材料主要是钢材，组合构件全部由工厂制作，现场拼装只需焊接。2.2通过施加预应力，完全能够达到变形小的技术要求。2.3工期短。由于钢内撑可在场预制，现场拼装，没有养护期，因此施工速度快。2.4承受轴力大，最大受力能达到4700KN。2.5钢内撑拆除方便，不会对周边环境产生影响。3、工艺原理 3.1为了减少围护壁的侧向变形或防止围护壁倒塌，在深基坑围护壁上一定位置（高度），设置钢内撑，以提高围护壁抗主动土压力的能力。为了减少变形可在钢内撑一端施加预应力。3.2其内撑体系由围檩、主内撑杆、信字撑杆、立柱、立柱桩等杆件组成，围檀直接与围护壁相接触，围护壁上的力通过围檩传递给主内撑杆，受自重和施工荷载的作用，主内撑杆同时亦是一个压弯杆件，为减少主内撑杆件的计算长度，提高其安全度，在垂直主内撑杆轴线方向，设置若干个立柱和主柱桩，提高其安全充，在垂直主内撑杆轴线方向，设置若干个立柱和柱桩，以承担主内撑杆自重，同时在立柱的顶部、侧向设置限位装置，防止主内撑杆的侧向变形或上凸。4、工艺流程及操作要点4.1主要工艺流程施工立柱桩（安装钢支架）↑施工准备→放样定位→安装钢牛腿→安装钢围檩→浇筑砼（充填钢围檩与围护桩之间的间隙）监测→安装钢内撑→施加预应力（焊接定位）→安装八字撑→拆除4.2操作要点4.2.1施工准备 进场施工前，先进行现场踏勘，重点了解基坑周边的现状，坑周可利用的场地及范围。其次根据各个工程实际情况（工期、工程量等），确定吊车的大小，运输车辆的数量。4.2.2放样定位放样定位分两个阶段。第一阶段与施工围护桩同时，放样定位确定支承立柱桩桩位，施工、安装钢支架。第二阶段，根据设计图纸和实际钢支架的位置定位，以不违反原设计要求（偏差小于100mm）为原则，个别钢支架偏差较大应通过设计人员认可，并采取可靠的加固措施。4.2.3安装钢牛腿4.2.3.1钢牛腿的位置及标高应根据设计图纸确定，如有变化，应征得设计单位的同意，并得到书面许可。4.2.3.2基坑四周的钢牛腿应与应控制在一个水平面，高差应小于20mm。4.2.3.3每个钢牛腿应与支护桩的三根主筋焊接在一起，焊接长度、高度应符合规范要求。4.2.4安装钢围檩4.2.4.1安装钢围檩应遵循“先长后短，减少接头数”的原则，优先使用较长围檩，特别是优先使用标准节（长12.0m）的钢围檩，以减少接头数。4.2.4.2钢围檩接头位置宜放置在主内撑及其附近。其接头应采用气割割平，必要时应磨平，采用结422焊条焊接、焊满。4.2.4.3钢围檩与围护桩的距离，控制在50~100m为宜，以方使浇捣和减少浇筑砼量。 4.2.5浇筑砼4.2.5.1钢围檩与围护的间隙采用砼回填有利于减少围护变形，增加支护整体刚度的作用，因此应按设计要求配制砼，浇捣密实，为加快施工进度，可以提高砼标号。4.2.5.2施加预应力时，砼强度应达到设计强度的70%。4.2.6安装主内撑4.2.6.1安装主内撑同样遵循“先长后短，减少接头”的原则优先使用标准节（节长12.0m），最后一节根据实际需要截料使用。4.2.6.2钢内撑的接头宜放在支承立柱桩桩帽上或者附近。4.2.6.3钢内撑的接头应采用气割割平，必要时应磨平；采用结422焊条焊接，全部焊缝满焊。4.2.6.4钢内撑安装时，应尽量保持内点略高，中间低的状态（高差10~15mm）以确保其受力后不上凸。4.2.6.5每根钢内撑一头应焊接两个施加预应力支座，其强度应满足施加预应力的要求。4.2.7施加预应力4.2.7.1施加预应力是支护工程的重要环节，施加预应力成功与否，直接影响到基坑支护的效果，因此，该环节应严格把关，详实记录。4.2.7.2施加预应力之前，应进行钢内撑限位焊接。4.2.7.3施加预应力应逐根进行，如实记录加载时间、施加预应力的大小。有条件时，同一方向上的主内撑应同时施加预应力。 4.2.7.4完成预加应力后，现场应根据钢内撑与钢围檩之间实际情况，裁截相应规格、尺寸的铁板，充填焊接定位，其焊接质量按有关规范验收，经验收合格后，加载的千斤顶方可卸载。4.2.8安装八字撑4.2.8.1安装八字撑应遵循“先撑后挖”原则，在条件许可的地区并征得设计人员同意，可允许先挖后撑，但开挖深度、宽度应严格控制在2.0m以内。4.2.8.2八字撑下料、安装按图纸进行，如实际与图纸有矛盾，应向设计人员通报，商量解决方案。4.2.8.3八字撑预拼装时，与钢围檩、主内撑接触部位应尽量紧密，对相距较大的部位，应先割制等厚度钢板充填、补缺焊牢，焊接部位验收按有关规范执行。4.2.9验收4.2.9.1钢内撑质量验收应坚持“过程验收为主，完（竣）工验收为铺”的原则，反对以完（竣）工验收，代替过程验收。4.2.9.2验收重点为各个节点（包括接头），实行施工一个，验收一个，完工一处验收一处，发现质量问题及时返工。4.2.9.3严格按照以下标准进行验收。《钢结构工程质量检验评定标准》GB50221-95《钢结构工程施工及验收规范》GB250205-95《碳素结构钢》GB700-884.2.10钢内撑监测 4.2.10.1钢内撑监测一般与基坑监测同步进行，监测内容有侧向位移、主内撑的变形（上凸、下凹）、钢内撑轴内变化等。4.2.10.2监测点位置，一般应设在钢内撑两头及中部，数量根据工程大小确定，一般内撑长度大于40m，中部至少设2个监测点。4.2.10.3位移和变形监测主要采用高精度经纬仪和水准仪，轴力监测采用弦式反力计和应力片，监测频率正常情况1~2次/天，异常情况4~6次/天。4.2.10.4监测结果及时向各方通报，现场应实行信息化施工，根据监测结果指导基坑开挖，报警值一般为累计位移在大于20mm，日变化量大于5mm。4.2.10.5施工现场应准备一定数量的抢险材料（钢内撑杆件）以防不测。4.2.11钢内撑拆除地下工程结构施工至钢内撑附近进，即可进行钢内撑拆除工作。4.2.11.1钢内撑拆除前准备工作要点⑴拆除前，应先进行可靠的换撑工作，以确保钢内撑拆除后，支护侧向位移控制在较小范围内。⑵拆除前，做好应急准备，作好监测准备工作。⑶划分坑周保护区，滑裂面3.0m范围以内为重点保护区。抗周加载应小于15KN/m，钢内撑拆除后，地下构筑物未浇筑到±0.00之前，坑周保护区内严禁加载。4.2.11.2 先拆除八字撑，再拆除主内撑，并按间隔顺序割开，即先割开2#、4#、6#……钢内撑，再割开1#、3#、5#……。⑴拆除期间，坑周滑裂面3.0m范围以内，严禁过量堆载，堆载应小于15KN/m2。⑵钢内撑拆除后，在±0.00浇筑完成之前，坑周保护区内严禁加载。⑶沿焊缝割开八字撑，观测24小时，位移正常后，由塔吊或吊车吊放指定的地方，运出场外。⑷按2#、4#6#……间隔顺序割开钢内撑（主内撑）与围檩之间的焊缝，割口宽度为50mm，以释放应力。经24小时位移测量（观测次数不少于3次），再决定能否全部割开，如位移小于10mm，可割开1#、3#、5#……钢内撑，其方法同2#、4#、6#……钢内撑，其方法同2#、4#、6#。⑸经24小时观测正常后，可按安装顺序割断钢内撑，割开位置沿原焊缝。⑹割开的主内撑塔吊能吊装的直接装车运出，不能直接吊装的用2只5t手拉葫芦、龙门架轻轻吊放楼（面）板上，垫上Φ108无缝钢管，用3吨卷扬机拉到汽车吊或塔吊能直接吊装的位置。⑺钢围檩亦手用主内撑方法割开、吊运，由于条件限制，不能直接吊运的，应用手拉葫芦吊到到高于墙板钢筋的位置，并在围檩下面垫上两根Φ108无缝钢管，使钢管与楼面成45°左右。让钢围檩沿钢管徐徐滑下至楼（面）板上的无缝钢管上，用卷扬机拉到汽车吊、塔吊能直接起吊的位置。⑻ 加强位移测量频率，八字撑、钢内撑拆除的48小时内，测量次数不少于8次，正常后每天一次。⑼在36小时以内，累计位移达25mm，应发出预警信号，并立即停止钢内撑拆除。分析其大原因，采取相应的补救措施。5、主要机具设备主要机具一览表项目序号名称规格数量备注运输设备1运输汽车12t8~10辆可租用社会车辆承担吊安装设备2汽车吊16t1辆根据现场实际情况选用25t1辆35t1辆45t1辆3塔吊80t.m1台4手位葫芦5t5~6只5电焊机BX3-3008只6气割设备4套检测设备7油压千斤顶100t2只8水准仪S31台9经纬仪J61台8弦式反力计XHL1/22台9钢卷尺50m2把10直尺3~4只辅助设备11挖掘机1m31台12撬棍若干 走管Φ108若干6、材料要求6.1所用材料主要为槽钢和热轧钢材，采用焊接和高强度螺栓组装而成，并由工厂制作。制作长度一般12.0m，施工现场按需裁截使用。构件的尺寸、规格按使用功能分为四种：6.1.1主内撑：规格730×560，6.1.2八字撑：规格260×300，6.1.3围檩：规格600×560，6.1.4立柱：采用角钢焊接而成，6.2所用材料应符合国标GB700-88《碳素结构钢》及设计要求，并有出厂合格证书。6.3焊条要有出厂合格证书，满足设计要求。6.4所采用的连接材料（高强度螺栓、钢板）应具有出厂合格证书，并符合设计和国家现行有关规定。7、劳动组织劳动组织随工程大小、工期要求而有所变化，现以一个中型钢内撑工程（钢内撑总量约300t），支撑工期7天，拆除工期7天为例，劳动组织如下：劳动组织一览表组织岗位人数职责备注项目经理部项目经理1负责工程施工、进度、质量、安全协调 施工员2负责工程施工管理质检员1工程各个环节质量检查、监督安全员1负责工地安全检查管理运输吊装驾驶员8~10负责钢内撑运输可租社会车辆塔吊司机2负责钢内撑吊运可租土建塔吊使用塔吊指挥2负责指挥塔吊吊运挖掘机司机2开挖沟槽，以便安装钢牛腿、支架帽等安装焊接安装工8负责钢内撑等构件、准确就位电焊工8负责构件焊接、气割等工程起重工2负责构件起吊后勤材料员1工程所需材料买和管理电工1工地各种电器、线路安装管理钳工1机具、设备维修炊事员2负责工地食堂供应行政1工地日常事务8、质量标准及检测方法8.1构件标准8.1.1钢材的品种和质量必须符合设计要求和有关标准的规定。8.1.2钢材的表面必须清洁。表面有颗料状或片状态锈斑，应经除锈，除锈后仍留有麻点的严禁按原规格使用。 8.1.3钢内撑的规格，形状、尺寸、数量、间距符合设计要求和施工规范的规定。8.1.4重要使用的钢内撑，应规定使用次数，达到使用次数庆按规定报废，如必须使用，使用前应进行鉴定，鉴定合格，方可使用。8.2焊接标准8.2.1焊缝必须符合设计要求和规范JGJ81-91《建筑钢焊接规程》，所有焊缝均采用三级检验，并做好检查记录。8.2.2焊缝表面和热影响区，不许有裂缝，弧坑过烧，未熔合等现象。8.3检测方法钢内撑的安装焊接的允许偏差和检测方法见下表：项目检查内容允许偏差（mm）检测方法备注钢内撑梁轴线线偏差15经纬仪、尺量梁长度-10尺量梁高度±15水准仪测量梁起凸偏差±5水准仪测量允许下凹15mm梁侧弯L/2000拉线、尺量≤10m梁面倾斜≤20水准仪测量焊缝长度满焊尺量高度≥d0外观质量焊波应均匀，不得有裂缝，夹渣、焊瘤、烧穿弧坑等缺陷合格9、安全注意事项 9.1从事钢内撑施工的人员，都必须认真学习建筑施工安全检查标准（JGJ59-99），新工人必须接受三级安全教育和必要的考核，方能进入现场施工。9.2特殊工种人员，坚持持证上岗，严禁无证人员操作。9.3所有施工人员进入施工现场必须穿戴安全帽、工作服、工作鞋、防护眼镜。高空作业必须栓安全带。9.4基坑应设安全护栏，基坑上下设可靠的通道。9.5基坑周边应划分安全区，构件堆放区，安装期间，构件原则随用随进，直接吊放在基坑内；拆除期间，构件直接吊运装车，坑周、楼（面）板上严禁堆放构件。9.6大门设明显标志，车辆进出由安全引导员引导。9.7汽车吊就位作业前，应进行行业踏勘，对作业半径内的障碍物予以清理，对邻近的高压输电线，应进行妥善保护。9.9氧电焊操作必须遵守“氧电焊安全操作规定”，氧气瓶、乙炔瓶等易燃、易爆物按规定摆放，不得混乱。9.10严禁班前，班中喝酒，严禁酒后操作起重机、氧电焊。'