明挖段钢支撑安装拆除施工方案

奥体中心站～奥林匹克公园站区间明挖段钢支撑安装拆除施工方案中国铁路工程总公司北京地铁奥运支线BT工程第二项目部2006年2月11概述本段明挖区间先在地铁区间结构外10m处放坡开挖基坑，开挖至地下商业开发结构设计基坑高程后，再在大基坑内进行地铁区间结构的围护桩施工，依次进行区间隧道的基坑土方开挖，结构浇筑等作业，最后回填覆土，将场地移交给商业开发施工。本段明挖段区间从中一路到奥林匹克公园站，线间距从17.0m过渡到19.0m，本段明挖区间里程为K2+840.247~K2+993.841，全长153.594m。从地质勘察资料显示，本明挖区间范围内各地层从上至下依次为：〈1〉人工填土层；粉土层③，粉质粘土层③1，粘土层③2，粉、细砂③3层；粉质粘土④层，粘土④1、④2，粉细砂④3；卵石⑤层；粉质粘土⑥层，粘土⑥1、粉土⑥2，细中砂⑥3层。区间结构底板大部分位于粉质粘土⑥层，局部位于粘土⑥1与粉土⑥2层；区间结构顶板穿越地层为粉质粘土④层，粘土④2，粉细砂④3；区间洞身地层主要为粉质粘土⑥层，局部为粉质粘土④层、粉土④1层、④2，粉细砂④3。本明挖区间基坑围护结构上部采用放坡喷射混凝土，下部采用钻孔灌注桩，基坑内设置横向（或斜向）钢支撑，本基坑钢支撑设置竖直向一道φ400mm钢支撑@4000mm,t=12mm；南端设置斜向φ600mm钢支撑,t=12mm。钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素，钢支撑的架设到拆除的整个过程中，对钢支撑的监测严格要求，以确保钢支撑的稳定万无一失。同时对南端局部用于张拉固定钢绞线锚杆的钢围檩的制作安装要保证其稳定、强度、变形的要求。施工期间基坑周围地表沉降控制在55mm以内，钢支撑段桩最大水平位移不超过50mm。2钢支撑的拼装与安装2.1钢支撑的拼接与安装（钢支撑可不用活络头，而只通过钢楔，沟通后要修改）根据围护结构图纸，基坑围护结构设一道φ400mm钢支撑水平支撑，南端局部设3道（φ400mm斜钢支撑、水平混凝土冠梁一道加φ600mm斜钢支撑，锚杆加钢围檩一道）支撑。具体位置详见围护结构图，钢支撑拟采用一台25t汽车吊车进行安装，其施工进度结合基坑土方开挖进行。2（1）钢支撑结构钢支撑的加工委托有相当资质的单位来承建。（插图）各构件均在加工厂制作后，试拼合格后方可批量生产，并将直接承力的钢板端面均预先铣平。施工中所有构件连接均采用焊接，焊条E43，所有焊缝满焊。按设计图纸加工钢支撑，严格按图操作。钢支撑连接必须满足等强度连接要求，满足节点构造图要求。焊接工艺和焊缝质量应符合国家现行标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。焊接拼装按工艺依次进行，当有隐蔽焊缝时，必须先施焊，经检验合格后方可覆盖。加工好的型钢支撑应在加工场所进行质量验收，并编号码放。钢支撑的选择及支撑设计轴力见下表，各道支撑施加预应力值为支撑设计轴力的50﹪。WZ1范围WZ2范围WZ3范围（斜撑）轴力设计值支撑种类轴力设计值支撑种类轴力设计值支撑种类第一道钢支撑72φ400/t12125φ400/t12809φ600/t12说明：轴力的单位为KN/m，其中m的方向是指钢支撑水平间距方向，钢支撑选型已考虑到纵向稳定性的支撑条件，表中所列“轴力设计值”为直撑轴力，斜撑轴力设计值为表中值的1.4倍。钢支撑附加竖向施工荷载不得大于0.7KN/m。（2）钢支撑安装流程如图2所示：3图3钢支撑安装流程图注：上图钢支撑安装流程适用于直撑和斜撑。（3）钢支撑施工步骤见图4。保压一定时间钢支撑就位清理预埋钢板表面（第一道支撑适用）支撑位置弹线定位钢支撑施加预加力拆除千斤顶紧固钢楔安装围檩托座钢围檩安装41.施工准备。2.拼装钢支撑单元。3.基坑土方挖至冠梁底设计高程下0.5m，施工冠梁并于支撑位置预埋600×800×10钢板。4.架设钢支撑。钢管支撑吊装示意图边坡施工便道汽车吊5、直撑安装支撑安装前先在地面进行预拼接以检查支撑的平直度，受到损5伤和变形的支撑不得用于工程，其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内。根据设计图纸，在围护结构上准确定出支撑的中心位置，量出两支撑的实际长度，根据实际长度拼装支撑。支撑一端为活动端，一端为固定端。将钢支撑整体吊装到位，先不松开吊钩，将活动端活络头拉出顶住预埋件，再将两台100t千斤顶放入活动端顶压位置。为方便施工并保持顶力一致，制作专用托架将2台千斤顶固定为一体，将其骑放在活络头上，接通油管后即可施加预应力。预应力施加到位后，在活络头和冠梁预埋钢板、钢管焊接成整体，然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳，即完成整根支撑的安装。6、斜撑安装南端处设计采用斜撑。因斜撑与围护结构有一定的夹角，不易直接安装支撑并施加预应力。考虑支撑较短，采用中间加力的方法，支撑分两节制作，中间相接处对称设加力板，两台汽车起重机吊装、对接，施加预应力后采用补焊板连接成整体。7、技术要点：①钢支撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时分段分层，按基坑开挖深度、开挖时间及时架设钢支撑。②所有支撑连接处，均垫紧密贴，防止钢支撑偏心受压。③端头斜撑处钢围檩及支撑头，必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装，保证支撑为轴心受力8、钢管支撑安装的允许偏差：6项目横撑中心标高及层顶面的标高差支撑两端的标高差支撑挠曲度横撑水平轴线偏差允许值±30mm≤20mm≤1/600L≤1/1000L≤30MM9、钢支撑系统工程质量检验标准应符合下表规定：项目检查项目允许偏差或允许值检查方法国标、行标企标主控项目支撑位置：标高（mm）平面（mm）3010030100水准仪、用钢尺量预加顶力（KN）±50±50油泵读数或传感器一般项目围檩标高（mm）3030水准仪开挖超深（开槽放支撑不在此范围）（mm）200200水准仪支撑安装时间按照设计要求用钟表估测10、成品保护支撑安装就位时，不准撞砸焊接接头，不准在刚焊完的钢材上浇水。焊接时不准随意在焊缝外的母材上引弧。土方开挖应严格遵守“分层开挖”的原则，挖土和施工材料进场严禁碰撞钢支撑。72．2质量保证措施钢支撑及钢围檩安装过程中的各工序均需通过检验合格后才能进行下续工序的施工，其中支撑定位、支撑与预埋钢板的焊接、支撑的轴力施工、钢围檩后混凝土的回填等需会同驻地监理等有关单位检验合格或进行隐蔽验收后才能进行下一道工序的施工。2．3安全保证措施（1）.起吊前检查钢丝绳固定情况，保证牢固，避免脱落伤人。（2）.移动过程要缓慢，司机看好基坑情况，避免钢支撑刮碰坑壁、冠梁、上部钢支撑等。（3）.电焊工人持证上岗，穿戴好防护罩、防护手套、绝缘鞋，所有工作人员必须戴安全帽，基坑工作人员必须系安全带，避免跌落。（4）.作业时，吊车起重臂下、回旋半径以内严禁站人，重物不得超越驾驶室上方，也不得在车前方起吊。（5）基坑必须配备安全监督员一名，运重物时人员统一指挥、起落一致，上下密切配合，避免发生以外。（6）切割焊和吊运过程中工作区严禁过人，拆除的零部件严禁随意抛落，避免伤人。（7）六级以上风力，雨雪天严禁作业。2.4监测钢支撑水平位移监测：主要使用经纬仪或全站仪，观测点埋设在同一支撑固定端与活端头处。①钢支撑挠曲变形监测：包括水平挠曲变形和竖向挠曲变形，测点布设在端部及跨中，跨度较大的支撑杆件应适当增加测点。②水平位移、挠曲变形、在基坑支护过程中应每天测两次，基坑土方开挖至槽底，基坑变形稳定后，根据实际情况确定观测频率。③钢支撑的轴力监测8钢支撑轴力测试采用测力计，测力计安装在钢支撑活接头一端，每层均应布设测力计。轴力测试前对测力计进行核试验并读初始数值，开始时每天读两次，土方开挖至槽底，基坑变形稳定后，可三天或一周读一次。对各项监测记录应随时进行分析，当变形数值过大或变形速率过快时，应及时采取措施，确保基坑支护安全。3钢支撑的拆除3.1拆除原则（1）.跟随主体结构浇筑完毕达设计强度后分段拆除。（2.）必须在主体结构混凝土强度达到设计强度的100%以上方可拆除钢支撑。（3）.拆除时保证拆卸、吊装施工安全，加强现场管理，设专人指挥，防止碰撞主体结构顶板。（4）.实行信息化施工，加强施工监测，发现异常情况及时报驻地监理和业主研究处理。（5）拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。拆除前对支撑采取固定措施，保证卸力时稳定。采用千斤顶支顶并适当加力，然后切开钢管和活络头或补焊板的焊缝，千斤顶逐步卸力，每次卸力不超过50%，停置一段时间后继续卸力，直至结束。3.2准备工作1.技术人员熟悉图纸、方案，做好技术交底、安全技术交底工作。2.结构混凝土强度达到要求，并由实验室出强度报告。93.做好其下防水层接茬边的保护。4.施工机械、机具提前到位，并做好检查维修工作，吊机经机械工程师检查正常后方可投入使用。3.3劳动力配置每拆除作业面拟配备人员如下：气焊工4人、起重工2人、普工4人、架子工1人、安全员1人。3.4机具选择1）主要吊运机械：工作幅度计算L=5.7÷2+0.8+1+4.0=8.65m，取L=10m钢支撑重量计算直径430mm：0.1535×5.7=0.875t，加上法兰取1t参考简明机械手册:QY25汽车吊10m工作幅度起吊重量为1t,臂长32m。因此，拆除直径430mm钢管选用QY25汽车吊。2）辅助设备：脚手架管及管卡等、乙炔焊、木板、千斤顶、撬棍等。3.4工艺流程搭设脚手架支托钢支撑→辅吊配合主吊固定钢支撑→把千斤顶放到原支撑点→用千斤顶支顶钢支撑→焊断钢支撑与活络头的预应力固定焊板→千斤顶逐步回油卸力→移走千斤顶→钢支撑和活络头连接牢固10→主吊卷筒制动、起吊钢支撑→吊至地面→循环使用工作平台卸力.起吊1.脚手架支托结构顶板钢支撑拆除示意图3.5安全技术措施（1）.起吊前检查钢丝绳固定情况，保证牢固，避免脱落伤人。（2）.钢支撑提升离开基座0.1m时应停下检查起重机的稳定性、制动的可靠性、钢支撑的平衡性、绑扎的牢固性、确认无误后，方可起吊。当起重机出现倾覆迹象时，应快速使钢支撑落回基座。（3）.移动过程要缓慢，司机看好基坑情况，避免钢支撑刮碰结构顶板、冠梁等。（4）.电焊工人持证上岗，穿戴好防护罩、防护手套、绝缘鞋，所有工作人员必须戴安全帽，基坑工作人员必须系安全带，避免跌落。（5）.作业时，吊车起重臂下、回旋半径以内严禁站人，重物不得超越驾驶11室上方，也不得在车前方起吊。（6）基坑必须配备安全监督员一名，运重物时人员统一指挥、起落一致，上下密切配合，避免发生以外。（7）切割焊和吊运过程中工作区严禁过人，拆除的零部件严禁随意抛落，避免伤人。（8）六级以上风力，雨雪天严禁作业。4基坑开挖与钢支撑安装的配合施工4.1基坑开挖前的准备工作（1）做好安全预案，基坑开挖前准备一定数量的应急材料，作好基坑抢险加固准备工作。（2）沿基坑周边设置排水沟，截排地面雨水，保证基坑外地表水不流入基坑内。（3）清除基坑范围内的障碍物，修筑场内便道，保证场内运输道路畅通。（4）按工程监测要求，做好各种类型观测点的布置，并测定初始数据。（5）对钢筋、模板及钢支撑等进行加工备料，确保基坑开挖后能及时浇筑冠梁和安装钢支撑。（6）采用小型挖掘机进行挖掘，小型东风汽车短距离倒运，集中堆放用大车运出场地外。4.2基坑分段分层放坡开挖与钢支撑安装基坑开挖采用分段分层放坡开挖；分层高度则以满足钢支撑安装为控制标准，分层开挖至钢支撑设计高程后即进行支撑安装，基坑开挖采取纵向放坡。12基坑开挖横向放坡示意图基坑开挖纵向放坡示意图4.3基坑开挖的其它事项（1）开挖时须做好基底排水，开挖过程采用边开挖边排（降）水的方式（基13坑外降水与基坑内排水相结合）进行排（降）水，当挖至基底设计标高后，需沿基坑边（即围护桩脚）挖排水沟（截面150mm×150mm），并在适当位置设置临时集水坑（每施工段至少设置一个），及时抽排基坑内积水，确保开挖过程中土体和基底的干燥，保持基底岩（土）强度。（2）在基坑开挖过程中，若围护结构（主要是围护桩桩间）出现渗漏水则及时进行封堵。（3）基坑开挖至钢支撑设计高程后，及时进行钢支撑安装（包括施加预应力