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钢支撑施工方法

围护结构采用钢支撑配合围护结构。基坑两端采用共4层砼支撑+一层为导撑,其中砼支撑截面为*及*;围檩采用混凝土腰梁,截面为*、*、*。中段基坑钢支撑1层砼支撑+2层钢支撑+1层为导撑,其中钢撑采用φ、t=20mm的钢管支撑,围檩采用双拼H型钢(HN**13*24)组合钢结构。

1、钢支撑架设工艺流程

图1-1钢支撑施工工艺流程图

2、钢支撑与钢腰梁制作

根据实际情况,钢支撑结构设计采用一端为固定端,另一端为活动端,中间钢管的接长采用法兰连接。活动端与钢管的连接通过法兰连接。除加工标准长度外,配备部分长度不同的短节钢管,以适应基坑因施工偏差引起的断面宽度变化及斜撑长度要求。钢管标准段部分在工厂加工,其余均在现场加工拼接。钢腰梁现场分段加工焊接,安装时在基坑内拼装、焊接连成一体。现场加工钢腰梁按钢结构施工验收规范进行验收。

3、钢腰梁安装

(1)三角托架安装

当土方开挖至钢腰梁底标高以下mm时,先安装钢腰梁三角支撑架,每m安装一个三角支撑架。三角支撑架安装要牢固,顶面调整在同一水平面后焊接通长的连接角钢,以确保钢腰梁的稳固。

三角支撑的固定:胀杆螺栓采用M20杆长mm,用钻机在连续墙上打孔,孔深不小于mm,孔径25mm,然后将膨胀螺栓插入孔内,安装三角架拧螺母使螺杆伸出将胀杆螺栓固定牢固。

图3-1腰梁托架节点示意图

(2)钢腰梁安装

围檩安设根据开挖参数分段进行,当土方开挖至分层设计标高以下0.5m时,准确测量支撑中心定位标高,根据设计图纸沿基坑纵向按每桩安装三角托架,根据围檩底面标高定位三角托架顶面标高,三角托架顶面标高定位精度满足规范要求。

三角托架安装完毕后,随即进行围檩安设。考虑远端起重作业和钢支撑架设的作业要求,采用t履带吊进行围檩安设。围檩就位后,按钢结构拼接规范要求,将后期架设的围檩与前期架设的围檩焊接成整体共同作用,围檩拼接接头位置避开支撑中心。

三角支撑架安装完毕经验收合格后,吊装钢腰梁。腰梁应水平放置,腰梁水平中线应与支撑轴线在同一水平面上。

在基坑内拼装、焊接连成整体。钢腰梁与围护结构之间的空隙用钢楔被紧,其它空隙可用C30细石混凝土填嵌密实。

图3-2型钢腰梁拼装图

4、钢支撑安装

基坑开挖到钢支撑设计标高以下0.5米,开始安装架设钢支撑。第二道与第三道钢支撑在支撑范围内均支撑在围檩上。考虑钢支撑安装后土方开挖及运输机械的通道,从每层开挖面的中部预先拉槽,槽的高度以上一层钢支撑底部下6m控制,两侧留2-3m宽的平台,作为护墙土体。

钢支撑采用法兰连接,每根钢支撑的安装轴线偏心不大于20mm;钢支撑拼装时应相互错开螺母连接方向,并应在平整地方进行拼装,采用对角和分级分序将螺母扳紧,使各螺栓受力均匀。经检查合格的钢支撑应按部位进行编号,以免用错。

钢腰梁(冠梁钢垫板)验收合格、钢支撑试拼装符合设计要求后,每根钢支撑进行整体吊装。

在钢支撑的两端和钢腰梁(冠梁预埋钢板)上对应位置画出十字轴线,每根钢支撑标明编号。在钢腰梁安装验收合格后,应分根先安装斜支撑,后安装直支撑,吊放钢支撑时,钢支撑的固定端与活动段纵向应诸根交替间隔布设。调整钢支撑两端十字轴线与钢腰梁(冠梁预埋钢板)十字轴线吻合,以确保钢支撑在同一水平面上。土方开挖至设计标高后,钢支撑应当在24h内安装到位,并施加预加压力。

钢支撑吊装主要采用T履带吊吊装,钢支撑移到相应安装部位后,缓慢的将钢支撑安放在围檩的托架上。钢支撑吊装到位后,先不松开吊钩,将一端的活动头拉出顶住钢围檩,再将2台T液压千斤顶放入顶压位置,为方便施工并保持千斤顶加力一致,2台千斤顶用托架固定。液压千斤顶在施工时应平衡顶压,保持千斤顶的轴力方向与支撑的中线平行。

调整好标高后,然后用两台千斤顶在活动端按级差50kN逐级施加预应力,施加预应力值按设计要求至无明显衰减时停止,以液压表读数计算预加力为控制依据。

图4-1钢支撑活动端节点示意图

(1)钢支撑施加预压力措施

a钢支撑预压力施加选用t双作用液压千斤顶两台,顶力为t,缸径为mm,活塞杆直径mm,镐长mm,宽度mm,高度mm。

b施加预应力的机具设备及仪表由专人使用和管理,定期维护校检。

c支撑安装完毕后,及时检查各节点的连接状况,经确认符合要求后方可施加预压力。

d预压力的施加在活动端两侧同时进行,由专人统一指挥,以保证施工达到同步协调。

e预压力的后背座在活络头子上的焊接钢板上,位置见活络头子制作图。

f按照设计预压力值分级施加,重复进行,直至设计值时,检查各接点情况,必要时进行加固,带额定压力稳定后予以锁定。

g当逐根加压时,应对邻近的支撑预压力采取符合。

(2)钢支撑施加预加轴力值

表4-1轴力设计值与预加值

5、安装技术要求

(1)钢支撑安装平面上要求轴线在同一水平面上,竖向要在同一断面上。

(2)钢支撑分节拼装时两端法兰盘螺栓按对称顺序同时拧紧,以确保钢支撑受力均匀。

(3)施加预应力后嵌入的钢楔用6.5钢筋焊接串联在一起,以防个别钢楔脱落。

(4)下层土方开挖过程中,严禁挖掘机碰撞钢支撑;下层钢支撑安装过程中,严禁碰撞上层已安装好的钢支撑;结构施工过程中,机械设备严禁碰撞钢支撑,或利用钢支撑作为受力构件。

(5)随开挖进行,先安装角撑,再进行标准段支撑安装,安装之前需在支撑下纵向拉槽,便于下一步土方作业的进行及已安装钢支撑的安全。

(6)相邻支撑的固定端与活络端不能在同一侧。

(7)钢支撑安装后的防滑脱措施:钢支撑架设完毕后,为了保证其不滑脱坠落,需要在每根钢支撑的两端用钢丝绳缠绕,钢丝绳接头用U型卡扣与钢围檩固定板锁死。

6、钢支撑防坠落措施

1、钢托架

(1)严格按图纸施工腰梁三脚架及防坠落措施,做法如下图;[A1]

图6-1钢支撑防坠落措施图

(2)混凝土腰梁和钢腰梁结合的处理

设计图纸中明确标注钢腰梁H型钢锚入混凝土腰梁内不小于mm,如下图所示:

图6-2钢腰梁与砼腰梁连接大样图

(3)采用机械开挖土方时,严禁机械开挖碰撞钢支撑、钢围檩等。

(4)当支撑轴力超过警戒值时,立即停止开挖,加密支撑,并将有关数据反馈给设计部门。

(5)支撑拼接采用扭矩扳手,保证法兰螺栓连接强度。拼接好支撑须经质检工程师和监理工程师检查合格后方可安装。对千斤顶、压力表等加力设备定期校验,并制定严格的预加力操作规程,保证预加轴力准确。

(6)钢支撑加工完成后,由质量人员及监理现场对安装完毕的钢腰梁、牛腿、加工好的钢支撑、槽钢联梁、剪刀撑等进行检查验收,保证各项技术要求合格后,方可吊运安装;安装前由工长对机械的安全操作规程及注意事项进行交底,并由机械技师对所有机械性能进行检查,合格后方可使用。

(7)钢支撑跨度较大,活荷载对其影响较大,严禁在其上站立或行走,堆放材料物品,防止钢支撑受附加荷载及振动失稳,并保证人员安全。

(8)钢支撑施加应力时,油压千斤顶应采取措施进行临时固定,防止在受力过大时位移过大而坠落。

(9)基坑开挖支护时,若基坑变形过大,为预防钢支撑坠落,在预应力施加完成后,采取将固定端点焊在端头支撑槽钢托架上方的防脱落措施。

2、钢丝绳

为防止钢支撑发生脱落下坠等突发情况,消除安全隐患。在每到钢支撑的活络端和固定端正上方约2米的地下连续墙位置打入膨胀螺栓。安装示意图如下图所示:

上图仅为示意,在活络端和固定端均设置防坠落钢丝绳。为保证钢支撑防脱落钢丝绳绳卡安装规范有效,在安装时特按下图进行安设。

钢丝绳绳卡布置图钢丝绳绳卡应配套使用,绳直径在10mm以下时,绳卡应不少于3个,10-20mm时应不少于4个。绳卡之间的排列间距一般为钢丝绳直径的6~8倍左右,绳卡要一顺排列,将U形环部分卡在绳头的一面,压板放在主绳的一面。

钢丝绳夹头在使用时应注意以下几点:

a)卡子的大小要适合钢丝绳的粗细,U形环的内侧净距,要比钢丝绳直径大1~3mm,净距太大不易卡紧绳子。,容易发生事故。

b)上夹头时一定要将螺栓拧紧,直到绳被压扁1/3~1/4直径时为止,并在绳受力后,再将夹头螺栓拧紧一次,以保证接头牢固可靠。

c)夹头要一顺排列,U形部分与绳头接触,不能与主绳接触。如果U形部分与主绳接触,则主绳被压扁后,受力时容易断丝。

7.4.5.7钢支撑轴力损失补偿措施

(1)为了补偿预加轴力过程中轴力的损失,实际预加轴力应在设计预加轴力的基础上提高10%的轴力。

(2)减少温度应力对预加轴力的影响,在气温较低的时候对钢管支撑施加预应力。

(3)钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握,土方开挖时应分段分层,严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。

(4)随着基坑开挖逐渐向下延深以及受下道支撑施加轴力的影响,上道支撑的应力可能会减小,所以必须根据监测提供的压力值和现场的实际情况及时进行复顶,直到达到设计要求。

7、钢支撑倒撑施工

(1)倒撑情况

倒撑采用φ、t=20mm的钢管支撑。底板结构施的混凝土强度达到设计强度%,拆除第四层钢支撑,及时架设倒撑。

(2)预埋

倒撑均设置在外墙上,结构外墙施工期间需在外墙预埋钢板。预埋做法如下图:

图7-1直撑预埋钢板图

图7-2斜撑预埋钢板图

(3)注意事项

钢支撑拆除应随主体结构施工进程分段拆除;拆撑前由实验部门实测前段混凝力强度(采用回弹仪实测或同条件养护试件强度报告),达到要求后报监理,方可进行拆撑施工。

用悬索将钢支撑用钢丝绳悬吊保护,防止脱落而危及基坑安全。割断塞实的铁板,钢楔块松动,取出钢楔块,逐级卸载至取完钢楔。用吊车将钢支撑轻放到结构板上,分解拆除,最后用叉车配合吊车将支撑吊出基坑,对钢围檩必须先悬吊再切割。

对钢支撑拆除过程中附近出现的异常现象要密切注意,必需时立即停止施工,及时反馈信息,确保钢支撑拆除的安全施工。换撑需在结构达到设计强度%进行。

8、安装质量标准

(1)同层支撑中心标高差不大于±30mm。

(2)支撑构件两端的标高差不大于20mm及支撑长度的1/。

(3)支撑构件的挠曲度不大于支撑长度的1/。

(4)支撑水平轴线偏差不大于30mm。

(5)每次开挖和支撑到位时间控制在12~36小时之间。

9、钢支撑拆除

钢支撑的拆除在基坑工程整个施工过程十分重要,必须严格按照设计要求的程序进行拆除,遵循“先换撑,后拆撑”的原则。

按照设计要求在对应板层混凝土达到设计强度、回填密实或换撑实施后才能拆除钢支撑。在钢支撑拆除过程中,加强对围护结构的监控量测,出现异常,及时处理。

拆除顺序为:拆除时用起重机将钢支撑吊紧,在活动端设两台千斤顶,施加轴力至活动端松动,用气割方法拆除挡板,逐级卸载,再吊起钢支撑。

钢支撑拆除时,用汽车吊将钢支撑吊紧,在活动端用千斤顶施加轴力至钢楔块松动,取出钢楔块,逐级卸载,再吊起钢支撑。避免预加力瞬间释放而导致结构局部变形、开裂。钢支撑整根拆除,拆除后转运至指定位置集中存放。

两台千斤顶加压同步,使钢支撑对称均匀受力。

端头先拆除角撑,再拆除直撑,拆除过程中严密注意基坑变形监测。

钢围檩在支撑拆除后进行,拆除方法以支撑相似。

在钢支撑拆除过程中,加强对围护结构的监控量测,出现异常,及时处理。




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