明挖厅钢支撑架设方案

1、明挖法基坑钢围檩、钢支撑架设施工技术研究技术报告XXXX集团有限公司二一四年十月 目录1、概况41.1工程概况41.2工程地质与水文41.3钢支撑安装布置52、基坑开挖风险分析53、基坑开挖过程控制64、钢围檩、钢支撑架设64.1三角托架64.1.1制作64.1.2安装74.2、钢围檩73.2.1制作74.2.2安装84.3钢支撑94.3.1进场拼装94.3.2安装105、轴力计安装与轴力监测126、钢支撑、钢围檩拆除127、安全技术措施138、结束151、概况1.1工程概况XXXX站为明、暗挖结合三四层分离岛式车站，外挂两个设备用房区，25岛式站台。车站中心里程为DK13+551.593，车

2、站全长174.3m。车站共设4个出入口（预留一个），两个风道，一个活塞风井。设备用房区1(1号明挖厅)长度为52.4m，宽19.7m，顶板覆土约1.3m。其中加深段长度11.2m，底板埋深约31.5m，结构采用四层双跨钢筋混凝土矩形框架结构；标准段长度41.2m，底板埋深约22.6m，结构采用三层双跨钢筋混凝土矩形框架结构。设备用房区2（2号明挖厅）长度64.1m，顶板覆土约1.8m。其中加深段长度26.6m，宽度15.7m，底板埋深约30.3m，结构采用四层双跨钢筋混凝土矩形框架结构；标准段长度16.3m，宽度15.7m，底板埋深约23.3m，结构采用三层双跨钢筋混凝土矩形框架结构；风井段长

3、度21.2m，宽度8.5m，底板埋深约23.2m，结构采用三层单跨钢筋混凝土矩形框架结构。外挂设备用房区结构采用明挖法施工，围护结构采用地下连续墙+内支撑型式。1.2工程地质与水文本站地貌为马栏河阶地，表覆第四系全新统填土层，其下为第四系全新统冲洪积卵石，下伏震旦系五行山群长岭子组强中等风化碎裂岩和钙质板岩，碎裂岩母体为钙质板岩，该段断裂、断层发育，岩石挤压破碎严重，节理裂隙发育极发育，地层自上而下依次为素填土、卵石、强风化碎裂岩、中风化碎裂岩、强风化钙质板岩、中风化钙质板岩。地勘资料显示，车站范围内上覆素填土，粘土为主，混10-30%角砾、碎石，层厚0.55m，具中等透水性；卵石层，一般颗粒

4、20-80mm，含量50-70%，余为圆砾和中粗砂，层厚1.5m9.6m，透水性强，渗透系数K=4060m/d，；下伏钙质板岩：强风化钙质板岩薄层状构造，裂隙发育，浸水可软化崩解，在站内普遍分布，层厚0.75m；中风化钙质板岩，层理和节理裂隙较发育，分布在车站下部，为较软岩。地下水按赋存条件主要为卵石层潜水及基岩裂隙水。潜水主要赋存于卵石层中，基岩裂隙水主要赋存于中风化白云质灰岩的裂隙及溶隙中。设计勘察期间地下水位埋深2.4m4.0m，水位高程6.367.78m，具承压性。主要补给来源为马栏河以及大气降水。车站上覆素填土具中等透水性，卵石层具强透水性，强风化钙质板岩具有中等透水性。1.3钢支撑

5、安装布置（以2号明挖厅为例）2、基坑开挖风险分析2.1基坑周边存在大量居民楼和管线，基坑变形会对附近居民楼以及管线产生严重影响。2.2基坑开挖前，在基坑周边及建筑物附近布置地面沉降点，随着基坑开挖的不断进行，不断对沉降观测点进行监测，实时掌握地表沉降信息。2.3基坑内钢支撑以及混凝土支撑的轴力检测，是基坑变形的第一手资料。2.4钢支撑在安装过程中要进行施加预应力，按照设计图纸预应力施加要满足设计要求。2.5基坑内土方要及时外运，在基坑两侧堆积土方，会对基坑形成挤压。2.6水文地质条件，大雨会对开挖面的渣土形成冲刷，导致土体失去自稳能力。2.7地下水的渗漏，对基坑两侧不停地冲刷，会在地下形成水土

6、流失的空洞，面积过大会造成突变。3、基坑开挖过程控制基坑开挖应分层分段进行，当开挖至钢支撑轴线位置以下0.5m时开始安装钢支撑，托架安装处可适当开挖加深，满足托架安装深度要求。基坑开挖至设计标高后及时安装本层的钢支撑，形成对已开挖基坑的支护体系，保证基坑开挖的安全。钢支撑体系完成后方可进行下层土方的开挖，遵循“先支护、后开挖”的原则，基坑开挖过程中不得超挖。钢支撑安装顺序为先安装中间对撑，然后安装两边的对撑，最后安装斜撑支护。基坑开挖至基底时，预留300mm厚的土层采用人工开挖，避免机械开挖对基坑土层的扰动，保证基底土层的稳定性。4、钢围檩、钢支撑架设4.1三角托架4.1.1制作钢围檩腰梁的安

7、装需要依托三角托架的支撑作用。三角托架由L100*10mm的角钢焊接而成。三角托架设计如图所示： 截取两段长为600mm长的角钢，一段长650mm的角钢。取其中一段600mm长的角钢，在距离两端100mm的地方和中间部位，采用钻机各钻一个16mm的圆孔（此段角钢作为与地下连续墙的连接部分）。将两个600mm长的角钢端头处成90焊接，采用双面焊，将650mm长的角钢焊接支撑在已经焊接完成的角钢内侧，形成一个具有稳定性的三角托架。三角托架的水平长度是依据钢围檩腰梁的横断面长度进行确定，三角托架水平长度应当大于钢围檩腰梁断面长度200mm以上。4.1.2安装 三角托架制作完成后依据钢支撑的设计标高，

8、推算出三角托架的标高位置。用钻机在地下连续墙上打设16mm螺栓孔，采用M20的膨胀螺栓将三角托架与地下连续墙进行连接，三角托架的安装间距为1.2m，每层三角托架都按照此距离进行安装。同一层三角托架的位置要保持水平，不能出现大的落差，保证钢围檩安装的水平性。4.2、钢围檩3.2.1制作钢围檩可委托具有相应资质的单位进行加工，也可自行购买工字钢原材进场后自行加工。钢围檩的设计如图所示：钢围檩腰梁采用双拼45C工字钢焊接而成。工字钢两翼外侧各焊接一块20mm厚的钢板，45C工字钢外侧设20mm厚加肋板,间距560mm，距离端头200mm；确保加肋板、钢板与工字钢间焊缝的宽度和长度，焊缝要饱满，钢围檩

9、截面尺寸为490*350mm，分段加工，每段长度取6m，基坑转角部位根据实际丈量长度加工，每段钢围檩靠近两端的位置各焊接一个吊耳，方便日后吊装使用。4.2.2安装钢围檩安装时采用吊车将钢围檩放置在已经安装好的三角托架上，并贴近地下连续墙。钢围檩背后进行回填砂浆并进行抹平，保证钢围檩与地下连续墙紧贴、密实。相邻两块钢围檩之间用同宽度的钢板进行焊接，焊接饱满。每段钢围檩截取4块长100mm的角钢，在角钢的两侧板上分别打设一个20mm的孔，用于穿膨胀螺栓和“S”型弯钩，在每段钢围檩的上部的地下连续墙上打设四个16mm的孔。分别将四个膨胀螺栓穿于角钢并打入地下连续墙之中，将其固定住，在钢围檩上焊接4个

10、“U”弯钩，并用2个“S”型弯钩将OO型花篮螺丝对拉住。具体安装如图所示：“S”型弯钩和“U型”弯钩由16的圆钢加工而成，加工长度可根据现场实际情况进行调整。4.3钢支撑4.3.1进场拼装钢管支撑由厂家进行加工，加工完成后运至现场进行拼装。一榀钢支撑由活络端、固定端和中间节组成，各节由M24*70mm高强螺栓进行连接，钢管支撑由=609焊接钢管组成。钢支撑在安装前预先在现场进行试拼装，待试拼装满足要求后方可进行钢支撑的安装。钢支撑试拼装时各段钢管支撑的轴线必须保持在同一轴线，焊接管端头与法兰盘焊接处，法兰端面与轴线垂直偏差控制在1.5mm以内，每根钢支撑的安装轴线偏心不得大于20mm。螺栓安装

11、时对称安装，不得同一方向安装，所有安装完成的螺栓必须拧紧。钢支撑的活络端焊接2块2cm厚的“L”型钢板，长边的长度为15-20cm，短边得长度为5-10cm，“L”型钢板的长边在钢支撑安装时搭在钢围檩上，短边与钢支撑焊接，钢支撑的固定端焊接2块2cm厚100mm*50mm的钢板，搭在钢围檩上。吊装钢支撑时，用2根钢丝绳分别放在靠近钢支撑固定端的五分之一位置和五分之三位置，钢支撑的活络端略微向上倾斜，在活络端的端头用结实的绳子拴住，人工调整活络端的方向。先将钢支撑固定端的“L”型钢板搭在钢围檩上，固定端端头与钢围檩密贴，再将活络端固定“L”型钢板搭在钢围檩上 。4.3.2安装基坑钢支撑的安装顺序

12、为先中间，后两侧，先对撑，后斜撑。支撑在土方开挖至设计标高后及时安装，并按设计要求施加预应力。预应力应分级施加，重复进行，加至设计值时，应检查各节点连接状况，必要时对节点进行加固。每榀支撑安装时，用2台具有计量装置的100T千斤顶（千斤顶在使用前到实验室进行校核）分别顶在活络端端头的两侧。钢支撑预加轴力为设计轴力的50%，钢支撑轴力施加分三次进行，第一次施加轴力应达到设计要求的30%，压力表读数稳定10分钟后，进行第二次加压；第二次施加轴力达到设计要求的40%，压力表读数稳定10分钟后，进行第三次加压；第三次施加达到设计要求的60%并停止加压，压力表读数稳定10分钟后，加压至100%。加压过程

13、中，当出现焊点开裂、局部压曲等异常情况时应卸除压力，在对支撑薄弱处进行加固后，方可继续施加压力。施加压力达到设计值后塞紧钢楔块，拆除千斤顶。全部施加轴力完成后，再次对钢支撑进行检查，确保支撑稳固。对钢支撑，当夏期施工产生较大温度应力时，应及时对支撑采取降温措施。当冬期施工降温产生的收缩使支撑端头出现空隙时，应及时用铁楔将空隙楔紧。 围护结构受力计算按“增量法”原理，分阶段采用“北京理正基坑计算软件”进行计算。经计算分析，2号明挖厅深基坑墙体最大弯矩1421.38KN.m，围护结构最大水平位移值为21.24mm，小于0.15%基坑深度，且小于30mm，满足建筑基坑支护技术规程（DB11/489-

14、2007）。为减少地下连续墙体在基坑开挖过程中的位移和减少支撑轴力。第二、三、四道钢支撑横撑施加轴力设计如下：钢支撑施加轴力（KN）第二道钢支撑横撑200第三道钢支撑横撑300第四道钢支撑横撑300斜撑支护轴力应乘以系数（斜撑与基坑边的较大夹角a的sec a）。第一、五道支撑采用混凝土支撑。经计算分析，2号明挖厅浅基坑标准段墙体最大弯矩为702.76KN.m，围护结构最大水平位移18.9mm，小于0.15%基坑深度，且小于30mm，满足建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）.为减少地连墙体在基坑开挖过程中的位移和减少支撑轴力，第二、三、四道钢支撑横撑分别施加预轴力如下：钢支撑施加轴

15、力（KN）第二道钢支撑横撑200第三道钢支撑横撑300第四道钢支撑横撑300 斜撑时，预加轴力应乘以系数（斜撑与基坑周边的较大夹角a的sec a）。第一道支撑采用混凝土支撑。在钢支撑的的活络端和固定端分别用M16的钢丝绳进行拴住，将钢丝绳固定在连续墙的主筋上。在钢支撑两端端头的钢围檩上分别加设2根花篮螺丝，每侧一根，加强对钢围檩的固定，钢支撑安装完成后，不得随意让钢支撑承担附加荷载，保证钢支撑的稳定。钢支撑斜撑在安装时需要提前制作斜撑支座，斜撑支座与钢围檩进行焊接，钢支撑直接顶在斜撑支座上，斜撑支座主要由2cm钢板焊接而成。斜撑支座的整体样式成三角形，三角形的斜边与钢围檩焊接，直角边与钢支撑相

16、接。斜撑支座分三层水平钢板焊接，三块竖向钢板将水平钢板焊接连接，每层水平钢板之间隔各加设2块加强钢板。如图所示：斜撑支座安装完成后，方可进行钢支撑斜撑的安装，安装方法与对撑一样。钢支撑安装完成后及时用钢丝绳栓住，并固定在地下连续墙主筋上。 钢支撑安装完成 钢支撑细部做法钢支撑的检验标准项目允许偏差（mm）侧弯矢高15扭曲h/250且10.0翼板对腹板的垂直度h/100且3.0端部连接板对腹板的垂直度3 钢支撑安装位置允许高程偏差50钢支撑安装位置水平间距100拼装后两端支点中心线偏心20安装后总偏心量50横撑预应力施加后轴线偏移5.05、轴力计安装与轴力监测钢支撑安装过程中，需要安装轴力计，保

17、证对基坑支撑体系轴力的变化及时了解，保证基坑安全。轴力计安装在钢支撑固定端的底座，将轴力计两端分别焊接2块钢板，钢板应适当大于轴力计的面积，保持轴力计位置与钢支撑轴线在一条线上。将一端钢板与固定端底座进行焊接，另一端在安装支撑时顶在钢围檩上，将轴力计的线引出至地面，记下轴力计的编号，读取初始值，每天对轴力进行监测，数据形成对比，及时掌握基坑变化。轴力计每层安装都需安装，安装位置在地连墙体受力较大的钢支撑上，对监测轴力重要的支撑，宜同时监测其两端和中间的沉降和位移，轴力计每层对应安装。轴力计安装位置示意图：频率读数仪测量轴力时，将测试仪的接头分别与轴力计2根线相接（颜色对应），测量时将两根线的接

18、头错开，避免接触，导致测量数据不准确。测量应多次进行，取测量数据的平均值作为本次测量的数据。测量完成后应在轴力计接头的位置做好警示标志，对接头进行保护，避免人为破坏。 钢支撑轴力计 频率读数仪 频率读数仪需要通过公式计算得出实际轴力大小，计算公式如下： Nc=K（02-i2）Nc钢支撑轴力值K读数仪标定系数0初始值i测得值6、钢支撑、钢围檩拆除支撑拆除应在替换支撑的结构构件达到换撑要求的承载力后进行。基坑结构实体施工至每层钢支撑的下方时，需要对实体结构混凝土强度进行试压，当混凝土强度达到设计要求的强度后，方可拆除上部的钢支撑、钢围檩。钢支撑拆除时，先将吊车的钢丝绳安装在钢支撑的两端，撤掉栓住钢

19、支撑的钢丝绳，然后2台液压千斤顶同时顶住活络端的两侧进行施压卸力，卸力应分段进行，不可一次性卸力。当钢支撑出现活动时，取出活络端的钢楔块，吊车将整根钢支撑略微提起，人工将活络端端头敲打缩回，然后吊出基坑。钢支撑拆除完成后拆除钢围檩，将吊住钢围檩的连接件全部割断，将吊车钢丝绳卡扣装在钢围檩的吊耳上吊出。钢支撑拆除过程中往往会出现千斤顶压力施加后，钢支撑无法拆除的现象。这是由于钢支撑长时间承受基坑压力，导致支撑压力达到最大值，千斤顶无法对支撑进行卸力。出现此种情况，需要对支撑两端的围檩背后回填物进行清理，增加支撑压力的最大值；如围檩直接作用在连续墙上，需要对连续墙面进行适当凿除，以便于支撑卸力。7

20、、安全技术措施吊车司机、指挥员必须持证上岗。严格遵守吊装“十不吊”的规定。钢支撑安装与挖土同时进行，必须特别注意安全。挖土机与吊放物停放位置应尽量避免吊杆回转半径相交错。支撑超长构件起吊时必须加强指挥，避免因惯性等原因发生碰撞事故。经常检查起吊钢丝绳损坏情况，如断丝超出要求立即更换。钢支撑吊装就位后，先不松开吊钩，将活络端拉出顶住预埋件，再将两台100t液压千斤顶放入活络端顶压位置，为方便施工并保持顶力一致，两台千斤顶制作专用托架固定为一整体，将其骑放在活络端上，接通油管后即可施加预应力，预应力施加到位后，在活络端中楔紧楔块，然后回油松开千斤顶，解开起吊钢丝绳。吊车司机工作时，只听地面上专门人

21、员指挥（并且只能有1 人指挥），但是无论什么人发出停车信号时均应停车，查明情况再开车。每日每次开车前，必须检查所有机械和电器设备是否良好，操作系统是否灵活，并按规定对设备进行保养和润滑。每班第一次吊运物品以使吊运接近额定负荷的物品时，司机应先将重物起重至不超过0.5m高度，然后下降到接近地面时制动。禁止超负荷使用。禁止倾斜吊运物品。禁止人随物品一起升降。土方开挖时,要按审批的施工方案中确定的标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防墙间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。钢支撑在运输过程中要注意交通安全，运输车尾应设置小红旗、警示灯等安全设备。不允许长时间吊重于空中停留，吊车吊装重物时，司机和地面指挥人员不得离开。交接班时，两个班