北京地铁车站深大基坑支护及支撑体系施工方案

PAGEPAGE19第一章、编制依据和工程概况21.1编制及施工执行依据21.2、工程概况2第二章施工部署32.1项目管理组织机构32.3劳动力计划42.4主要工程数量42.5工期安排4第三章钢支撑施工工艺53.1土方开挖53.2钢支撑施工63.2.1钢支撑设计布置：63.2.2钢支撑施工准备：73.2.3钢支撑架设方法及流程103.2.5钢支撑拆除13第四章钢支撑监控量测134.1、支撑轴力监测布置134.2、轴力应变计埋设与安装144.3、轴力监测：15第五章质量保证措施155.1钢支撑稳定的保证措施155.2钢支撑的检验标准16第六章安全施工措施17第一章、编制依据和工程概况1.1编制及施工执行依据1、XX市轨道交通首都国际机场线工程施工图设计：《基坑支护结构》和《基坑支护结构》（变更A版）2、《岩土工程勘察报告》（2005地铁详勘J-1）3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）5、《建筑钢结构焊结技术规程》(JGJ81-2002)6、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）8、《建设工程施工现场供用电安全规范》（JG50194-93）9、《建设工程施工现场安全、防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》(DBG01-83-2003)10、国家和XX市有关施工的法律法规1.2、工程概况车站位于XX路东侧XX大街路北侧，东西走向，车站主体上下共四层，地下一、二层为站厅层，地下三层为设备层，地下四层为站台层。车站地面设4个出入口、3组风亭、一组冷却塔。车站起于XX，止于XX，主体采用明暗挖施工，从东向西依次分为：安全线（暗挖单跨单拱结构）、A区（单层暗挖双联拱）、B区（四层双跨矩形框架结构）、C区过折返线段、D（五层三跨矩形框架结构），具体见《XX站施工平面图》。明挖段B、D区明挖基坑深约28~26米，其中B区主要采用排桩—内支撑和锚索支护体系，桩长33.96米，共设4层横撑（换撑增加1道），东侧角撑4层、西侧角撑2层；C区基坑深6.5米，采用土钉墙支护，D区上部采用排桩锚索支护体系（5层锚索），下部采用排桩—内支撑、锚索支护体系（2层横撑和角撑）。具体见附图2、3。第二章施工部署2.1项目管理组织机构为保证钢支撑按期优质完工，将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合理安排机械设备和劳动力计划，监督落实计划中每个节点的实际完成情况，及时制定出相应有效措施，确保工程单项工期目标和质量目标的实现，项目部成立如下组织机构：2.2主要机械设备具体见机械设备一览表。机械设备一览表编号机械类型数量备注110t龙门1台216t吊机23150t液压千斤顶2台4电焊机5台5pc220挖掘掘机5台6自卸汽车10辆2.3劳动力计划生产、技术管理人员：6人；设备操作人员：6人；普工：30人；电工：2人；钢筋工：6人；测量工：2人，共计52人。为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为三个作业队，即钢支撑加工作业队、钢支撑安装作业队、土方开挖施工作业队，进行默契配合，交叉流水作业。2.4主要工程数量主体基坑钢支撑及钢围檩主要为Ф600钢管、I45c工字钢、钢板t=20及t=12，其总量为钢管约592.4t、工字钢约310.5t、钢板约120t、基它材料约45t。2.5工期安排钢支撑安装是在护坡桩施工后进行，计划于2006年5月10日开始架设，至2006年7月30日结束。第三章钢支撑施工工艺3.1土方开挖土方开挖原则：竖向分层，纵向分段，中部拉槽。根据钢支撑、锚杆设计位置及现场实际等情况，拟将基坑竖向分6层，竖向分层高度根据支护结构尺寸以及挖掘机开挖能力确定。钻孔灌注桩和降水施工结束后，首先进行土方开挖工作，其中B区土方开挖纵向分六层进行，第一层为现况地面至冠梁底，开挖深度约为2.0m，完毕后开始进行帽梁、挡墙的施工，施工第一道钢支撑，钢支撑施工于冠梁上，中心位置为设计冠梁中心，标高为地表以下-1.5~2m，与此同时开始进行第二层中部拉槽，槽顶边沿距两边护坡桩内侧须留置2m宽的土台，拉槽坡度为1：0.5，，以利于挖掘机进行以下土方的开挖。开挖至第二道钢支撑下50cm，支设第二层钢支撑，第三、四道钢支撑施工相同。D区在标高23.4和18.4位置设置钢支撑，具体施工参考B区施工。施工注意事项：1.土方开挖时在中心槽处布置挖掘机进行开挖，避免挖土机械碰撞已经架设的钢支撑。2.沿围护桩两侧各留2.0m宽平台，充分利用其土体抗力保证围护结构的稳定，又可利用此平台及时进行封堵围护结构的渗漏水和喷锚施工，在钢支撑架设完毕后，进行下面一层土方开挖前再挖除预留平台部位的土方。3.基坑开挖过程中及时架设钢支撑，保证基坑正常开挖及保证在加载卸载过程中围护结构的受力符合设计。3.2钢支撑施工3.2.1钢支撑设计布置：XX车站主体明挖基坑围护结构分为B区和D区段，其中B区在基坑西侧设置5层角撑，东侧设置2层角撑，其余均为垂直横撑，基坑横撑共设置4层,纵向间距3.6米，每层设置12根横撑；支撑采用φ=600mm，δ=16mm的钢管。首道钢支撑撑在冠梁上，施工时注意预埋预埋件，其余采用钢围檩（钢围檩采用两根Ⅰ45c工字钢并放焊接）。D区基坑在标高23.4和18.4标高设置2层支撑，横撑间距3.3米，每层设4道；角撑四角全设，支撑采用φ=600mm，δ=16mm的钢管。钢支撑支撑轴力设计值和预加轴向压力具体值见下表。B区横支撑参数表支撑层数垂直支撑轴力（KN）45度角撑轴力（KKN）轴力设计值预加轴向压力轴力设计值预加轴向压力第一道撑（400.6）21680303112（东侧）第二道撑（355.2）448160627224（东侧）第三道撑（288.9）605200847280（东西侧侧）第四道撑（244、19.11）4220591140（西侧）换撑（17.664）420588D区横支撑参数表支撑层数垂直支撑轴力（KN）45度角撑轴力（KKN）轴力设计值预加轴向压力轴力设计值预加轴向压力第一道撑（233.4）7281001019140第二道撑（188.4）5921008281403.2.2钢支撑施工准备：支架、围檩、钢支撑活络头与固定端及装配件的加工、预埋1、腰梁支架安装：钢支撑腰梁支架采用L80X8角钢焊接三角支架而成，为增加支架的稳定性支架纵向采用角钢L100X10通长焊接连接。角钢支架通过M25膨胀螺栓锚固在既有围护桩上，支架每桩设置，每个支架设2个膨胀螺栓，上下中心间距300mm，具体细部尺寸见腰梁支架图。2、钢围檩：第一层钢支撑直接支撑于帽梁上，凿出帽梁上预埋件，与预埋钢板相焊接，以下各层钢支撑架设于钢围檩上，钢围檩采用Ⅰ45c工字钢两根并放，中心距22.4cm。工字钢桩侧为2.0cm厚的通长钢板；基坑侧焊接2.0cm厚加强钢缀板，腹板位置设置2.0cm后的加强肋板，每桩设置。围檩设钢支撑处焊接2.0cm厚加强钢缀板，腹板位置增加3道加强肋板。围檩角部采用一块20厚钢板直角弯折与钢围檩焊接。为防止钢围檩倾覆和减轻腰梁对支架的压力，采用Φ25钢筋通过锚固在围护桩M25膨胀螺栓与腰梁连接。3、钢支撑固定端：钢支撑固定端由两段组成，首段采用方形钢管（t＝20,L=260）与端头封板（450X450X20）焊接而成，用以增加固定端的刚度；施工时固定段通过端头封板与腰梁缀板焊接连接；方形钢管另一端通过焊接钢管法兰盘作为与钢支撑的连接端，钢管内部增设十字形加劲肋，固定端与钢支撑连接采用螺栓连接，具体细部尺寸见固定端构造图。4、钢支撑活动端：钢支撑活络端头由两段组成，首段采用对扣2个焊接槽型钢（310X135X20）与端头封板（450X450X20）焊接而成，槽型钢间距40mm，中间空隙用以穿设楔块；活络头通过端头封板与腰梁缀板焊接连接；另一段采用钢管焊接法兰盘作为与钢支撑的连接端，钢管内部焊接双室方钢管（t＝20,L=500）作为钢管内部的加强肋，两段通过承插连接，通过千斤顶加预应力穿设楔块固定，具体细部尺寸见活络端头构造图。5、在钢支撑活接头箱室两端各焊有千斤顶支托架，以便由千斤顶施加预应力，支托架采用1.2cm厚的钢板加工，主背钢板与钢管间（钢管外侧）每侧各焊有2道2.0cm厚的外肋板，以承受千斤顶方向轴力。由于钢支撑较长，需分段加工，现场组合。支撑运输前需对构件进行编号，运至现场进行拼装，组装为成型的单根钢支撑。3.2.3钢支撑架设方法及流程钢支撑架设与基坑土方开挖是深基坑施工密不可分的两道关键工序，支撑架设极具时间性和协调性，支撑架设的时间、位置及预加力的大小直接关系到深基坑稳定的成败。支撑架设必须严格满足设计工况要求。（1）钢支撑架设流程1、基坑开挖至第一层土下时，即帽梁下50mm后，立即放测出支撑位置线，凿出帽梁内的预埋钢板焊接活络头和固定端头，并开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台10t的龙门在基坑内架设，固定端与帽梁内钢板点焊，以防支撑水平滑动；活动端微调采用特制钢楔加塞施加预应力，方法：采用两台150t的油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，按照支撑设计预加轴力控制值，当压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。由于B区首道钢支撑无型钢支架，采用在冠梁预埋钢板上焊接槽型钢板，防止钢支撑掉落。2、第一层支撑安装完毕后，进行第二层土方的开挖，开挖至其底标高后，开始安装第二层钢支撑，工序内容与第一层大体相同，所不同是：1、型钢支架是与护坡桩采用膨胀螺栓相连；2、支撑两端与钢围檩相接，钢围檩要求必须与护坡桩密贴，在有间隙的地方用各种钢板塞紧。3、为保证角撑施加预应力时钢围檩不会水平移动，每层钢围檩在角撑位置设置抗剪凳,腰梁斜撑节点构造图如下：3、以下架设第三道及第四道钢支撑，施工工序及方法与第二道钢支撑相同。各道钢支撑架设流程见框图。钢支撑组拼钢支撑组拼吊装钢支撑施加预加力楔块锁定安设牛腿钢围檩施工监测钢支撑架设流程图（2）钢支撑架设方法1.每节段分层开挖至钢支撑架设的高度后，立即放出支撑位置线。2.护坡桩上钻孔安装型钢支架和加工好的钢围檩。钢支撑两端的钢围檩应保持同一水平位置。3.将钢支撑活络头和固定端头与钢支撑端头板采用螺栓连接，组装成为成型的单根钢支撑。4.用龙门吊吊放钢支撑到型钢支架。校准位置后将活络头和固定端焊接在钢围檩缀板上固定。5.为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在对钢支撑施加预应力前先将钢支撑自重挠度校正至水平。6.在三角形钢支架下方焊接防坠钢板及千斤顶支托板，完成施加预应力前的各种准备。7、在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，按照支撑设计预加轴力控制值，当压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧固定。3.2.4确保钢支撑稳定的技术措施①钢支撑拼装过程a.钢支撑在拼装时，轴线偏差在2cm之内，并保证支撑接头的承载力符合设计要求。钢支撑连接时必须对称上螺栓，按顺序紧固。要有钢支撑支托措施，同时用于微调的钢楔也要串联，防止坠落。b.钢支撑安装前一定要检查钢管的垂直度，若不垂直要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上，并且紧固好，必要时可在钢支撑中部架设临时支撑，确保钢支撑吊装上就只有很小的自重下挠度，便于加预应力固定。c.所有钢支撑装配件的钢板加工以及钢管焊接加工都必须双面满焊。在有内肋板焊接过程中无法双面焊接的，宜采用坡口焊接方式。②基坑开挖过程采用中心挖槽法或小挖掘机开挖钢支撑附近土方，防止机械碰撞支撑；采用人工配合小型机具开挖护坡桩附近土方，严禁机械开挖碰撞钢支撑和护坡桩。3.2.5钢钢支撑拆除除（1）钢钢支撑拆除除步骤最下层钢钢支撑等到到车站底板板结构施工工完毕且砼砼达到强度度后进行换换撑，待边边墙和顶板板施工完毕毕且砼达到到强度后拆拆除，以此此向上，待待顶板施工工完毕后逐逐步拆除上上一道钢支支撑。（2）支支撑拆除方方法钢支撑撑拆除应随随车站结构构施工进程程分段分层层拆除。用用龙门或汽汽车吊将钢钢支撑托起起，在活动动端设2台150t千斤顶，施施加轴力至至钢楔块松松动，取出出钢楔块，逐逐级卸载至至取完钢楔楔，最后将支支撑吊出基基坑。第四章钢支撑撑监控量测4.1、支撑轴力监测测布置支撑轴力测点布布置见附图图四。4.2、轴力应应变计埋设设与安装应变计安装示意意图1、安装时按图套套上标准芯芯棒，两端端外侧面必必须与安装装架外侧面面齐平，然然后用扳手手拧紧两只只M10螺钉。2、将装好标准芯芯棒的安装装架焊接在在钢支撑表表面（选好好的安装点点）,一般电焊焊在支撑的的两侧面对对称焊上，最最好是支撑撑的轴线两两侧各焊一一只。焊接接时应变计计必须与支支撑轴线平平行，最好好是重合。标标准是电焊焊牢固即可可，焊点在在安装架的的两侧面与与支撑的结结合处。3、松开两个M110螺钉，从从一端取出出标准芯棒棒，再把标标准芯棒装装入另一付付安装架内内继续进行行下一只的的安装焊接接。4、待本次安装架架全部焊接接完毕后，此此时早已焊焊接的安装装架也已冷冷却，就可可以进行应应变计的正正式安装了了，安装时时把应变计计从一端慢慢慢的推入入安装架内内，到位后后再把两只只M10螺钉拧紧紧即可。此此项应注意意以下两个个问题：=1\*GB2⑴、把应变计推入入安装架时时必须注意意：=1\*GB3①、千万不要让应应变计弯曲曲变形，要要平稳的推推入。=2\*GB3②、千万不要让应应变计扭转转变形，要要在自由状状态下推入入。=3\*GB3③、应变计到位后后必须与安安装架的两两端外侧面面齐平。=2\*GB2⑵、拧紧M10螺螺钉时必须须注意：=1\*GB3①、接上频率读数数仪，在拧拧紧前测一一次频率值值（f1）。=2\*GB3②、拧紧M10螺螺钉时必须须观测应变变计的频率率值（f2），此时频频率应控制制在f2=f1±100HHz之内，两两只螺钉应应相应地慢慢慢的拧入入，直至拧拧紧为止，千千万不能拧拧紧一只后后再拧另一一只。若是是超过f2时，可松松开M10螺钉，把把应变计轻轻轻转动一一个方向后后再拧紧螺螺钉，如此此反复，直直至把f2完全控制制在规定范范围内。E、应变计安装完完毕后，记记下安装时时的零点频频率值及当当时温度值值即可。4.3、轴力监监测：支撑轴力根据设设计确定，设计轴力值的80％确定为警戒值。；第五章质量保保证措施5.1钢支撑稳稳定的保证证措施1.基坑开挖应严格格遵守“分层开挖”的原则，支支撑架设与与土方开挖挖密切配合合，开挖时时采用中心心挖槽法开开挖钢支撑撑附近土方方，以防止止机械碰撞撞支撑；采采用人工配配合小型机机具开挖护护坡桩附近近土方，严严禁机械开开挖碰撞钢钢支撑和钻钻孔灌注桩桩,土方挖到到设计标高高后及时架架设钢支撑撑并施加预预应力，减减少无支撑撑暴露时间间。2.钢钢支撑的稳稳定性是控控制整个基基坑稳定的的重要因素素之一，其其架设必须须准确到位位，并严格格按设计要要求施加预预应力，尤尤其注意斜斜撑的稳定定性，在斜斜撑作业时时，安装每每一环节均均要做到精精心作业，同同时钢围檩檩在制作、安安装过程中中也必须保保证其稳定定、强度及及变形的要要求，另外外，从基坑坑钢支撑架架设至拆除除的整个施施工过程中中，须对钢钢支撑严格格监测，确确保其稳定定性。3.钢支撑安装时，轴轴线偏差≤5cm，并并保证支撑撑接头的承承载力符合合设计要求求。钢支撑撑连接时必必须对称上上螺栓，按按顺序紧固固，同时为为防止钢支支撑在施加加轴力时产产生过大的的挠度，在在施加轴力力前先将挠挠度校正至至水平。3..钢支撑安安装前一定定要检查加加工成型的的支撑是否否垂直，不不垂直的要要进行矫正正；然后将将钢支撑安安装在牛腿腿上支座上上，并且紧紧固好。5.2钢支撑撑的检验标标准1、外观检查标准准型钢钢项目允许偏差（mmm）截面几何尺寸±4钢支撑侧弯矢高15扭曲h/250且<<10.00翼板对腹板的垂垂直度h/100且<<3.0端部连接板对腹腹板的垂直直度32、支撑撑构件的安安装标准项目允许偏差（mmm）同一横撑中间及及两端顶面面任意两点点的高差5.0横撑对定位轴线线的整体偏偏差50.0横撑整体直线度度±20.03、施施加预应力力质量检验验评定标准准项目允许偏差（mmm）横撑预应力施加加后轴线偏偏移504、钢钢支撑的挠挠度要求钢钢支撑的挠挠度控制是是支撑架设设与使用过过程中的关关键环节，预预应力施加加过程中一一定要注意意观测，如如果超出允允许范围，应应及时卸荷荷，调整处处理后方可可继续时施施工。钢支支撑的挠度度不应大于于1/4000的支撑长长（不含初初始变形）。根根据本基坑坑宽度等因因素综合考考虑定为55cm。第六章安全施施工措施钢支撑撑的稳定性性是控制整整个基坑稳稳定的重要要因素之一一，其架设设必须准确确到位，并并严格按设设计要求施施加预应力力，并注意意观测其变变形，另外外，从基坑坑钢支撑架架设至拆除除的整个施施工过程中中，须对钢钢支撑严格格监测及防防护，以确确保其稳定定性。为此此，特制定定以下措施施。1、进进入施工现现场人员一一律戴安全全帽，并接接受入场教教育。2、对对施工人员员加强安全全施工的教教育，定期期进行安全全检查专业业安全检查查。