[钢支撑专项施工方案] 钢支撑施工方案

来源:汇报材料 发布时间:2019-10-13 08:42:07 点击:

一、编制说明

1.1.编制依据

(1)南宁东站综合交通枢纽一期工程(地下空间)-轨道交通换乘站工程招标文件。

(2)南宁东站综合交通枢纽一期工程(地下空间)-轨道交通换乘站工程主体工程围护结构施工图设计。

(3)南宁东站综合交通枢纽一期工程(地下空间)-轨道交通换乘站工程勘察报告的水纹地质、环境和管线探查资料。

(4)现行的主要施工规范、规程和标准。 1.2.编制原则

(1)全面响应施工合同,严格遵守施工合同所有条款;

(2)满足业主对质量、安全、工期、文明施工等方面的规定和要求,确保高效优质完成本标段内所有工程;

(3)综合考虑本工程特点、重点、难点采用先进、科学、成熟、有效的施工方案,并结合本投标人历年轨道交通施工经验,使施工组织设计具有合理性、全面性、实用性;

(4)本工程地长沙市主要街道,减少对周边环境的影响; (5)采用科学合理的监控措施和信息反馈系统指导施工;

1.3.编制范围

主要工程范围包括主体结构钢支撑架设及拆除。

二、工程概况

2.1. 工程位置

南宁东站综合交通枢纽工程(地下空间)-轨道交通换乘站工程是轨道交通1号线、7号线换乘车站,站址位于国铁南宁东站站房南侧地下,地铁1、7号线东西方向穿过东站南广场,2条轨道交通线平行换乘。

工程地处南宁市青秀区,位于凤岭北路以北、凤凰岭路以东,高坡岭路以西,地势东西高中间低,且起伏很大,最大高差达25m以上。 2.2.工程地质

场区范围属剥蚀丘陵地貌,覆盖层为第四系土层,其下为第三系半成岩,泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩。地层岩性分述如下:

(1)填土(Q4ml)

素填土①2层:灰黄色,以粉土为主,稍密,稍湿~湿,含砖渣、砾石、植物根。

填土层广泛分布于拟建车站的地表,厚度约为0.50~1.50m。 (2)第四系上更新统残、坡积层(Q3el+dl)

残、坡积层粘土、粉质粘土⑥1-1层:黄褐~褐红色,硬塑,粘粒含量高,切面光滑,手可捏断,韧性中等,干强度中等。

(3)第三系岩层(E)

第三系岩层(E)按不同岩性特性、状态分为6个亚层。

1)泥岩、粉砂质泥岩⑦1-1层:灰~青灰色,未成岩,呈硬塑土状,含锰质结核,岩芯呈短~中柱状,泥质结构,层理不明显,切面光滑,有蜡状光泽;干强度较高,遇水易软化,晒干易开裂。属于极软岩。

2)泥岩、粉砂质泥岩⑦1-2层:灰~青灰色,成岩程度较浅,成硬塑土状,含锰质结核,岩芯呈长柱状,泥质结构,层理不明显,切面光滑,有蜡状光泽;干强度较高,遇水易软化,晒干易开裂。属于极软岩。

3)泥岩、粉砂质泥岩⑦1-3层:灰~青灰色,成岩程度较深,土状光泽,岩芯呈长柱状,泥质胶结,硬度较小,局部夹少量碳质泥岩,切面光滑,手捏具有滑腻感;干强度较高,遇水易软化,失水易开裂。属于极软岩。

4)粉砂岩、泥质粉砂岩⑦2-1层:灰黄~青灰色,尚未成岩,呈中密砂土状,含少量铁锰质结核,含粉砂较多,用清水回转钻进,取上岩芯呈粉细砂状,少量呈碎块状;干钻时取出沿线呈碎块状,用手易掰开。

5)粉砂岩、泥质粉砂岩⑦2-2层:灰黄~青灰色,成岩程度较浅,呈密实砂土状,含少量铁锰质结核,含粉砂较多,用清水回转钻进,取上岩芯呈粉细砂状,少量呈碎块状;干钻时取出沿线呈碎块状,用手易掰开。

6)粉砂岩、泥质粉砂岩⑦2-3层:灰黄~青灰色,含少量铁锰质结核,含粉砂较多;在地层中进行原位测试,用清水回转钻进或地下水位以下锤击钻进时,取上岩芯呈粉细砂状,少量岩芯呈碎块状,含泥量较多的地层,岩芯多呈块状,少量呈短柱状。

2.3.水文地质

工程场地内地表水体为鱼塘,由于水塘分布在小型冲沟内,鱼塘水主要来自大气降水汇集,每年4~10月为雨季,降雨充沛,鱼塘水量会明显增多,水体深度约0.6~1.2m,局部鱼塘底地层为粉砂岩、泥质粉砂岩,导致地表水与地下水有一定的水力联系,车站开挖时,应对鱼塘进行疏干、清淤处理。

根据钻探情况,结合地下水赋存条件、含水介质及水力特征的分析,场地地地下水主要为基岩裂隙孔隙水,具有承压性,地下水类型为承压水(三)。该层地下水主要赋存于下伏第三系半成岩状态的以粉砂岩为主的粉砂岩、泥质粉砂岩⑦2-3层的裂隙及孔隙中,稳定水位埋深为6.7~14.1m,标高为81.59~96.85m。根据勘探情况,基岩裂隙水总体水量不大,但是该含水层容易被渗出的地下水带出形成“流砂”,施工时要考虑车站基坑的地下水控制措施,及时封闭并设置反虑层。

基岩裂隙孔隙水补给来源主要来自大气降水及附近地表水体入渗补给,沿含水层渗流排泄,每年4~10月为雨季,降雨充沛,水位会明显上升,而在冬季因降雨减少,地下水位随之下降。含水层的水头高度与上覆泥岩粉砂质泥岩隔水层的厚度有关,含水层埋深越深,上覆隔水层厚度越大,承压水的承压水头越高,反之较低。

根据勘察,未发现上层滞水,但是由于上覆填土残积土与基岩渗透性差异,地表水和大气降水下渗,在界面上可能形成局部的上层滞水。如施工时遇上层滞水,可采取明排措施。

2.4.支撑体系

车站主体结构东端基坑竖向设二道内支撑,第一道为混凝土支撑,第二道为钢支撑,西端设置三道内支撑,第一道为混凝土支撑,第二、三道为钢支撑。围护结构支撑体系由支撑、腰梁等组成。车站第一道支撑采用截面1000mm×1000mm的钢筋混凝土支撑,其余支撑采用Φ609mm,t=16mm厚的钢支撑。钢管支撑设活动端头,以便施加预压力,预加压力按不大于支撑设计轴力的40%~60%计。第一道混凝土支撑撑于冠梁上,其余支撑与围护桩间采用腰梁连接,腰梁采用强度为C30,尺寸为1300mm*1200mm混凝土腰梁。

三、施工管理机构

图3 施工组织机构框图

四、施工准备

4.1、施工用电

本车站分别设置3台200KW发电机以供现场用电。

4.2、施工用水

施工场地附近为城市居民区,路口为市政自来水管道,施工用水从自来水接口引入,场地内的施工用水采用φ50钢管敷设至施工工点。 4.3、人员配备

现场工区长:1人;测量工程师:1人;质检工程师:1人; 检测试验工程师:1人;专职安全员:1人;技术员、测工6人,监控量测组:6人;钢支撑安装班18人。

4.4、主要机械、设备、机具配置

主要机械、设备、机具配置见表4.4主要投入机械、设备一览表。

五、钢支撑安装方案

5.1.施工准备

(1)、作业人员进场,并满足作业需求。

(2)、施工机械、施工材料准备到位,并满足作业需求。 (3)、对新进作业人员进行安全、技术交底。 (4)、基坑安全防护准备到位。

4.2、施工用水

施工场地附近为城市居民区,路口为市政自来水管道,施工用水从自来水接口引入,场地内的施工用水采用φ50钢管敷设至施工工点。

4.3、人员配备

现场工区长:1人;测量工程师:1人;质检工程师:1人; 检测试验工程师:1人;专职安全员:1人;技术员、测工6人,监控量测组:6人;钢支撑安装班18人。

4.4、主要机械、设备、机具配置

主要机械、设备、机具配置见表4.4主要投入机械、设备一览表。

五、钢支撑安装方案

5.1.施工准备

(1)、作业人员进场,并满足作业需求。

(2)、施工机械、施工材料准备到位,并满足作业需求。

(3)、对新进作业人员进行安全、技术交底。

(4)、基坑安全防护准备到位。

5.2.施工工艺流程

钢支撑安装流程如下:测量定位→安装钢围檩托架→安装钢围檩→在地面拼接好支撑吊装就位→施加预应力→加设楔形垫块垫紧→千斤顶卸载。

钢支撑安装施工工艺流程图 3.2.钢支撑安装

建立支撑构配件进场验收制度,对不合格的构配件做好标记,严禁投入使用;复核支撑位置放样,安装完毕后要再次进行复核并做好实测记录;对超标支撑现象,要及时整改;检查支撑试拼装的质量;检查连接配件有无松动现象,如有则及时复拧;对轴力施加设备进场验收手续和压力表检验合格证明进行检查;按设计百分比做好轴力复加工作;动态观测轴力检测报表,分析轴力变化与围护结构水平位移变化;落实备用支撑,防止发生万一。

支撑安装前先在地面进行预拼接以检查支撑的平直度,其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内,经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用,各部份的支撑采用整体一次性吊装到位。

支撑安装前应先安装好钢围檩,将预先加工好的钢牛腿焊接在钢围檩上,再将钢支撑整体吊装到位,然后用组合千斤顶施加预加轴力。

3.3.钢支撑拆除

5.2 施工组织

(1)、钢支撑安装施工组织

根据施工段的划分,开挖时为保证施工进度、控制工程质量和施工安全,本标段的基坑土方开挖主要采用机械开挖,人工配合挖土、修边平坡。开挖时严格按施工组织设计进行,及时支撑。

采用分段、分层开挖,第一层开挖长度不超过7米,第二层及以下各层的土层开挖长度不大于3米。基坑分四次开挖至基底,第三层开挖深度开挖至设计钢支撑以下0.5m,第四层在对应第二道支撑安装后,采用小型挖掘设备开挖至基底。在基坑开挖中将充分利用“时空效应”,钢支撑的安装和预应力的施加过程严格控制在10小时以内;开挖出的垫层宜同样快速浇筑,挖出一段立即浇筑一段,确保基坑安全。

(2)、组织原则

土方开挖必须在围护结构封闭完成后方可进行,钢支撑安装采取挖到位,立即安装的快速施工防护原则。

5.3钢支撑安装

(4)确保钢支撑稳固的安全技术措施

1)支撑在拼装时,腰梁、端头、千斤顶各轴线必须在同一平面上,为保证平直,横撑上法兰螺栓应采用对角和分等分顺序扳紧。各轴线允许偏差≤2cm,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。用φ 16 钢筋做吊环,紧固于围护上,以防坠落,同时用于微调的钢楔也应串联,防止坠落。

2)焊接钢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大于20mm,法兰盘加工应符合规范及设计

要求。

3)钢管纵向对接焊缝为Ⅱ级,端头牛腿部分角焊缝为Ⅱ级,其余均为Ⅲ级。焊接圆管的加工精度为椭圆度不应大于2D/1000(D 为钢管直径)

4)钢支撑支撑面的处理:当钢围檩范围内桩身面不平时,应进行修凿、填补,使之面正、垂直、平整,填补采用M20细石混凝土。

5)基坑开挖及主体结构施工期间,严禁施工机具碰损支撑系统。支撑系统仅承担轴力,施工期间不得施加其它荷载,以避免支撑系统因超载过大造成失稳。

6)根据支撑轴力监测情况,将受力与设计工况下的受力进行比较,若有异常情况立即加强支撑。

7)钢支撑施加预应力后,在土方开挖和内部结构施工时,严密监察围护结构变形情况,发现异常及时研究并迅速采取补救措施。同时土方开挖和结构施工时,派专人负责监管支撑安全工作,坚决杜绝危害支撑安全事件的发生。

1)根据基坑宽度将活动端、固定端、标准管节在施工现场拼装成整体,不同管节之间及管节与端头之间用法兰连接。

2)利用吊车将拼装好的钢支撑吊放到已焊接好的钢围檩托架板及工具柱的托架上,此阶段吊车的钢丝绳保持紧张状态,待钢支撑预加轴力完成后再松开。安装钢支撑时用测量仪器校正,控制好轴线位置,防止钢支撑安装不到位。

3)为使桩、钢围檩、支撑结合紧密,并有效减少基坑外地层的沉陷及减少围护桩桩体向内的位移,支撑安设好后,每根钢支撑均在一端设置千斤顶支座和承力牛腿,安装就位后立即用2台液压千斤顶对支撑施加预顶力,按设计要求在活动端沿支撑两侧对称逐级施加支撑预应力,为减少温度应力对预加轴力的影响,选择在气温较低的时段对钢支撑施加预应力,预加应力的大小取设计轴力值的0.5倍,当预加力达到标准后,压力无明显衰减时,用特制定型钢楔锁定钢支撑,然后拆除千斤顶。预加应力允许偏差为±50kN。预加轴力应根据施工监测情况分级施加,避免围护桩桩体发生向基坑外侧过大的变形。顶梁后采用支托或吊拉措施固定牢固,移走千斤顶,严防因桩体变形和施工撞击而造成钢支撑脱落。

4)为保证钢支撑轴向受压,在钢支撑与钢围檩斜交时,在钢围檩上焊接一个与斜支撑轴线垂直的三角形的剪力撑,利用剪力撑联接钢支撑和钢围檩。

5)钢支撑安装后及时监测钢支撑挠度及应力,确保施工安全和周边环境的稳定。

(5)钢支撑的使用规定

①钢支撑的选用必须遵循设计要求或按设计轴力及《基坑工程设计规范》要求选用。

②每根钢支撑的配置按总长度的不同配用一端固定端一端活动端,中间段采用标准管节进行配置。

③钢支撑应采用两点吊装,吊点一般在离端部0.2L左右为宜。

④钢支撑与围檩体系的设置与安装容许偏差:

A同层支撑中心标高偏差不大于30mm;

b支撑构件两端的标高偏差不大于20mm;

c支撑水平轴线偏差不大于30mm;

d支撑与立柱的轴线偏差不大于50mm;

e 立柱垂直度偏差不大于基坑开挖深度的1/300。

⑤支撑安装完毕后,且应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,预压力的施加应在支撑的两端同步对称进行。

⑥钢支撑采用2台100T的千斤顶施加预应力,预应力值应为设计预应力值加上预应力损失值。轴力施加应根据监测进行动态控制调整,不允许一次性施工轴力到设计值的100%,应分级施加,第一次加之设计轴力的70%,监测轴力变化,变化稳定后,再加至设计值时,应再次检查各连接点的情况,必要时应对节点进行加固,待额定压力稳定后锁定。施加预应力的设备应专人负责,且应定期维护,如有异常应及时校验且施工前应提在规定的鉴定中心进行标定。

⑦钢支撑两端应有可靠的支托或吊挂措施,严防因围护变形或施工撞击而产生脱落事故。

图5-3 钢管横撑构造示意图

(6)钢支撑质量检查

①在安装过程中要注意倾斜,保证结构只受轴压力,使受力符合设计要求,每层钢支撑安装完毕以后,经过检验合格,再进行下道工序的施工。

②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。 ③管纵向对接缝为Ⅱ级,端头牛腿部分角焊为Ⅱ级,其余为Ⅲ级。 (7)支撑安装注意事项

①焊好后的钢支架应保证两直角连相互垂直,并有足够的稳定性,不得出现歪扭、虚焊现象。

②租赁的钢管节为倒用材料,进场的管节经检验合格后方可使用。 ③100t液压千斤顶附有压力表,在使用前经有资质的计量检测单位进行标定。

④在钢支撑组合过程中,为保证钢支撑平直,横撑法兰螺栓采用对角和分等分顺序扳紧,所有支撑连接处均垫紧贴密,以防止钢支撑偏心受压。

⑤在加力前,将钢围檩、端头和千斤顶各轴线调整到同一平面上。当达到规定轴力后,用钢楔板塞紧活动端后部滑移长槽与钢管端面的间隙后,方可拆除千斤顶。

⑥施工中,由专人指挥钢支撑的吊装转运,严禁物件撞击支撑。

⑦斜支撑架设前,先支撑斜支撑附近的直支撑,该直支撑的数量不少于斜支撑数量。

⑧在施工过程中加强监控量测,对围护结构和钢支撑的变形、位移,按监测方案监控频率进行观测、监控,以便采取措施确保结构和人身安全。

⑨中立柱上的工字钢联系梁的作用是稳定钢支撑、减少钢支撑跨中挠度、保证钢支撑的稳定,在钻孔桩桩身上焊接钢牛腿与工字钢联系梁连接。

钢支撑预顶力如下表所示:

四、钢支撑安装 五、钢支撑拆除 六、质量保证措施 七、安全保证措施 八、文明施工措施

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