车站主体钢支撑作业指导书.docx

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车站主体钢支撑作业指导书

钢支撑施工作业指导书

1、工程概述

熊猫环岛位于中轴路与北土城路的交叉路口（熊猫环岛）地下，为奥运支线（远期地铁8号线的一部分）和10号线的换乘站。

路口西北为中华民族园，东北及北侧为规划奥运公园用地，东西为待改造的北土城东路，西南及东南为北土城遗址公园绿地及小月河。

根据结构分段需要，本站主体施工共分为两期进行施工。

奥运支线及换乘节点为一期施工，东西两侧的10号线车站部分为二期施工。

各出入口除4号、5号采用暗挖法施工外，其余均为明挖施工。

奥运支线车站在四周采用钻孔灌注桩与四层钢支撑支护，桩长27.1m，桩顶设冠梁和砌砖挡土墙，钢支撑安装是在围护桩施工后与土方开挖同时分段分层进行。

2、施工技术方案

2.1土方开挖

2.1.1施工步骤

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5层，竖向分层高度根据围护结构尺寸、支撑围檩保护以及挖掘机开挖能力确定。

按照施工分部情况，每一分部的钻孔灌注桩施工结束后，首先进行土方开挖工作，土方开挖纵向分五层进行，第一层为现况地面至冠梁底，开挖平均深度为2.0m，完毕后开始进行冠梁、挡墙的施工，施工第一道钢支撑，钢支撑施工于帽梁上，中心位置为帽梁中心，标高为44.40m，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，以利于挖土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，中心位置标高为37.90m。

同样，第三层土方开挖至31.10m时，支设第三层钢支撑，中心位置标高为32.10m，第四层土方至26.40m时，支设第四层钢支撑，中心位置标高为26.90m。

此时留置土台宽为3m;第五层土方开挖到结构底板23.40左右m。

详见附图3《土层开挖分部示意图》

2.1.2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，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。

2.2钢支撑施工

2.2.1钢支撑设计布置：

熊猫车站奥运支线站主体基坑围护结构在基坑北端及南端的转角处设置钢管斜支撑，为φ=609mm，δ=14mm钢管支撑体系,中间采用基本间距3000mm的钢管支撑体系，在奥运支线与十号线相交处，钢管长度大于29m，中间设临时支撑，钢围檩为Ⅰ40b两根加钢板组合并放。

总体，车站基坑四角共设[（5+5+4+4）*4]道；中间横向平行钢管共计[（7+36）*4]道。

钢支撑第一道支撑轴力设计值为178KN，第二道支撑轴力设计值为854KN，第三道支撑轴力设计值为1166KN，第四道支撑轴力设计值为750KN，基坑开挖过程中设置支撑，每道支撑预加轴力为设计轴力的0.6倍。

钢支撑必须按照设计位置放置。

见附图2《钢支撑纵剖面图》

2.2.2钢支撑施工准备：

钢支撑、围檩及装配件的加工、预埋

1、钢支撑的加工、组装

①、钢围檩：

第一层钢支撑直接支撑于冠梁上，凿出冠梁上预埋件，与三角形钢支架相焊接，以下各层钢支撑架设于钢围檩上，钢围檩采用Ⅰ40b工字钢两根并放，围檩间采用2.0cm钢缀板连接，间距为桩位和钢管支撑处。

工字钢外设1.5cm的钢外肋板，工字钢间设2.0cm钢内肋板（仅在钢支撑中心设）。

桩侧为1.2cm厚的通长钢板，钢支撑侧为2.0cm厚的加强钢板，围檩角部采用一块20厚钢板直角弯折与钢围檩焊接。

见附图4《钢围檩结构大样图》。

②、钢支撑固定端：

钢支撑固定端架设为等边直角三角形钢支架，与钢围檩间焊有一块2cm厚的加强钢板，三角形钢支架内有二块2cm厚加强钢肋，在三角形钢支架背后焊有三块2.0cm厚抗剪加强肋板。

钢支撑三角形钢支架固定端下方焊有2cm厚钢管支托板，两侧与三角形钢支架各焊一块加强肋板，以防钢管坠落。

见附图5《钢支撑斜撑固定端详图》

③、钢支撑活动端：

活动端接头采用2块2cm厚钢板焊接成π型于工28b工字钢两侧对扣放置，间距为6cm，活动接头外侧工字钢翼板用t=12钢板焊接包封住，从而保证工字钢箱室的整体性，保证活接头能自由活动；活动接头左右两侧各设置一个，同时由于以工字钢腹板为主要承压板，为防止腹板局部受压破坏巻曲，在腹板滑道加焊一块2cm厚的钢板以增加其承压强度，详见支撑大样图，见附图5《钢支撑斜撑活动端详图》。

④、钢支撑活动端与钢管连接处用2.0cm厚主背钢板焊接，主背钢板两侧背后钢管内每侧各焊2块2.0cm厚加强内肋板（钢管内侧），以承受钢支撑轴力。

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。

⑥、为防止钢管端头卷曲，钢支撑固定端头用一块20厚钢板与钢管焊接，钢板角部背后加焊一块三角形肋板。

由于基坑跨度较大，钢支撑最大长度为29m多，支撑部分须采用两段钢支撑连接，钢管接口采用坡口满焊连接，钢管间连接板用四块2cm厚的钢板与钢管焊接，见附图4《钢支撑钢管连接大样图》。

⑦、两车站相交加宽区间上方设垂直支撑，钢支撑直撑与斜支撑相同，只是钢围檩上没有直角三角形钢支架，固定端与活动端架设同斜支撑。

其加宽处钢临时支撑见附图6（钢支撑直撑节点详图）。

⑧、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。

2、装配件加工、预埋

钢支撑装配件加工主要有固定端和活接头，预埋件主要是支座固定连接钢筋及预埋钢板，在冠梁内预埋钢板。

2.2.3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，即冠梁下50mm后，立即放测出支撑位置线，凿出帽梁内的预埋钢板并进行牛腿支座的焊接加工，牛腿位置与支撑位置一一对应；

②、土方开挖到位后，开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一台20t的吊车在基坑内架设，吊起时两端轻放在牛腿支座上，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100t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，施加预应力为设计支撑轴力的60%，当压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。

③、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、牛腿支座是与护坡桩内的主筋相连；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、为保证施加预应力时钢围檩不会水平移动，每层钢围檩须设置抗剪凳,

具体位置在基坑北侧钢支撑的基坑东侧、西侧，南侧钢支撑的基坑南侧钢支撑中心设置抗剪凳。

抗剪凳位置应与实际护披桩位置相对应，凿出护披桩保

护层内钢筯，与抗剪凳钢板相焊接，

焊接长度应与钢板长度相对应。

其他

施工工序与第一道支撑相同。

④、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。

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.凿出护坡桩上预埋件焊接钢牛腿，其它各层钢支撑安装钢牛腿后，安装加工好的钢围檩。

钢支撑两端的钢围檩应保持同一水平位置。

③.将焊接好的三角形钢支架在钢支撑中心位置与钢围檩相焊接，并与其背后的抗剪加强肋板相焊接。

④.将由两个工字钢焊接而成的活接头箱室与钢支撑活动端端头板相焊接，组装成为成型的单根钢支撑。

⑤.用两台汽车吊吊放钢支撑到钢牛腿上，并用固定端旋转法使活动端较宽位置支撑于护坡桩上。

⑥.将π型钢板组件的活接头安置于由工字钢组成的活接头箱室内，拼装成一端固定一端活动的钢支撑，钢支撑的长度由现场实际长度确定。

微调采用特制钢楔。

完成钢支撑组装的各种工作。

⑦.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。

⑧.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。

⑨.基坑中间部位的直支撑的架设安装方法与斜支撑相同，只是没有三角形钢支架。

2.2.4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。

2.2.5钢支撑拆除

（1）钢支撑拆除步骤

最下层钢支撑等到车站底板结构及侧墙施工完毕，达到设计强度后拆除，以此向上，逐步拆除上一道钢支撑。

（2）支撑拆除方法

钢支撑拆除应随车站结构施工进程分段分层拆除。

用20t汽车吊将钢支撑托起，在活动端设2台100t千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，取出钢楔块，逐级卸载至取完钢楔。

最后用汽车吊将支撑吊出基坑。

3、质量保证措施

3.1钢支撑稳定的保证措施

①.基坑开挖应严格遵守“分层开挖”的原则，支撑架设与土方开挖密切配合，开挖时采用中心挖槽法开挖钢支撑附近土方，以防止机械碰撞支撑；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钻孔灌注桩,土方挖到设计标高后及时架设钢支撑并施加预应力，减少无支撑暴露时间。

②.钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，尤其注意斜撑的稳定性，在斜撑作业时，安装每一环节均要做到精心作业，同时钢围檩在制作、安装过程中也必须保证其稳定、强度及变形的要求，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测，确保其稳定性。

③.钢支撑安装时，轴线偏差≤5cm，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，同时为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在施加轴力前先将挠度校正至水平。

④.钢支撑安装前一定要检查加工成型的支撑是否垂直，不垂直的要进行矫正；然后将钢支撑安装在牛腿上支座上，并且紧固好。

3.2钢支撑的检验标准

①、外观检查标准

型

钢

项目

允许偏差（mm）

截面几何尺寸

±4

钢

支

撑

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

②、支撑构件的安装标准

项目

允许偏差（mm）

同一横撑中间及两端顶面任意两点的高差

5.0

横撑对定位轴线的整体偏差

50.0

横撑整体直线度

±20.0

③、施加预应力质量检验评定标准

项目

允许偏差（mm）

横撑预应力施加后轴线偏移

5.0

④、钢支撑的挠度要求

钢支撑的挠度控制是支撑架设与使用过程中的关键环节，预应力施加过程中一定要注意观测，如果超出允许范围，应及时卸荷，调整处理后方可继续时施工。

钢支撑的允许挠度以计算挠度L/250为准（其中L为计算跨度），各支撑具体挠度验算详见计算书。

4、安全施工措施

4.1安全施工技术措施

钢支撑的稳定性是控制整个基坑稳定的重要因素之一，其架设必须准确到位，并严格按设计要求施加预应力，并注意观测其变形，另外，从基坑钢支撑架设至拆除的整个施工过程中，须对钢支撑严格监测及防护，以确保其稳定性。

为此，特制定以下措施。

1、进入施工现场人员一律戴安全帽，并接受入场教育。

2、对施工人员加强安全施工的教育，定期进行安全检查专业安全检查。

3、钢支撑加工前由负责加工的工长对加工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。

4、土方开挖时,要按标准放坡，保证基坑四周无渗水，以防桩间土脱落，除此基坑周边必须设置防护栏杆，上下基坑搭设临时马道。

5、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。

6、在安装牛腿、钢围檩时一定要注意在边坡设防护栏，并同时安排专人将边坡上部将杂物清理干净，防止坠物伤人。

7、支撑吊装时其吊车下方及支撑回转半径内严禁站人，高空作业要系安全带。

8、由于钢支撑跨度较大，活荷载对其影响较大，易使支撑因震动而失稳，所以严禁在其上放置各种物体及人员攀登和行走。

9、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。

　10、施工中需要重点做好对钢支撑安装和使用过程中的轴线偏差及帽梁、钢围檩的位移的观测，如超过允许值，应迅速采取处理措施。

11、除此要注意基坑支护结构内的水平位移及地面沉降监测，其控制范围为水平位移不大于5.0cm，地面沉降不超过2.5cm以内。

12、意外原因造成基坑变形过大处理措施

外界条件突然骇变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其它原因造成桩背后土压力增大，通过位移观测，桩顶位移超过5cm（警戒值），应采取加固措施。

如加强钢支撑、补加锚杆加固以阻止位移继续扩大，确保基坑及周围建筑物的安全。

13、施工期间，安全员全面负责安全监督工作，发现不安全因素，随时排除，并采取有效预防措施。

中铁一局集团北京地铁十号线22标段

2005年4月9日