高支模专项施工方案送审稿.docx
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高支模专项施工方案送审稿
运河北路-泽丰路综合改造工程一期
高
支
模
专
项
施
工
方
案
编制:
陈轩、马晓飞
审核:
钱国忠
审批:
徐麟
编制单位:
运河北路-泽丰路综合改造工程一期总承包项目部
编制日期:
二〇一六年三月二十一日
第一章 编制说明
按照运河北路至泽丰路综合改造一期下穿地道工程围护结构施工图纸及其它相关资料,并根据招标文件对工期、造价、质量、安全、环境保护、文明施工等方面的要求,编制该方案。
1.1编制依据
1、运河北路至泽丰路综合改造工程岩土工程勘察报告。
2、运河北路至泽丰路综合改造工程主体结构施工图。
3、运河北路至泽丰路综合改造工程施工组织设计。
4、工程所在地的地质、水文、气候及地理条件。
5、国家、上海市现行工程领域的规范、规程、标准以及有关的行业法规和法令等。
6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)
7、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18--2012)
8、《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T10-2011)
9、《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-2010)
10、《钢筋焊接接头试验方法标准》(JGJ/T27-2014)
11、《钢筋接卸连接通用技术规程》(JGJ107-2010)
12、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)
13、《混凝土外加剂应用技术规范》(G50119-2013)
14、《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006)
15、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)
16、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ166-2008)
17、《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)
18、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)
19、《建筑施工安全技术规范》(ISBNT-112-04108-2)
20、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2013)
21、《建设工程施工现场安全资料管理规程》(DB11/383-2006)
22、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》
1.2编制范围
编制范围为运河北路至泽丰路综合改造一期下穿地道工程基坑开挖及支护,具体见图1-1。
本方案不包含围护桩施工内容,内容另见相应方案。
图1-1下穿地道平面图
1.3编制原则
根据招标文件和施工图纸要求,我们以施工图纸及现场踏勘为基础,针对工程特点、难点,结合我单位的施工特长、经验、技术、设备能力,本着“确保安全,质量为本”的原则,编制本施工组织方案。
(1)施工方案满足工程施工安全、质量、工期、环保、文明施工的要求。
(2)施工方案综合考虑周边环境、现场场地、地质条件、气候条件等因素,合理组织人员、设备,保证工程如期完成。
(3)采用新技术、新工艺,提高工程质量及工作效率,降低工程成本。
1.4编制目标
(1)工程质量目标:
设计勘察要求的质量标准:
符合国家/地方标准;施工要求的质量标准:
一次验收合格率100%,争创“上海市市政工程金奖”。
(2)人身安全目标:
杜绝死亡、重伤事故,杜绝重大交通、重大火灾事故,轻伤率控制在2‰以下。
(3)工程安全目标:
各种变形均控制在规范允许范围以内,周边现场建筑物和地下管网的安全稳定。
(4)文明施工目标:
满足绿色施工的要求。
第二章工程概况
2.1基本情况
2.1.1工程总览
运河北路至泽丰路综合改造一期工程位于上海市奉贤区南桥新城,西起运河北路与远东路交叉口,东至泽丰路与展园路交叉口,路线全长约0.755km。
工程包含道路工程、桥涵工程、地道工程,本方案针对地道工程编写,其他相关工程概况暂不介绍。
2.1.2专项方案概况
一期地道工程包括主线地道工程及人非地道工程,整个地道工程又分为U槽型敞开段和暗埋段。
地道工程具体布置见表2-1:
表2-1地道工程具体布置表
主线地道
U型槽敞开段
暗埋段
U型槽敞开段
起止桩号
K0+192.5~K0+320
K0+320~K0+470
K0+470~K0+630
长度(m)
127.5
150
160
管节号
SD1~SD4
SD5~SD11
SD12~SD17
左侧人非地道
起止桩号
FZK0+038.853~FZK0+110.542
FZK0+110.542~FZK0+328.55
FZK0+328.55~FZK0+486.98
长度(m)
71.7
218
158.4
管节号
FZSD1~FZSD5
FZSD6~FZSD10
右侧人非地道
起止桩号
FYK0+036.991~FYK0+136.053
FYK0+136.053~FYK0+314.44
FYK0+314.44~FYK0+476
长度(m)
99.062
178.4
161.6
管节号
FYSD1~FYSD5
FYSD6~FYSD13
表2-2主线地道结构设计参数表
管节号
起点桩号
终点桩号
底板厚cm
侧墙厚cm
顶板厚cm
备注
SD1
K0+192.500
K0+222.000
65
65
敞开段
SD2
K0+222.000
K0+252.000
70
700
敞开段
SD3
K0+252.000
K0+282.167
75
75
敞开段
SD4
K0+282.167
K0+320.000
80
80
敞开段
SD5
K0+320.000
K0+340.000
80
70
75
暗埋段
SD6
K0+340.000
K0+362.000
80
70
75
暗埋段
SD7
K0+362.000
K0+384.372
80
70
75
暗埋段
SD8
K0+384.372
K0+414.000
90
75
80
暗埋段
SD9
K0+414.000
K0+433.000
90
75
80
暗埋段
SD10
K0+433.000
K0+450.000
80
70
75
暗埋段
SD11
K0+450.000
K0+470.000
80
70
75
暗埋段
SD12
K0+470.000
K0+490.000
80
80
敞开段
SD13
K0+490.000
K0+510.309
80
80
敞开段
SD14
K0+510.309
K0+540.000
75
75
敞开段
SD15
K0+540.000
K0+570.000
70
70
敞开段
SD16
K0+570.000
K0+600.000
60
60
敞开段
SD17
K0+600.000
K0+630.000
60
60
敞开段
表2-3左侧人非地道结构设计参数表
管节号
起点桩号
终点桩号
长度m
底板厚cm
侧墙厚cm
顶板厚cm
备注
FZSD1
FZK0+038.853
FZK0+052.425
13.572
65
65
敞开段
FZSD2
FZK0+052.425
FZK0+070.376
17.951
70
70
敞开段
FZSD3
FZK0+070.376
FZK0+080.354
9.978
75
75
敞开段
FZSD4
FZK0+080.354
FZK0+095.448
15.094
75
75
敞开段
FZSD5
FZK0+095.448
FZK0+110.542
15.094
75
75
敞开段
FZSD6
FZK0+110.542
FZK0+125.636
15.094
65
55
60
暗埋段
FZSD7
FZK0+125.636
FZK0+143.744
18.108
65
55
60
暗埋段
FZSD8
FZK0+143.744
FZK0+158.863
15.119
65
55
60
暗埋段
FZSD9
FZK0+158.863
FZK0+173.982
15.119
65
55
60
暗埋段
FZSD10
FZK0+173.982
FZK0+184.147
10.165
65
55
60
暗埋段
表2-4右侧人非地道结构设计参数表
管节号
起点桩号
终点桩号
长度m
底板厚cm
侧墙厚cm
顶板厚cm
备注
FYSD1
FYK0+036.991
FYK0+052.013
15.022
60
60
敞开段
FYSD2
FYK0+052.013
FYK0+067.013
15
65
65
敞开段
FYSD3
FYK0+067.013
FYK0+076.425
9.412
65
65
敞开段
FYSD4
FYK0+076.425
FYK0+096.301
19.876
70
75
敞开段
FYSD5
FYK0+096.301
FYK0+116.177
19.876
75
75
敞开段
FYSD6
FYK0+116.177
FYK0+136.053
19.876
75
55
60
暗埋段
FYSD7
FYK0+136.053
FYK0+148.418
12.365
65
55
60
暗埋段
FYSD8
FYK0+148.418
FYK0+161.842
13.424
65
55
60
暗埋段
FYSD9
FYK0+161.842
FYK0+181.097
19.255
65
55
60
暗埋段
FYSD10
FYK0+181.097
FYK0+191.499
10.402
65
55
60
暗埋段
FYSD11
FYK0+191.499
FYK0+206.154
14.655
65
55
60
暗埋段
FYSD12
FYK0+206.154
FYK0+220.809
14.655
65
55
60
暗埋段
FYSD13
FYK0+220.809
FYK0+228.944
8.135
65
55
60
暗埋段
2.2施工现状
拟建场地位于上海市奉贤区,S4沪金高速南桥立交区域,场地内除现有高速道路外,其他主要为绿化用地和耕地,局部为拆迁后空地,场地内有明浜分部。
S4沪金高速南北纵穿拟建场地,本次拟建运河北路跨S4以地下段方式通过,拟建场地北侧为现有南桥收费站,南侧为南郊御墅住宅小区,住宅楼最高18层;立交西侧为南桥新苑小区,小区小高层和多层楼房为主;东侧为拆迁空地。
2.3工程地质水文地质
2.3.1工程地质
1、地形地貌
拟建场地位于上海市奉贤区,S4沪金高速南桥立交区域,场地内除现有高速道路外,其他主要为绿化用地和耕地,局部为拆迁后空地,场地内有明浜分部,地势较为平坦,根据已有测量数据和本次勘探孔孔口标高数据显示,现场场地标高约5.20~1.57m。
场地地貌单元属滨海平原地貌类型。
2、工程地质
本场地地层分布稳定,场地较为平整,各土层厚度及埋深变化不大,埋深13m以上基本以饱和软粘土为主,夹有厚约2m的砂质粉土层;暗绿色硬土层在埋深25m左右分布,厚度约3m,其下为砂粉土层。
在地表下30.00m深度范围内,均属第四纪全新世(Q4)及上更新世(Q3)沉积层,主要由粘性土、淤泥质土、粉性土和砂性土组成,共划分为7个主要层次。
拟建场地在标高约-20.0m以上为全新世(Q4)土层,以下至终孔深度为上更新世(Q3)土层。
拟建场地各地基土土层分布较均匀,深度及厚度变化不大。
具体如下:
第①1层杂填土,厚度0.30~3.60m,该层土成分较复杂,含碎石、碎砖等建筑垃圾,下部以粘性土为主,结构松散,状态较差,少数区域存在约10cm厚的混凝土地坪。
第①2层杂色浜填土,该层仅在拟建场地局部地段分布,详见《勘探点平面布置图》及《工程地质剖面图》,层厚1.00~1.30m,层底标高0.97~0.37,含半腐植物根茎、螺壳、石子等杂物,以灰黑色淤泥为主,有臭味,土质极松软。
第②层粉质粘土,褐~灰黄色,可~软塑,中压缩性,比贯入阻力平均值0.72MPa,地基承载力设计值为80kPa,工程性质良好,局部缺失。
第③层淤泥质粉质粘土,灰色,流塑,高压缩性,比贯入阻力平均值0.40MPa,地基承载力设计值为55kPa,工程性质差。
第③夹层砂质粉土,灰色,稍密,中压缩性,比贯入阻力平均值3.50MPa,标准贯入击数平均值9.4击,地基承载力设计值120kPa,工程性质较好。
第④层淤泥质粘土,灰色,流塑,高压缩性,比贯入阻力平均值0.50MPa,地基承载力设计值50kPa,工程性质差。
第⑤层粘土,灰色,软塑,高压缩性,比贯入阻力平均值0.68MPa,工程性质较差。
第⑥层粉质粘土,暗绿色,可塑~硬塑,比贯入阻力平均值2.62MPa,工程性质较好。
第⑦层砂质粉土,草黄色,中密,比贯入阻力平均值9.68MPa,标准贯入击数27.7击,工程性质较好,是良好的桩基下卧层,对控制沉降有利。
2.3.2水文地质
1.地下水类型
地下水由河水、浅部土层中的潜水及深部粉(砂)性土层中的承压水组成,其补给来源主要为大气降水与地表泾流,均对本工程施工有影响。
2地下水位
本次勘探期间,测得地下水位埋深为0.60~2.1m(稳定水位标高3.65~2.34m),属潜水类型,受潮汐、降水、地表水等因素影响而有所变化。
一般情况下夏秋季节为高水位,冬春季节为低水位。
场地潜水水位埋深可按年平均高水位埋深0.50m,低水位埋深1.50m。
3地下水、土的腐蚀性
本场地地层为弱透水层,属Ⅲ类环境。
周围无污染源。
地下水和地基土对混凝土具微腐蚀性;在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,在长期浸水条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
2.3.3气候特征
上海地区位于亚热带季风气候区,属于北亚热带海洋型季风气候,具有四季分明、光照充分、雨量充沛、季风影响明显、冬夏季长、气候温暖湿润的海洋性气候特点。
年平均气温15.5℃,最热为7月份,月平均气温为27.6℃,极端最高气温达40.2℃,最冷月为1月份,月平均气温3℃,极端为-12.1℃。
年降水日132天,年平均日照数为1942小时,日照百分率为44%。
年平均相对湿度为82%。
年平均风速为3.3米/秒,8级以上的大风日数为15天。
年内降水量为1144mm,年内平均蒸发量1336.6mm。
夏季降水量占全年的40%左右。
6月中旬至7月中旬是梅雨季节,7、8月间有伏旱。
夏秋之季常有热带风暴侵袭,多雷暴。
秋冬季节常有大雾天气,年平均降雪日4.3天,最大冻结深度0.15m。
年主导风向夏季为东南风,冬季为西北风,年平均风速为3.8m/s。
第三章模板支撑架施工组织
3.1结构流水段划分
(1)按照结构设计要求及各节段长度比例,侧墙计划分节段分层浇筑,每层浇筑不大于400mm。
每节段的底板、侧板、顶板连续浇筑完成,施工缝划分同每节段沉降缝。
具体分段示意图如下:
图3-1结构分段示意图
3.2模架施工顺序
根据结构分段形式,主体结构施工分成底板、墙体和顶板三步施工,施工缝分别设置在底板牛腿顶部和顶板牛腿以下300mm处。
如下图所示:
图3-2结构纵向施工缝设置示意图
模架施工也结合该工序进行组织,工序安排如下:
底板钢筋混凝土施工→侧墙(中隔墙)钢筋绑扎→侧墙大钢模搭设→侧墙混凝土浇筑→侧墙大钢模拆除→中隔墙模板支撑架搭设→中隔墙混凝土浇筑→顶板模板支撑架搭设→顶板钢筋绑扎→顶板混凝土浇筑→模架拆除。
3.3侧墙模架
3.3.1模架设计
采用大块钢模、型钢支架单侧支模架体,如下图所示:
图3-3侧模大块钢模及支撑架示意图
模板为定做模板,尺寸参照具体段落,模板纵向连接使用螺栓栓接成一组。
模板的钢板材质为Q235B,厚度6mm,背楞为δ=6mm[型薄壁钢板,间距300mm焊接在模板上。
每块模板背后安装4×750mm刚性连接的型钢支架,支架的外缘杆件及底部锚固点的斜腹杆为双[80槽钢,其余腹杆为单[80槽钢,为保证支架整体受力平衡,传力斜腹杆部位增设一道纵向双[100槽钢,将全部支架连为一体。
支撑架上按照步距900mm设置双[80槽钢做为钢模板的主背楞,支架的背后斜面上安装Φ48δ3.5钢管作为各榀支架的连接杆,同时还设置钢管剪刀撑进行加强。
侧墙的模板支撑架预埋件为Φ28螺纹钢,在浇筑底板混凝土时预埋在钢筋混凝土牛腿中,锚固长度600mm,为配合支架传力,锚筋间距布置为750mm。
同时,为方便模架装拆,在每块模板范围内埋设一根环形锚筋,模架就位后,用5T导链通过锚筋将支架背后的中上部拉紧,避免在混凝土浇筑过程中支架上部产生较大的横向位移。
3.3.2模架工作原理
单侧支架为单面墙体模板的受力支撑系统,当墙体模板采用单侧支架后,模板无需再拉穿墙螺栓。
图3-4侧模工作原理图
单侧支架通过一个45度的高强受力螺栓,一端与地锚连接,另一端斜拉住单侧模板支架,斜拉螺栓的拉力F分为一个垂直方向的力F2和一个水平方向的力F1,其中竖直方向分力F2抵抗支架的上浮力,水平分力F1抵抗新浇混凝土的侧压力。
钢模板的支腿焊接在模板的次背楞上,每块板上两套支腿,支腿采用[10槽钢。
钢模板部件构造详见下图:
图3-5钢模板单件构造详图
3.3.3大块钢模、型钢支架计算
1)荷载
混凝土对模板的侧压力随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力,此时的浇筑高度称为混凝土的有效压头。
根据《建筑工程大模板技术规程》(JGJ74-2003),大模板荷载及荷载效应组合B.0.2规定,可按下列二式计算,并取其小值:
(1)
(2)
式中:
F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)
γc—混凝土的重力密度(kN/m3)取25kN/m3
t0—新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。
当缺乏实验资料时,可采用t=200/(T+15)计算;本工程t0=200/(20+15)=5.71
T—混凝土入模温度(℃),取20℃
V—混凝土面的浇筑速度(m/h),取2m/h
H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取4.65m
β1—外加剂影响修正系数,不掺外加剂时取1.0;掺缓凝剂取1.2
β2—混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于100mm时取1.10;不小于100mm时取1.15,本工程取1.15。
=0.22×25×5.71×1.2×1.15×21/2
=61.3kN/m2
F2=γcH=25×4.65=116.25kN/m2
取二者中的较小值F=61.3kN/m2作为新浇砼侧压力的标准值,乘以分项系数和调整系数后:
新浇砼侧压力的设计值为:
F=61.3×1.2×0.85=62.53kN/m2
倾倒混凝土产生的水平活载荷标准值为4kN/m2(泵送混凝土),乘以分项系数和调整系数后,其设计值为:
4×1.4×0.85=4.76kN/m2(倾倒混凝土产生的水平活载作用于有效压头高度以内)。
则在有效压头高度以内,作用于模板的最大侧压力为62.53+4.76=67.3kN/m2,在有效压头高度以外,作用于模板的最大侧压力为62.53kN/m2
单侧支架主要承受混凝土侧压力,取混凝土最大浇筑高度为4.65m,侧压力取标准值F=67.3KN/m2,有效压头高度h=F/γc=67.3/25=2.692m,新浇砼对模板的侧压力分布如图4所示(单位:
mm)。
图3-6新浇砼对模板的侧压力分布
2)单侧三角支架桁架受力分析:
支架间距750mm,全钢大模板采用86系列(6㎜钢板+[8#槽钢),模板格构为交叉梁系,如图3-7所示
图3-7砼侧压力传递途径简图
桁架采用[8#槽钢组焊而成,其节点可视为刚节点。
3)基本假定:
①单榀桁架视为平面桁架结构,节点视为刚接。
②桁架体系支座与预埋件的节点视为固定铰支座;另一端与地面滑移铰接。
③纵向水平钢管连接视为桁架的平面外滑移铰支座。
④施工荷载平均施加于传力范围内桁架节点上。
4)计算依据:
图3-8侧墙受力分析图
支架间距750mm,地锚螺栓间距750mm,支架与墙面间距186mm,以锚固点为支点建立弯矩平衡方程:
(4.0+0.186)×R=F1×(2.69/3+1.96)+F2×1.96/2
式中:
F1=67.3×0.75×2.69×1/2=67.9KN
F2=62.53×0.75×1.96=91.9KN
F合=F1+F2=159.8KN
支架后支点的压力R=67.8KN
图3-9侧墙受力力学简图
二者的合力即锚筋拉力T=173.6KN。
5)锚固筋计算
地锚螺栓为Φ28mm钢筋,屈服强度为320MPa,截面积A0=616mm2,轴心受拉应力强度:
σ=T/A0=173600×106/616=281.8Mpa<320Mpa,因此选择每榀支架范围预埋1根Φ28锚固筋。
6)埋件锚固强度计算
对于弯钩螺栓,其锚固强度的计算,只考虑埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力,不考虑螺栓端部的弯钩在砼基础内的锚固作用。
锚固强度:
F=πdLτb>T1’=173.6/2KN
=3.14×28×L×3.5>86800
L>282,取L值为300mm,即锚固筋的锚固长度为300mm。
其中:
F-锚固力,作用于地锚螺栓上的轴向拔出力(N);
d-地脚螺栓直径(mm);
L-地脚螺栓在砼基础内的锚固深度(mm);
τb-砼与地锚螺栓表面的粘结强度(N/mm2);
3.3.4模架施工
1、地脚螺栓预埋
预埋φ28钢筋作为侧墙模架的地脚锚栓,浇筑底板混凝土时埋设,螺栓外露点距离墙体500mm,锚固长度为300mm,横向与底板埋设角度为45°,并将锚入混凝土的螺栓末端做成湾钩以增加锚固力,为避免地脚螺栓外露段过长,影响侧模整体就位,将螺栓分成两段,外露段长100mm并按照钢筋机械连接标准套丝,并安装保护帽对螺纹进行保护,以免施工时混凝土粘附在丝扣上影响套筒安装,后期使用时用直螺纹套筒接长,预埋地锚时先拉一根通线,保证埋件在同一条直线上并调整好螺栓的埋设角度。
因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊,为保证混凝土浇筑时埋件不移位,在埋设部位增加附加钢筋,将地脚螺栓点焊在附加钢筋上,点焊时不得损坏埋件的有效直径,附加钢筋绑扎在结构钢筋上。
2、大块钢模及支撑架安装
安装流程:
侧墙钢筋绑扎→弹出墙模控制墨线→单块钢模板组装→安装型钢支架→安装支架连接钢管和加强钢管→安装锚固点传力槽钢→接长地脚螺栓并临时锚定支架→调节支架垂直度→紧固地锚→搭设操作平台→混凝土浇筑。
由于大块钢模自重较大,吊入基坑后先平扣在底板混凝土上,然后逐榀安装型钢支架,用钩头螺栓将模板与支架连成一个整体,待4榀支架安装完成后,先用钢管临时连接成一体,然后将模架立起来临时固定,待剩余三块钢模板也依次组装完成后,将四块模架体系用M20螺栓连接成一组整体侧墙模板,在型钢支架上安装连接钢管和加强钢管剪刀撑,并安装锚固
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