地铁深基坑钢支撑施工方案.docx

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地铁深基坑钢支撑施工方案

、编制依据2

、工程概况2

三、施工部署2

3.1项目管理组织机构2

3.2主要机械设备3

3.3劳动力计划3

3.4主要工程材料4

四、支撑施工工艺4

4.1土方开挖4

4.2钢支撑施工5

五、钢支撑监控量测10

5.1支撑轴力监测布置10

5.2轴力应变计埋设与安装10

六、质量保证措施10

6.1钢支撑稳定的保证措施10

6.2钢支撑的检验标准11

七、安全和环保措施

13

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基坑支撑施工方案

一、编制依据

1、《新龙路站主体围护结构施工图》

2、《岩土工程勘察报告》（020626-kj）

3、《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）

4、《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）

5、《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）

&《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）

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、国家和郑州市有关施工的法律法规

二、工程概况

郑州市轨道交通2号线一期工程土建施工01工区新龙路站位于郑花路与三全路路口,沿郑花路呈南北走向布置。

车站有效站台中心里程为YDK11+418.0Q车站全长

186.5m,车站标准段宽度18.7m,最大宽22.4m（端头井处），站台宽10m底板埋深17.0m（中心里程处），顶板覆土3.0m。

车站主体为地下二层双跨闭合箱形框架结构，采用明挖顺筑法施工。

车站主体围护结构采用钻孔灌注桩的围护形式，采取坑内降水、坑外止水的措施，钻孔灌注桩桩间采用三轴搅拌桩止水帷幕。

围护结构采用①1000mm@1200mm的钻孔灌注桩和①850mm@600mm的三轴搅拌桩；支撑系统采用0609,壁厚16mm的钢管作为内支撑；钢支撑共设3道支撑、1道换撑。

支撑间距第一道为5.4m,二、三道为2.7m，换撑间距为2.7m。

三、施工部署

3.1项目管理组织机构

为保证基坑支撑按期优质完工,

将严格按照既定的施工计划，合理安排施工，合

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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：

图3.1-1组织机构图

3.2主要机械设备

具体见机械设备一览表

机械设备一览表表3.2-1

编号

机械类型

数量

备注

1

16t龙门

2台

垂直吊装

2

25t吊车

2

倒运

3

100t液压千斤顶

2台

4

电焊机

5台

5

挖掘机

2台

6

自卸汽车

10辆

3.3劳动力计划

为便于管理，劳动力使用时，根据专业工作性质，将其编为四个施工班组，即混

凝土施工班组、钢支撑加工班组、钢支撑安装班组、土方开挖施工班组，进

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行默契配合，交叉流水作业

劳动力计划表表3.3-1

序号

人员工种

数量

备注

1

生产、技术人员

5人

管理

2

设备操作人员

6人

特种

3

电工

2人

特种

4

测量工

3人

5

安装人员

5人

6

普工

10人

7

混凝土工

4

合计

35人

3.4主要工程材料

主体基坑钢支撑及钢围檩主要为①609mm钢管、145b工字钢、钢板t=20mm。

四、支撑施工工艺

4.1土方开挖

基坑开挖遵循由上而下，先撑后挖，分层开挖”的原则，采用竖向分层、纵向分段、中部拉槽、横向扩边”的开挖方法。

根据基坑深度、钢支撑位置等特点，车站主体基坑土方竖向开挖按照不大于3m

的设计要求拟分4个开挖层，纵向大段分为20〜30m,按照分层分小段的设计要求小段拟划分为4〜5m，逐层分阶开挖并加横撑，土体开挖方法如下：

（1）冠梁挡土墙施工完毕且垂直运输龙门吊安装完毕后进行土方开挖，第一层

土体采用垂直开挖，挡土墙顶标高高于原地面20cm,以防止地表水流入基坑。

基坑周边设置排水沟，汇集雨水排入市政排水系统。

待开挖结束后，分段安装第一道钢支撑。

之后，进行以下土体的开挖。

在每步开挖后及时进行桩间土的喷射混凝土面层施工，待每层向下挖至相应的钢支撑底下500mm后按顺序安装钢管支撑。

（2）竖向和纵向分段的划分

竖向分层：

竖向分层高度按立体结构尺寸、横撑排距及竖向层距以及挖掘机最大

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挖土能力确定。

第一层土体开挖2.0m左右处，施作冠梁，安装第一道钢管支撑；第二层土方开挖至地面下8.0m左右处，施作第二道围檩，安装第二层钢管支撑；第三层土方开挖至地面下14.0m左右，施作第三道围檩，安装第三层钢管支撑，继续开挖至设计基底标高以上20-30cm时进行人工清底。

横向分区分段：

车站基坑土方开挖按照施工安排的方向和顺序，横向逐层逐段，向基底深入，放坡包括平台在内平均坡度为1：

2.5,分段开挖长度依据钢管支撑的间距而定，其基本分段长度为4-5m。

中部拉槽：

沿围护桩两侧各留3.0m宽平台，即可充分利用土体抗力保证围护结构的稳定，又可为钢支撑安装提供平台，同时可以确保在钢支撑施工时土方开挖正常进行，以加快施工进度。

在进行下面一层土方开挖前再铲除预留平台部位的土方。

详

见下图。

S3

IW

图4.1-1土万开挖示意图

（3）基坑每一个开挖面采用2〜3台反铲挖掘机开挖，当基坑深度在4.0m以内时，直接挖土装车，当基坑挖至4.0m以下后采用多台挖掘机向基坑外倒运出渣，局部地段不具备条件时采用长臂挖机或用吊车出土。

4.2钢支撑施工

4.2.1钢支撑设计布置

新龙路站主体明挖基坑围护结构共设267道钢支撑（包括斜撑及换撑）。

支撑采用①=609mm,S=6mm的钢管。

第一道钢支撑撑在冠梁上，施工时设置埋件，其余采用钢围檩（钢围檩采用两根145b工字钢并放焊接）。

第二道钢支撑在标高

81.56m-81.933m处，第三道钢支撑标高在76.06m-76.433m处，换撑钢支撑标高在

74.56m-74.933m处。

沿南向北2%。

的坡度布设，第一道钢支撑设置45道支撑（包括

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12道角撑），横撑间距一般为5.4m，标准段支撑设计长度17.9m。

第二、三道及换撑每道设置74道支撑（包括12道角撑），横撑间距一般为2.7m，标准段支撑设计长度为17.5m。

钢支撑轴力设计值和预加轴向压力具体值见下表。

钢支撑轴力参数表表4.2-1

支

撑位置

第一道支撑

第二道支撑

第三道支撑

换撑

设计

轴力

预加

轴力

设计

轴力

预加

轴力

设计

轴力

预加

轴力

设计

轴力

预加轴力

斜

撑

1032kN

425kN

3541kN

849kN

3549kN

849kN

0kN

标准段直撑

549kN

300kN

2329kN

600kN

2379kN

600kN

1533kN

0kN

斜撑的预加轴力值N=N/sin,a为斜撑与冠梁夹角。

断面位置详见新龙路站支

撑平面布置图”。

4.2.2钢支撑施工

1）腰梁支架安装

钢支撑腰梁支架采用L75X8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S=2帮焊钢板焊接连接。

角钢支架通过M20膨胀螺栓锚固在既有围护桩上，支架每隔一桩设置，每个支架设2个膨胀螺栓，上下中心间距620mm,具体细部尺寸见钢围檩支座图。

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图4.2-1钢围檩支座图

2）钢围檩安装

第一层钢支撑直接支撑于冠梁上，凿出冠梁上预埋件，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145b工字钢两根并放。

工字钢桩侧及基坑

侧为2.0cm厚的帮焊板，支撑间距设2块。

为防止钢围檩倾覆和减轻腰梁对支架的压力，采用00型花篮螺丝1.3螺旋扣号码通过锚固在围护桩M20膨胀螺栓与腰梁连接，每支撑以八字形设置两道。

3）钢支撑固定端及活动端

钢支撑固定端及活动端均有托架，托架焊接在冠梁预埋钢板上或者钢围檩上（钢围檩上事先焊接托架所需钢板）；施工时固定端端头板与预埋（或围檩）钢板点焊连接，活动端用楔形垫块楔紧，具体细部尺寸见钢围檩支座图。

4）钢支撑施工要点

在钢支撑活接头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

2道2.0cm厚的

用2.0cm厚的钢板加工，主背钢板与钢管间（钢管外侧）每侧各焊有

顶墩端板，以承受千斤顶方向轴力

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逐层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用。

钢管横撑按每节1m、2m、3m、4m、5m或6m的标准长度进行分节，同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面的变化。

管段间用法兰、M20高强螺栓

栓接，同时每根横撑两端分别配活动端和固定端。

钢管对称确保两端同步，与钢围檩正交，斜撑要确保剪力块角度与斜撑角度一致，钢管横撑安装后应及时施加预应力。

图4.2-2钢支撑架设流程图

4.2.3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的稳定性，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）基坑开挖至第一道钢支撑以下0.5m后，立即放测出支撑位置线，凿出冠梁内的预埋钢板，并开始吊装第一层钢支撑，施工时拟采用一吊装机械在基坑内架设，固定端与冠梁内钢板点焊，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，按照支撑设计预加轴力控制值，首先施加预加轴力的75%,停10分钟,再加至预加轴力值，且压力表读数稳定为止，施加过程中并采用特制铸铁楔子塞紧，且焊接牢固。

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（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：

a型钢支架是与护

坡桩采用膨胀螺栓相连；b、支撑两端与钢围檩相接，钢围檩要求必须与护坡桩密贴，在有间隙的地方用喷射混凝土填塞或者钢板塞紧。

（3）以下架设第三道钢支撑，施工工序及方法与第二道钢支撑相同。

（4）第三道钢支撑加设完成，基坑开挖至设计底部、开始施做主体结构，先施

工主体结构底板及设计换撑高度位置侧墙。

施工换撑位置侧墙时，根据设计在主体结构换撑位置处施做换撑腰梁后，进行换撑架设。

各道钢支撑架设流程见框图。

图4.2-3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。

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（5）为防止钢支撑在施加轴力时产生过大的挠度，在对钢支