基坑支護組合鋼內(nèi)撐施工工法

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1、目的和適用范圍
1.1目的
    組合鋼內(nèi)撐（以下簡稱鋼內(nèi)撐）是在管形鋼內(nèi)撐基礎上發(fā)展起來的新型內(nèi)支撐，它是深基坑支護結(jié)構中的重要組成部分，是一種重要的內(nèi)支撐手段。組合鋼內(nèi)撐支護具有較強的的市場競爭力，其綜合效益可觀。為了規(guī)范鋼內(nèi)撐施工，指導、規(guī)范鋼內(nèi)撐現(xiàn)場管理，特制定本工法。
1.2適用范圍
本工法適用于所有臨時建筑工程內(nèi)支撐結(jié)構，特別適用于深基坑支護結(jié)構的內(nèi)支撐，是進行深基抗支護施工管理工作的基本依據(jù)。
    本工法不適用永久性支撐工程。
    2、特點
    2.1設備簡單，操作方便。材料主要是鋼材，組合構件全部由工廠制作，現(xiàn)場拼裝只需焊接。
    2.2通過施加預應力，完全能夠達到變形小的技術要求。
    2.3工期短。由于鋼內(nèi)撐可在場預制，現(xiàn)場拼裝，沒有養(yǎng)護期，因此施工速度快。
    2.4承受軸力大，最大受力能達到4700KN。
    2.5鋼內(nèi)撐拆除方便，不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。
    3、工藝原理
    3.1為了減少圍護壁的側(cè)向變形或防止圍護壁倒塌，在深基坑圍護壁上一定位置（高度），設置鋼內(nèi)撐，以提高圍護壁抗主動土壓力的能力。為了減少變形可在鋼內(nèi)撐一端施加預應力。
    3.2其內(nèi)撐體系由圍檁、主內(nèi)撐桿、信字撐桿、立柱、立柱樁等桿件組成，圍檀直接與圍護壁相接觸，圍護壁上的力通過圍檁傳遞給主內(nèi)撐桿，受自重和施工荷載的作用，主內(nèi)撐桿同時亦是一個壓彎桿件，為減少主內(nèi)撐桿件的計算長度，提高其安全度，在垂直主內(nèi)撐桿軸線方向，設置若干個立柱和主柱樁，提高其安全充，在垂直主內(nèi)撐桿軸線方向，設置若干個立柱和柱樁，以承擔主內(nèi)撐桿自重，同時在立柱的頂部、側(cè)向設置限位裝置，防止主內(nèi)撐桿的側(cè)向變形或上凸。
    4、工藝流程及操作要點
    4.1主要工藝流程
    施工立柱樁（安裝鋼支架）
                   ↑
施工準備→放樣定位→安裝鋼牛腿→安裝鋼圍檁→澆筑砼（充填鋼圍檁與圍護樁之間的間隙）
                                                        監(jiān)測
→安裝鋼內(nèi)撐→施加預應力（焊接定位）→安裝八字撐 → 拆除
    4.2操作要點
4.2.1施工準備
    進場施工前，先進行現(xiàn)場踏勘，重點了解基坑周邊的現(xiàn)狀，坑周可利用的場地及范圍。其次根據(jù)各個工程實際情況（工期、工程量等），確定吊車的大小，運輸車輛的數(shù)量。
    4.2.2放樣定位
    放樣定位分兩個階段。第一階段與施工圍護樁同時，放樣定位確定支承立柱樁樁位，施工、安裝鋼支架。第二階段，根據(jù)設計圖紙和實際鋼支架的位置定位，以不違反原設計要求（偏差小于100mm）為原則，個別鋼支架偏差較大應通過設計人員認可，并采取可靠的加固措施。
    4.2.3安裝鋼牛腿
    4.2.3.1鋼牛腿的位置及標高應根據(jù)設計圖紙確定，如有變化，應征得設計單位的同意，并得到書面許可。
    4.2.3.2基坑四周的鋼牛腿應與應控制在一個水平面，高差應小于20mm。
    4.2.3.3每個鋼牛腿應與支護樁的三根主筋焊接在一起，焊接長度、高度應符合規(guī)范要求。
    4.2.4安裝鋼圍檁
    4.2.4.1安裝鋼圍檁應遵循“先長后短，減少接頭數(shù)”的原則，優(yōu)先使用較長圍檁，特別是優(yōu)先使用標準節(jié)（長12.0m）的鋼圍檁，以減少接頭數(shù)。
    4.2.4.2鋼圍檁接頭位置宜放置在主內(nèi)撐及其附近。其接頭應采用氣割割平，必要時應磨平，采用結(jié)422焊條焊接、焊滿。
    4.2.4.3鋼圍檁與圍護樁的距離，控制在50~100m為宜，以方使?jié)矒v和減少澆筑砼量。
    4.2.5澆筑砼
    4.2.5.1鋼圍檁與圍護的間隙采用砼回填有利于減少圍護變形，增加支護整體剛度的作用，因此應按設計要求配制砼，澆搗密實，為加快施工進度，可以提高砼標號。
    4.2.5.2施加預應力時，砼強度應達到設計強度的70%。
    4.2.6安裝主內(nèi)撐
    4.2.6.1安裝主內(nèi)撐同樣遵循“先長后短，減少接頭”的原則優(yōu)先使用標準節(jié)（節(jié)長12.0m），最后一節(jié)根據(jù)實際需要截料使用。
    4.2.6.2鋼內(nèi)撐的接頭宜放在支承立柱樁樁帽上或者附近。
    4.2.6.3鋼內(nèi)撐的接頭應采用氣割割平，必要時應磨平；采用結(jié)422焊條焊接，全部焊縫滿焊。
    4.2.6.4鋼內(nèi)撐安裝時，應盡量保持內(nèi)點略高，中間低的狀態(tài)（高差10~15mm）以確保其受力后不上凸。
    4.2.6.5每根鋼內(nèi)撐一頭應焊接兩個施加預應力支座，其強度應滿足施加預應力的要求。
    4.2.7施加預應力
    4.2.7.1施加預應力是支護工程的重要環(huán)節(jié)，施加預應力成功與否，直接影響到基坑支護的效果，因此，該環(huán)節(jié)應嚴格把關，詳實記錄。
    4.2.7.2施加預應力之前，應進行鋼內(nèi)撐限位焊接。
    4.2.7.3施加預應力應逐根進行，如實記錄加載時間、施加預應力的大小。有條件時，同一方向上的主內(nèi)撐應同時施加預應力。
    4.2.7.4完成預加應力后，現(xiàn)場應根據(jù)鋼內(nèi)撐與鋼圍檁之間實際情況，裁截相應規(guī)格、尺寸的鐵板，充填焊接定位，其焊接質(zhì)量按有關規(guī)范驗收，經(jīng)驗收合格后，加載的千斤頂方可卸載。
    4.2.8安裝八字撐
4.2.8.1安裝八字撐應遵循“先撐后挖”原則，在條件許可的地區(qū)并征得設計人員同意，可允許先挖后撐，但開挖深度、寬度應嚴格控制在2.0m以內(nèi)。
    4.2.8.2八字撐下料、安裝按圖紙進行，如實際與圖紙有矛盾，應向設計人員通報，商量解決方案。
    4.2.8.3八字撐預拼裝時，與鋼圍檁、主內(nèi)撐接觸部位應盡量緊密，對相距較大的部位，應先割制等厚度鋼板充填、補缺焊牢，焊接部位驗收按有關規(guī)范執(zhí)行。
    4.2.9驗收
    4.2.9.1鋼內(nèi)撐質(zhì)量驗收應堅持“過程驗收為主，完（竣）工驗收為鋪”的原則，反對以完（竣）工驗收，代替過程驗收。
    4.2.9.2驗收重點為各個節(jié)點（包括接頭），實行施工一個，驗收一個，完工一處驗收一處，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題及時返工。
    4.2.9.3嚴格按照以下標準進行驗收。
    《鋼結(jié)構工程質(zhì)量檢驗評定標準》GB50221-95
    《鋼結(jié)構工程施工及驗收規(guī)范》GB250205-95
    《碳素結(jié)構鋼》GB700-88
    4.2.10鋼內(nèi)撐監(jiān)測
    4.2.10.1鋼內(nèi)撐監(jiān)測一般與基坑監(jiān)測同步進行，監(jiān)測內(nèi)容有側(cè)向位移、主內(nèi)撐的變形（上凸、下凹）、鋼內(nèi)撐軸內(nèi)變化等。
    4.2.10.2監(jiān)測點位置，一般應設在鋼內(nèi)撐兩頭及中部，數(shù)量根據(jù)工程大小確定，一般內(nèi)撐長度大于40m，中部至少設2個監(jiān)測點。
    4.2.10.3位移和變形監(jiān)測主要采用高精度經(jīng)緯儀和水準儀，軸力監(jiān)測采用弦式反力計和應力片，監(jiān)測頻率正常情況1~2次/天，異常情況4~6次/天。
    4.2.10.4監(jiān)測結(jié)果及時向各方通報，現(xiàn)場應實行信息化施工，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果指導基坑開挖，報警值一般為累計位移在大于20mm，日變化量大于5mm。
    4.2.10.5施工現(xiàn)場應準備一定數(shù)量的搶險材料（鋼內(nèi)撐桿件）以防不測。
4.2.11鋼內(nèi)撐拆除
    地下工程結(jié)構施工至鋼內(nèi)撐附近進，即可進行鋼內(nèi)撐拆除工作。
    4.2.11.1鋼內(nèi)撐拆除前準備工作要點
⑴拆除前，應先進行可靠的換撐工作，以確保鋼內(nèi)撐拆除后，支護側(cè)向位移控制在較小范圍內(nèi)。
⑵拆除前，做好應急準備，作好監(jiān)測準備工作。
    ⑶劃分坑周保護區(qū)，滑裂面3.0m范圍以內(nèi)為重點保護區(qū)?？怪芗虞d應小于15KN/m，鋼內(nèi)撐拆除后，地下構筑物未澆筑到±0.00之前，坑周保護區(qū)內(nèi)嚴禁加載。
    4.2.11.2
    先拆除八字撐，再拆除主內(nèi)撐，并按間隔順序割開，即先割開2#、4#、6#……鋼內(nèi)撐，再割開1#、3#、5#……。
⑴拆除期間，坑周滑裂面3.0m范圍以內(nèi)，嚴禁過量堆載，堆載應小于15KN/m2。
⑵鋼內(nèi)撐拆除后，在±0.00澆筑完成之前，坑周保護區(qū)內(nèi)嚴禁加載。
⑶沿焊縫割開八字撐，觀測24小時，位移正常后，由塔吊或吊車吊放指定的地方，運出場外。
⑷按2#、4#6#……間隔順序割開鋼內(nèi)撐（主內(nèi)撐）與圍檁之間的焊縫，割口寬度為50mm，以釋放應力。經(jīng)24小時位移測量（觀測次數(shù)不少于3次），再決定能否全部割開，如位移小于10mm，可割開1#、3#、5#……鋼內(nèi)撐，其方法同2#、4#、6#……鋼內(nèi)撐，其方法同2#、4#、6#。
⑸經(jīng)24小時觀測正常后，可按安裝順序割斷鋼內(nèi)撐，割開位置沿原焊縫。
⑹割開的主內(nèi)撐塔吊能吊裝的直接裝車運出，不能直接吊裝的用2只5t手拉葫蘆、龍門架輕輕吊放樓（面）板上，墊上Φ108無縫鋼管，用3噸卷揚機拉到汽車吊或塔吊能直接吊裝的位置。
⑺鋼圍檁亦手用主內(nèi)撐方法割開、吊運，由于條件限制，不能直接吊運的，應用手拉葫蘆吊到到高于墻板鋼筋的位置，并在圍檁下面墊上兩根Φ108無縫鋼管，使鋼管與樓面成45°左右。讓鋼圍檁沿鋼管徐徐滑下至樓（面）板上的無縫鋼管上，用卷揚機拉到汽車吊、塔吊能直接起吊的位置。
⑻加強位移測量頻率，八字撐、鋼內(nèi)撐拆除的48小時內(nèi)，測量次數(shù)不少于8次，正常后每天一次。
    ⑼在36小時以內(nèi)，累計位移達25mm，應發(fā)出預警信號，并立即停止鋼內(nèi)撐拆除。分析其大原因，采取相應的補救措施。
    5、主要機具設備
主要機具一覽表
項  目 序號 名   稱 規(guī)  格 數(shù)  量 備  注
運輸設備 1 運輸汽車 12t 8~10輛 可租用社會車輛承擔
吊 安 裝 設 備 2 汽車吊 16t 1輛 根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用
   25t 1輛 
   35t 1輛 
   45t 1輛 
 3 塔吊 80t.m 1臺 
 4 手位葫蘆 5t 5~6只 
 5 電焊機 BX3-300 8只 
 6 氣割設備  4套 
檢 測 設 備 7 油壓千斤頂 100t 2只 
 8 水準儀 S3 1臺 
 9 經(jīng)緯儀 J6 1臺 
 8 弦式反力計 XHL1/2 2臺 
 9 鋼卷尺 50m 2把 
 10 直尺  3~4只 
輔助設備 11 挖掘機 1m3 1臺 
 12 撬棍  若干 
  走管 Φ108 若干 
    6、材料要求
    6.1所用材料主要為槽鋼和熱軋鋼材，采用焊接和高強度螺栓組裝而成，并由工廠制作。制作長度一般12.0m，施工現(xiàn)場按需裁截使用。構件的尺寸、規(guī)格按使用功能分為四種：
    6.1.1主內(nèi)撐：規(guī)格730×560，
    6.1.2八字撐：規(guī)格260×300，
    6.1.3圍檁：規(guī)格600×560，
    6.1.4立柱：采用角鋼焊接而成，
    6.2所用材料應符合國標GB700-88《碳素結(jié)構鋼》及設計要求，并有出廠合格證書。
    6.3焊條要有出廠合格證書，滿足設計要求。
    6.4所采用的連接材料（高強度螺栓、鋼板）應具有出廠合格證書，并符合設計和國家現(xiàn)行有關規(guī)定。
    7、勞動組織
    勞動組織隨工程大小、工期要求而有所變化，現(xiàn)以一個中型鋼內(nèi)撐工程（鋼內(nèi)撐總量約300t），支撐工期7天，拆除工期7天為例，勞動組織如下：
勞動組織一覽表
組織 崗位 人數(shù) 職     責 備 注
項 目 經(jīng) 理 部 項目經(jīng)理 1 負責工程施工、進度、質(zhì)量、安全協(xié)調(diào) 
 施工員 2 負責工程施工管理 
 質(zhì)檢員 1 工程各個環(huán)節(jié)質(zhì)量檢查、監(jiān)督 
 安全員 1 負責工地安全檢查管理 
運 輸 吊 裝 駕駛員 8~10 負責鋼內(nèi)撐運輸 可租社會車輛
 塔吊司機 2 負責鋼內(nèi)撐吊運 可租土建塔吊使用
 塔吊指揮 2 負責指揮塔吊吊運 
 挖掘機司機 2 開挖溝槽，以便安裝鋼牛腿、支架帽等 
安裝 焊接 安裝工 8 負責鋼內(nèi)撐等構件、準確就位 
 電焊工 8 負責構件焊接、氣割等工程 
 起重工 2 負責構件起吊 
后      勤 材料員 1 工程所需材料買和管理 
 電工 1 工地各種電器、線路安裝管理 
 鉗工 1 機具、設備維修 
 炊事員 2 負責工地食堂供應 
 行政 1 工地日常事務 
    8、質(zhì)量標準及檢測方法
    8.1構件標準
    8.1.1鋼材的品種和質(zhì)量必須符合設計要求和有關標準的規(guī)定。
    8.1.2鋼材的表面必須清潔。表面有顆料狀或片狀態(tài)銹斑，應經(jīng)除銹，除銹后仍留有麻點的嚴禁按原規(guī)格使用。
    8.1.3鋼內(nèi)撐的規(guī)格，形狀、尺寸、數(shù)量、間距符合設計要求和施工規(guī)范的規(guī)定。
8.1.4重要使用的鋼內(nèi)撐，應規(guī)定使用次數(shù)，達到使用次數(shù)慶按規(guī)定報廢，如必須使用，使用前應進行鑒定，鑒定合格，方可使用。
    8.2焊接標準
    8.2.1焊縫必須符合設計要求和規(guī)范JGJ81-91《建筑鋼焊接規(guī)程》，所有焊縫均采用三級檢驗，并做好檢查記錄。
    8.2.2焊縫表面和熱影響區(qū)，不許有裂縫，弧坑過燒，未熔合等現(xiàn)象。
    8.3檢測方法
    鋼內(nèi)撐的安裝焊接的允許偏差和檢測方法見下表：
項目 檢查內(nèi)容 允許偏差（mm） 檢測方法 備注
鋼 內(nèi) 撐 梁軸線線偏差 15 經(jīng)緯儀、尺量 
 梁長度 -10 尺量 
 梁高度 ±15 水準儀測量 
 梁起凸偏差 ±5 水準儀測量 允許下凹15mm
 梁側(cè)彎 L/2000 拉線、尺量 ≤10m
 梁面傾斜 ≤20 水準儀測量 
焊  縫 長度 滿焊 尺量 
 高度 ≥d0  
 外觀質(zhì)量 焊波應均勻，不得有裂縫，夾渣、焊瘤、燒穿弧坑等缺陷  合 格
    9、安全注意事項
    9.1從事鋼內(nèi)撐施工的人員，都必須認真學習建筑施工安全檢查標準（JGJ59-99），新工人必須接受三級安全教育和必要的考核，方能進入現(xiàn)場施工。
    9.2特殊工種人員，堅持持證上崗，嚴禁無證人員操作。
    9.3所有施工人員進入施工現(xiàn)場必須穿戴安全帽、工作服、工作鞋、防護眼鏡。高空作業(yè)必須栓安全帶。
    9.4基坑應設安全護欄，基坑上下設可靠的通道。
    9.5基坑周邊應劃分安全區(qū)，構件堆放區(qū)，安裝期間，構件原則隨用隨進，直接吊放在基坑內(nèi)；拆除期間，構件直接吊運裝車，坑周、樓（面）板上嚴禁堆放構件。
    9.6大門設明顯標志，車輛進出由安全引導員引導。
    9.7汽車吊就位作業(yè)前，應進行行業(yè)踏勘，對作業(yè)半徑內(nèi)的障礙物予以清理，對鄰近的高壓輸電線，應進行妥善保護。
    9.9氧電焊操作必須遵守“氧電焊安全操作規(guī)定”，氧氣瓶、乙炔瓶等易燃、易爆物按規(guī)定擺放，不得混亂。
    9.10嚴禁班前，班中喝酒，嚴禁酒后操作起重機、氧電焊。