上海地區(qū)深基坑水平鋼支撐體系施工技術(shù)方案一、工程概況與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本工程位于上海市中心城區(qū)，為商業(yè)綜合體項(xiàng)目，總建筑面積約10萬平方米，包含地下兩層、地上五層框架結(jié)構(gòu)體系?；娱_挖深度12.6米，采用"地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐"支護(hù)形式，水平鋼支撐體系設(shè)計(jì)為三道環(huán)形布置，其中第一道支撐采用Φ800×16mm鋼管，第二、三道采用Φ609×16mm鋼管，圍檁選用雙拼H型鋼（700×300×13×24）。場(chǎng)地周邊50米范圍內(nèi)分布有地鐵線路、市政管線及既有建筑群，地下水位埋深1.2米，土層分布為①填土、②粉質(zhì)黏土、③淤泥質(zhì)黏土、④粉質(zhì)黏土夾砂層，屬典型軟土地基條件。施工遵循"時(shí)空效應(yīng)"理論，嚴(yán)格執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012及上海市《基坑工程技術(shù)規(guī)范》DG/TJ08-61-2018等標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)軟土特性，采用"分層、分塊、對(duì)稱、限時(shí)"的開挖支撐原則，每層開挖厚度不超過2.5米，每段開挖長(zhǎng)度控制在6米以內(nèi)，單段支撐安裝及預(yù)應(yīng)力施加須在24小時(shí)內(nèi)完成，確?；幼冃瘟靠刂圃?0mm以內(nèi)。二、材料制備與質(zhì)量控制2.1支撐體系材料配置鋼管支撐采用Q355B級(jí)無縫鋼管，進(jìn)場(chǎng)時(shí)需提供材質(zhì)證明書及力學(xué)性能檢測(cè)報(bào)告，每批鋼管抽樣進(jìn)行屈服強(qiáng)度（≥345MPa）、抗拉強(qiáng)度（470-630MPa）及伸長(zhǎng)率（≥21%）檢驗(yàn)?；罱j(luò)接頭由外套管、內(nèi)插管及楔形塊組成，外套管壁厚不小于18mm，楔形塊采用45號(hào)鋼鍛造加工，表面硬度達(dá)到HRC30-35。鋼圍檁采用工廠預(yù)制的雙拼H型鋼，焊接質(zhì)量符合《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》GB50661-2011要求，腹板與翼緣板的T型接頭采用全熔透坡口焊，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。牛腿支撐采用20mm厚Q345鋼板切割成型，與圍檁的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)置10mm厚加勁肋，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件出廠前進(jìn)行噴砂除銹處理，表面涂裝環(huán)氧富鋅底漆（干膜厚度≥80μm）及氯化橡膠面漆（干膜厚度≥60μm）。2.2材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收與存儲(chǔ)建立三級(jí)質(zhì)量驗(yàn)收制度：材料員核對(duì)規(guī)格型號(hào)及出廠合格證→質(zhì)檢員進(jìn)行外觀檢查（彎曲度≤1/1000，橢圓度≤3mm）→第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)性能復(fù)試。不合格材料應(yīng)標(biāo)識(shí)隔離，嚴(yán)禁使用。材料存儲(chǔ)采用分區(qū)堆放方式，鋼管支撐底層墊設(shè)200×200mm方木，堆放高度不超過4層，每層間設(shè)置木墊塊防止變形?；罱j(luò)接頭及楔形塊入庫存放，濕度控制在60%以下，預(yù)應(yīng)力施加設(shè)備（200T液壓千斤頂）每半年進(jìn)行一次標(biāo)定，精度誤差需≤1%。三、關(guān)鍵施工工藝3.1測(cè)量放線與牛腿安裝根據(jù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)圖紙，采用全站儀按二級(jí)導(dǎo)線精度建立施工控制網(wǎng)，測(cè)設(shè)支撐軸線偏差控制在±10mm內(nèi)。鋼牛腿安裝前，先清除地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼板表面浮銹，采用M20膨脹螺栓（植入深度≥10d）固定牛腿底座，用水準(zhǔn)儀控制牛腿頂面標(biāo)高誤差≤5mm。斜向鋼墊箱安裝時(shí)，先點(diǎn)焊定位再進(jìn)行抄平調(diào)整，確保對(duì)應(yīng)墊箱中心線同軸度偏差≤20mm，最后采用E5015焊條進(jìn)行滿焊，焊縫高度≥10mm，焊后進(jìn)行100%超聲波探傷檢測(cè)。3.2支撐拼裝與吊裝支撐在地面鋼平臺(tái)上進(jìn)行整段拼裝，采用法蘭盤連接，螺栓規(guī)格為M24高強(qiáng)度螺栓（8.8級(jí)），扭矩系數(shù)控制在0.11-0.15范圍，終擰扭矩達(dá)到460N·m。每根支撐配置一端固定段及一端活絡(luò)段，總長(zhǎng)度比圍護(hù)結(jié)構(gòu)凈距小10-30cm，拼裝完成后進(jìn)行全長(zhǎng)直線度檢查，允許偏差≤L/1000（L為支撐長(zhǎng)度）。吊裝采用50t汽車吊，兩點(diǎn)起吊（吊點(diǎn)距端部0.2L處），吊裝索具選用Φ28mm鋼絲繩（安全系數(shù)K=6），起吊時(shí)設(shè)置防晃繩。支撐就位后，先將活絡(luò)頭端放置于牛腿上，另一端通過千斤頂頂推就位，全過程保持支撐軸心與圍檁垂直，傾斜度偏差≤1/300。3.3預(yù)應(yīng)力施加與鎖定采用雙端同步分級(jí)施加預(yù)應(yīng)力工藝，選用200T穿心式液壓千斤頂，油表精度等級(jí)1.0級(jí)。預(yù)應(yīng)力施加值為設(shè)計(jì)軸力的1.1倍（考慮10%應(yīng)力損失），分三次加載：50%→80%→100%，每級(jí)持荷3分鐘，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力傳感器讀數(shù)。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，立即打入楔形塊鎖定，楔塊采用Q235鋼制作，楔緊度通過0.3kg手錘敲擊檢查，確保無松動(dòng)現(xiàn)象。預(yù)應(yīng)力復(fù)加制度：支撐安裝后12小時(shí)內(nèi)進(jìn)行首次復(fù)加，之后根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng)環(huán)境溫度變化超過10℃、支撐軸力下降15%或基坑變形速率超過2mm/d時(shí)，需及時(shí)復(fù)加預(yù)應(yīng)力，復(fù)加值不超過設(shè)計(jì)軸力的1.1倍。夏季施工時(shí)，對(duì)暴露的鋼支撐采取遮陽淋水措施，控制表面溫度不超過40℃。3.4特殊部位處理陰陽角部位采用定制異形鋼圍檁，曲率半徑按設(shè)計(jì)圖紙加工，內(nèi)側(cè)設(shè)置弧形加勁板（厚度20mm）。對(duì)跨度超過15m的支撐設(shè)置鋼立柱，立柱采用Φ609×16mm鋼管，插入地下連續(xù)墻深度≥3m，頂部設(shè)置雙向限位裝置，確保沉降量≤10mm。地鐵保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的支撐體系，在常規(guī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提高20%安全儲(chǔ)備，采用Φ800鋼管通長(zhǎng)布置，預(yù)應(yīng)力施加值提高至設(shè)計(jì)軸力的1.2倍，同時(shí)加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)至5m間距。四、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系4.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布設(shè)按照上海市"監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不落地"要求，建立自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包含：支撐軸力監(jiān)測(cè)：采用振弦式傳感器，每道支撐布設(shè)3-5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，量程0-15000kN，精度±0.5%F·S圍護(hù)墻位移：測(cè)斜管埋深至坑底以下5m，采用固定式測(cè)斜儀，分辨率0.02mm/500mm周圍環(huán)境監(jiān)測(cè)：在地鐵隧道、管線及建筑物上布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，采用全站儀按二等水準(zhǔn)精度測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)遵循"關(guān)鍵區(qū)域加密"原則，基坑周邊2倍開挖深度范圍內(nèi)的建筑物，在墻角、柱體等關(guān)鍵部位設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，間距不超過10m；地下管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)沿走向每15m布設(shè)一個(gè)，閥門井等節(jié)點(diǎn)處增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。4.2監(jiān)測(cè)頻率與預(yù)警值監(jiān)測(cè)頻率根據(jù)施工階段動(dòng)態(tài)調(diào)整：開挖及支撐階段：1次/天地下結(jié)構(gòu)施工階段：1次/3天主體結(jié)構(gòu)施工階段：1次/7天預(yù)警值設(shè)置三級(jí)響應(yīng)機(jī)制：黃色預(yù)警：支撐軸力達(dá)80%設(shè)計(jì)值，或位移速率2-3mm/d橙色預(yù)警：支撐軸力達(dá)90%設(shè)計(jì)值，或位移速率3-5mm/d紅色預(yù)警：支撐軸力超設(shè)計(jì)值，或位移速率>5mm/d當(dāng)出現(xiàn)橙色預(yù)警時(shí)，立即停止開挖作業(yè)，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取臨時(shí)加固措施；紅色預(yù)警狀態(tài)下，須組織周邊人員疏散，采用速凝混凝土回填或增設(shè)臨時(shí)支撐。4.3數(shù)據(jù)處理與反饋監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙傳輸至管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可視化展示，系統(tǒng)具備自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、周分析報(bào)告功能。技術(shù)團(tuán)隊(duì)每日召開監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析會(huì)，繪制位移-時(shí)間曲線，預(yù)測(cè)變形趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)支撐軸力異常衰減（單日下降超過10%）時(shí)，立即組織預(yù)應(yīng)力復(fù)加，復(fù)加過程中同步監(jiān)測(cè)圍護(hù)墻變形，確保變形量不超過預(yù)警值。五、綠色施工與環(huán)保措施5.1噪聲與揚(yáng)塵控制施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置固定式噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)（距施工機(jī)械30m處），晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB。鋼管切割采用液壓剪代替氣割，減少噪聲及煙塵排放；土方開挖采用濕法作業(yè)，挖掘機(jī)配備霧化降塵系統(tǒng)，基坑周邊設(shè)置6m高防塵網(wǎng)，出入口安裝車輛沖洗平臺(tái)（含三級(jí)沉淀池）。5.2廢棄物資源化利用建立"分類收集、集中處理"的固廢管理體系，焊接煙塵通過移動(dòng)式焊煙凈化器處理（凈化效率≥95%），焊條頭回收率達(dá)100%。鋼支撐拆除后進(jìn)行統(tǒng)一檢測(cè)評(píng)估，可修復(fù)構(gòu)件經(jīng)矯正、重新涂裝后入庫備用，報(bào)廢構(gòu)件由專業(yè)回收單位進(jìn)行熔煉再生，實(shí)現(xiàn)鋼材循環(huán)利用率≥90%。5.3碳排放管控編制施工碳排放專項(xiàng)方案，采用BIM技術(shù)優(yōu)化支撐布置，減少鋼材用量15%以上。優(yōu)先選用本地化材料（運(yùn)距≤50km），施工現(xiàn)場(chǎng)安裝光伏臨時(shí)用電系統(tǒng)，滿足30%的用電需求。建立碳排放臺(tái)賬，定期核算支撐加工、運(yùn)輸、安裝各環(huán)節(jié)的碳排放量，確保單位建筑面積碳排放強(qiáng)度≤0.15tCO?/m2。六、施工安全保障6.1危險(xiǎn)源管控對(duì)支撐吊裝、高空作業(yè)等危大工程編制專項(xiàng)施工方案，組織專家論證。設(shè)置臨邊防護(hù)欄桿（高度1.2m，兩道橫桿），作業(yè)層滿鋪腳手板并固定。支撐安裝區(qū)域設(shè)置警戒區(qū)，非作業(yè)人員嚴(yán)禁入內(nèi)，夜間懸掛紅色警示燈。6.2應(yīng)急準(zhǔn)備編制基坑坍塌、支撐失穩(wěn)等專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，配備應(yīng)急物資：200T千斤頂2臺(tái)、鋼楔塊50套、速凝混凝土10m3、應(yīng)急照明設(shè)備等。每月組織應(yīng)急演練，檢驗(yàn)響應(yīng)能力，演練記錄存檔備查。6.3季節(jié)性施工措施夏季施工時(shí)，在支撐表面覆蓋阻燃草簾并定時(shí)淋水降溫，防止溫度應(yīng)力導(dǎo)致軸力異常增長(zhǎng)；冬季施工（低于0℃）時(shí)，焊接作業(yè)采取預(yù)熱措施（預(yù)熱溫度≥80℃），預(yù)應(yīng)力施加前對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行保溫處理，確保油液溫度不低于10℃。七、支撐拆除工藝支撐拆除遵循"先換撐后拆除"原則，待地下結(jié)構(gòu)樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%后，由施工單位提出拆除申請(qǐng)，經(jīng)監(jiān)理工程師審批后方可實(shí)施。拆除順序與安裝順序相反，采用"液壓卸載→割除牛腿→分段吊裝"的流程，具體步驟：安裝200T千斤頂，施加與現(xiàn)存軸力相當(dāng)?shù)念A(yù)壓力松動(dòng)活絡(luò)頭楔形塊，分級(jí)卸載（每級(jí)50T，持荷5分鐘）采用氣割割除三角牛腿及連接螺栓，切割作業(yè)時(shí)設(shè)置接火斗分段吊裝拆除