安徽成套鋼支撐施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本項(xiàng)目位于安徽省合肥市繁華商業(yè)區(qū)，為商業(yè)綜合體建設(shè)工程，總建筑面積約30萬平方米，包含3層地下室結(jié)構(gòu)，基坑開挖深度12.10m~13.60m，坑底位于粘土層?；颖眰?cè)臨近城市主干道，東側(cè)為在建地鐵線路，西側(cè)距離既有17層辦公樓基礎(chǔ)僅8m，南側(cè)為物流倉庫區(qū)。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，場(chǎng)地土層分布自上而下為：①素填土層（厚0.8~6.1m）、②粘土層（厚9.7~16.6m）、③強(qiáng)風(fēng)化砂巖層（厚3.4~5.2m），地下水位埋深0.4~3.4m，對(duì)基坑支護(hù)體系穩(wěn)定性要求極高。1.2支護(hù)體系設(shè)計(jì)本工程采用"鉆孔灌注樁+裝配式鋼支撐"復(fù)合支護(hù)體系，具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：圍護(hù)樁：Φ800@1000鉆孔灌注樁，有效樁長22m，混凝土強(qiáng)度C30鋼支撐體系：橫向主支撐：Φ609×16mm鋼管，間距6m，設(shè)置2道（第一道冠梁下1.5m，第二道坑底以上3m）圍檁：雙拼H400×400×13×21型鋼立柱：Φ609×16mm鋼管樁，樁長25m，樁頂設(shè)200×200×20mm鋼板托座預(yù)應(yīng)力施加：設(shè)計(jì)軸力400kN，預(yù)加力按設(shè)計(jì)值的60%（240kN）控制二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會(huì)審：組織技術(shù)團(tuán)隊(duì)核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的符合性，重點(diǎn)確認(rèn)鋼支撐節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、預(yù)加力參數(shù)及與主體結(jié)構(gòu)沖突區(qū)域的處理方案，形成圖紙會(huì)審記錄并經(jīng)設(shè)計(jì)單位簽認(rèn)。測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)：根據(jù)業(yè)主提供的基準(zhǔn)點(diǎn)，建立三級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，設(shè)置6個(gè)永久觀測(cè)點(diǎn)和12個(gè)臨時(shí)控制點(diǎn)，采用全站儀進(jìn)行閉合導(dǎo)線測(cè)量，平面位置誤差≤15mm，高程誤差≤20mm。施工方案編制：編制專項(xiàng)施工方案，包含支撐安裝流程圖、預(yù)應(yīng)力施加工藝、監(jiān)測(cè)預(yù)警值等關(guān)鍵內(nèi)容，經(jīng)專家論證后報(bào)監(jiān)理單位審批。2.2材料準(zhǔn)備鋼材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收：鋼管：Q345B材質(zhì)，每批進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證、力學(xué)性能報(bào)告，按規(guī)范要求截取3組試樣進(jìn)行拉伸、彎曲試驗(yàn)，屈服強(qiáng)度≥345MPa，抗拉強(qiáng)度≥470MPa連接螺栓：10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓，進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)，扭矩系數(shù)控制在0.11~0.15范圍焊接材料：E5015焊條，使用前經(jīng)350℃×1h烘干處理，存入80~100℃保溫筒內(nèi)材料加工：鋼管切割：采用等離子切割，切口垂直度偏差≤1.5mm，端口設(shè)10mm厚封頭板，滿焊后做20mm半徑圓弧過渡活絡(luò)端頭：工廠預(yù)制，伸縮行程150~300mm，安裝前進(jìn)行3次伸縮試驗(yàn)，確保運(yùn)行順暢2.3機(jī)具準(zhǔn)備設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量技術(shù)要求汽車吊25t2臺(tái)吊具額定荷載≥30t，配備力矩限制器液壓千斤頂YC-5004臺(tái)行程≥200mm，油壓表精度1.5級(jí)扭矩扳手0~600N·m6把每半年校準(zhǔn)一次，誤差≤±3%全站儀TS601臺(tái)測(cè)角精度0.5″，測(cè)距精度1mm+1ppm軸力計(jì)ZL-50012個(gè)測(cè)量范圍0~500kN，分辨率0.1kN三、施工工藝3.1施工流程測(cè)量放線→圍護(hù)樁施工→冠梁澆筑→第一層土方開挖（至第一道支撐底0.5m）→圍檁安裝→鋼支撐安裝→預(yù)應(yīng)力施加→第二層土方開挖→第二道支撐施工→主體結(jié)構(gòu)施工→換撐→支撐拆除3.2關(guān)鍵施工工藝3.2.1圍檁安裝托架施工：在圍護(hù)樁對(duì)應(yīng)位置植入Φ25化學(xué)錨栓（植入深度≥15d），安裝200×150×10mm鋼牛腿，牛腿間距1.5m，焊接采用雙面角焊縫，焊腳高度8mm，焊接完成后進(jìn)行100%滲透檢測(cè)。圍檁拼接：采用H型鋼對(duì)接，接口處設(shè)置2塊400×300×16mm加強(qiáng)肋板，高強(qiáng)螺栓連接（M24@100mm），終擰扭矩460~500N·m，分初擰（50%設(shè)計(jì)扭矩）、復(fù)擰（100%設(shè)計(jì)扭矩）兩次完成。間隙處理：圍檁與圍護(hù)樁間隙采用C30無收縮早強(qiáng)混凝土填充，灌注前清理縫隙內(nèi)雜物，采用注漿管從底部注漿至頂部溢漿，養(yǎng)護(hù)48h后強(qiáng)度≥20MPa。3.2.2鋼支撐安裝吊裝工藝：單根支撐重量≤8t，采用兩點(diǎn)吊裝（吊點(diǎn)距端頭1/3L處），吊裝索具選用Φ22mm鋼絲繩（安全系數(shù)K=6）吊裝時(shí)設(shè)置纜風(fēng)繩控制擺動(dòng)，基坑內(nèi)設(shè)置2名指揮人員，使用對(duì)講機(jī)與吊車司機(jī)聯(lián)動(dòng)支撐就位后，兩端中心線偏差≤20mm，標(biāo)高偏差≤10mm，水平度偏差≤1/1000節(jié)點(diǎn)連接：固定端：與圍檁采用M30螺栓連接，螺栓數(shù)量≥8個(gè)，均勻布置活絡(luò)端：安裝液壓千斤頂，采用分級(jí)加載法施加預(yù)應(yīng)力（0→30%→60%→持荷10min→鎖定）十字節(jié)點(diǎn)：設(shè)置20mm厚節(jié)點(diǎn)連接板，四角焊接加勁肋，焊縫進(jìn)行磁粉探傷3.2.3預(yù)應(yīng)力施加設(shè)備標(biāo)定：施工前對(duì)千斤頂、油壓表進(jìn)行配套標(biāo)定，繪制壓力-油表讀數(shù)曲線，建立回歸方程R=0.023P+0.5（R為油表讀數(shù)MPa，P為實(shí)際壓力kN）施加流程：初始階段：以10kN/min速率加載至120kN（50%預(yù)加力），持荷5min加載階段：繼續(xù)加載至240kN（100%預(yù)加力），持荷15min，監(jiān)測(cè)支撐軸力衰減情況鎖定階段：采用4組鋼楔塊（100×80×20mm）楔緊活絡(luò)端，楔塊接觸面進(jìn)行噴砂處理，摩擦系數(shù)≥0.45復(fù)加制度：支撐安裝后24h內(nèi)復(fù)加一次，之后每3d監(jiān)測(cè)一次，當(dāng)軸力損失超過15%時(shí)及時(shí)復(fù)加，復(fù)加次數(shù)≤3次3.3特殊季節(jié)施工措施3.3.1雨季施工排水系統(tǒng)：基坑周邊設(shè)500×600mm排水溝，轉(zhuǎn)角處設(shè)1000×1000×1200mm集水井，配備Φ150mm潛水泵（揚(yáng)程≥15m），確保抽排能力≥200m3/h防雨措施：鋼支撐堆放區(qū)搭設(shè)防雨棚（高度3m，采用彩鋼板圍護(hù)），焊接作業(yè)區(qū)設(shè)置移動(dòng)式防雨罩，雨后對(duì)焊口進(jìn)行200℃×1h烘干處理地基處理：吊車行走路線鋪設(shè)300mm厚級(jí)配砂石，上墊20mm厚鋼板，確保地基承載力≥150kPa3.3.2冬季施工（當(dāng)環(huán)境溫度≤5℃時(shí)）材料預(yù)熱：焊接前對(duì)母材進(jìn)行預(yù)熱，采用氧乙炔火焰加熱，預(yù)熱溫度80~120℃，加熱范圍為焊口兩側(cè)100mm，測(cè)溫點(diǎn)距離焊縫50mm混凝土養(yǎng)護(hù)：圍檁與圍護(hù)樁間隙填充采用P.O42.5R水泥配制的早強(qiáng)混凝土，摻加3%防凍劑，澆筑后覆蓋電熱毯+阻燃棉被養(yǎng)護(hù)，確保臨界強(qiáng)度≥7MPa設(shè)備保溫：液壓系統(tǒng)采用30#抗磨液壓油，工作前空運(yùn)轉(zhuǎn)15min，油箱設(shè)電加熱裝置（溫控5~30℃）四、質(zhì)量控制4.1主控項(xiàng)目鋼支撐安裝偏差控制：軸線位置：≤30mm（全站儀校核）頂面標(biāo)高：±20mm（水準(zhǔn)儀測(cè)量）水平度：≤1/1000且≤30mm（水平儀檢查）焊接質(zhì)量：焊縫外觀：余高0~3mm，咬邊深度≤0.5mm，無裂紋、氣孔內(nèi)部質(zhì)量：一級(jí)焊縫100%UT探傷，Ⅱ級(jí)焊縫20%UT探傷，合格等級(jí)Ⅱ級(jí)預(yù)加力控制：施加值：設(shè)計(jì)值的60%~80%（240~320kN）損失率：24h內(nèi)≤15%，7d內(nèi)累計(jì)≤20%4.2檢驗(yàn)批劃分原材料：每批鋼材、螺栓、焊條為一個(gè)檢驗(yàn)批，取樣送檢合格后方可使用鋼支撐安裝：每50延米或每20根為一個(gè)檢驗(yàn)批，檢查項(xiàng)目包括軸線、標(biāo)高、連接節(jié)點(diǎn)等預(yù)應(yīng)力施加：每個(gè)施力點(diǎn)為一個(gè)檢驗(yàn)批，記錄加載過程、持荷時(shí)間及最終鎖定值4.3質(zhì)量通病防治支撐失穩(wěn)：預(yù)防措施：安裝臨時(shí)斜撐（間距≤6m），采用Φ48×3.5mm鋼管搭設(shè)三角架固定處理方法：當(dāng)側(cè)向位移超過30mm時(shí)，增設(shè)Φ609鋼管八字撐，預(yù)加力150kN螺栓松動(dòng)：預(yù)防措施：采用扭矩扳手分三次擰緊（初擰50%→復(fù)擰100%→終擰檢查）處理方法：每3d檢查一次扭矩，對(duì)松動(dòng)螺栓重新緊固至設(shè)計(jì)值五、安全措施5.1高空作業(yè)防護(hù)臨邊防護(hù)：基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿（立桿間距2m，橫桿兩道），欄桿內(nèi)側(cè)掛密目安全網(wǎng)（網(wǎng)目密度≥2000目/100cm2），底部設(shè)20cm高擋腳板作業(yè)平臺(tái)：鋼支撐安裝時(shí)搭設(shè)滿堂腳手架（立桿間距1.2×1.2m，步距1.8m），腳手板滿鋪且用12#鐵絲綁扎牢固，作業(yè)層設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿個(gè)人防護(hù)：作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，連接至專用安全繩（抗拉強(qiáng)度≥2.5kN），安全帶使用前進(jìn)行靜載試驗(yàn)（15kN×5min無斷裂）5.2吊裝作業(yè)安全吊裝區(qū)域管理：設(shè)置20m×20m警戒區(qū)，使用紅白警示帶隔離，配備2名專職安全員，吊裝時(shí)禁止任何人員進(jìn)入警戒區(qū)吊具檢查：每次吊裝前檢查鋼絲繩磨損情況（斷絲數(shù)≤10%）、卸扣變形量（≤1%額定荷載），吊具使用周期≤6個(gè)月應(yīng)急措施：配備2臺(tái)5t手拉葫蘆（設(shè)置在冠梁預(yù)埋吊環(huán)上），當(dāng)支撐發(fā)生墜落風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，立即啟動(dòng)葫蘆進(jìn)行臨時(shí)固定5.3有限空間作業(yè)通風(fēng)措施：基坑內(nèi)設(shè)置4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量≥5000m3/h），確?？諝饬魍?，氧氣含量≥19.5%照明供電：使用36V安全電壓，燈具間距≤10m，電纜架空敷設(shè)（高度≥2.5m），配備2套應(yīng)急照明設(shè)備氣體檢測(cè)：每日開工前檢測(cè)基坑內(nèi)有害氣體（CO≤30mg/m3，H?S≤10mg/m3），檢測(cè)合格后方可進(jìn)入六、監(jiān)測(cè)方案6.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容與頻率監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量監(jiān)測(cè)頻率預(yù)警值控制值圍護(hù)樁頂位移24點(diǎn)1次/1d30mm40mm鋼支撐軸力12點(diǎn)1次/2d480kN560kN周邊沉降36點(diǎn)1次/3d20mm30mm地下水位8點(diǎn)1次/1d500mm/d800mm/d6.2監(jiān)測(cè)方法位移監(jiān)測(cè)：采用全站儀極坐標(biāo)法，測(cè)回?cái)?shù)4測(cè)回，每次觀測(cè)前對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校核軸力監(jiān)測(cè)：在支撐活絡(luò)端安裝軸力計(jì)，通過無線傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，采樣頻率1次/10min沉降監(jiān)測(cè)：使用DS05水準(zhǔn)儀，按二等水準(zhǔn)測(cè)量精度施測(cè)，閉合差≤0.3√nmm（n為測(cè)站數(shù)）6.3預(yù)警響應(yīng)一級(jí)預(yù)警（達(dá)到預(yù)警值80%）：加密監(jiān)測(cè)頻率至2次/d，通報(bào)監(jiān)理單位二級(jí)預(yù)警（達(dá)到預(yù)警值）：停止施工，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，采取加固措施三級(jí)預(yù)警（超過預(yù)警值）：立即撤離人員，啟用備用支撐系統(tǒng)，組織專家論證處理方案七、支撐拆除7.1拆除條件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度：主體結(jié)構(gòu)樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%（由同條件試塊確定）換撐完成：設(shè)置Φ609×12mm鋼管換撐，間距3m，預(yù)加力150kN監(jiān)測(cè)確認(rèn)：連續(xù)3d結(jié)構(gòu)沉降≤2mm/d，支撐軸力下降速率≤10kN/d7.2拆除工藝卸載順序：先拆除第二道支撐，后拆除第一道支撐同一道支撐按"先角撐后對(duì)撐，先中間后兩邊"的順序作業(yè)方法：采用25t汽車吊配合拆除，單段長度≤6m，重量≤8t切割采用等離子切割，每段設(shè)置2個(gè)吊點(diǎn)，吊裝時(shí)設(shè)牽引繩廢棄物處理：鋼管切割后分類堆放，可回收材料回收率≥90%焊接煙塵采用移動(dòng)式焊煙凈化器處理，排放濃度≤8mg/m3八、應(yīng)急預(yù)案8.1支撐失穩(wěn)應(yīng)急應(yīng)急小組：由項(xiàng)目經(jīng)理任組長，下設(shè)搶險(xiǎn)組（15人）、技術(shù)組（5人）、物資組（3人）物資儲(chǔ)備：儲(chǔ)備Φ609鋼管200m、10.9級(jí)螺栓500套、液壓千斤頂2臺(tái)處置流程：立即停止開挖，撤離危險(xiǎn)區(qū)人員在失穩(wěn)支撐兩側(cè)5m內(nèi)設(shè)置臨時(shí)支撐，采用25t吊車快速安裝監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，更換受損支撐，重新施加預(yù)應(yīng)力8.2基坑突水