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钢支撑施工细节分析

2021-08-11 高工 阅读 2153
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一、装配式钢支撑施工介绍

 

装配式钢支撑可与地下连续墙、SMW工法桩、拉森钢板桩、HLC、PLC等各类围护结构组合形成基坑围护体系,因其超强的灵活适应性,加之可定制构件加工、方便快捷;结构自重轻,组合安装方便;可循环使用,节能环保;可回收利用,造价低廉等优点,被越来越多的基坑工程选择作为围护结构内支撑体系。

 

民建基坑常有基坑周边存在地下管线、地表建筑物、河流;基坑施工用地红线因周边建筑物、管理线影响受限或不规则,基坑四周不顺直;基坑尺寸较大,短边跨度大等特点,会给基坑装配式钢支撑施工带来诸多障碍。

 

下面以盐城金融城三期项目为例,阐述装配式钢支撑现场施工主要施工步骤及难点解决措施。

 

二、钢支撑施工工程案例介绍

 

金融城三期住宅区型钢支撑施工项目位于盐城盐都区人民中路东侧,世纪大道北侧。基坑长158~159m,宽83~88m,受结构设计影响,基坑北侧设置长7.5m,宽2.5m的凸起,平面为四边不规则基坑。开挖深度9.35~9.65m,基底位于淤泥质粉质黏土层。

 

围护结构采用SMW工法桩+两道支撑组合结构,第一道采用混凝土支撑,第二道采用装配式钢支撑,钢支撑采用双榀56C工字钢围檩+双榀Ø609x16钢管支撑。两道支撑竖向间距4.5m。基坑北侧红线处为宽约9m的河道,距基坑边线最近约9.6m,水压较大;基坑东侧紧临居民道路不可占用,施工作业面严重受限。

 

钢支撑施工案例

 

基坑环境平面示意图

 

1.项目施工难点

 

我司主要承担第二道钢支撑施工,施工存在以下难点:

1.基坑东侧施工空间过于狭小,无法支立作业机械;

2.基坑形状不规则,尺寸较大,围檩刚度较大,围檩设置与坑壁吻合较困难;

3.钢支撑安装位置土层为淤泥质粉质黏土,支撑能力弱;

4.基坑跨度大,吊车等具有吊装功能的机械设备无法达到绝大部分安装区域。

 

图片钢支撑施工现场条件

 

施工空间狭小的东侧基坑

 

2.钢支撑施工步骤

 

装配式钢支撑施工步骤有:前期方案策划-材料进场检验-安装-预应力施加与控制-施工监测与巡查-拆除-其他事项。

 

钢支撑施工现场展示

 

钢支撑施工方案策划

 

项目方案策划施工前综合工程环境、设计图纸等关键要素对项目进行策划,编制详细的施工方案,方案除常规施工的相关内容外,必须重点明确钢支撑施工存在难点问题的解决方法。

 

为克服基坑形状不规则、尺寸较大、围檩刚度较大、围檩设置与坑壁吻合困难的问题,对钢围檩进行受力分析,得到围檩的弯矩图,原则上围檩接头设置于弯矩零点处;根据相关规范要求,其他位置需要设置接头时,拼装点位置设置在支撑附近,不超过围檩计算跨度的三分点,围檩分段长度不小于支撑间距的两倍;上下两根工字钢拼接点相互错开,综合上述条件后提前画出拼接节点详图,提供厂区加工和现场安装执行。

 

钢支撑施工方案弯矩图图片

 

围檩受力分析(弯矩图)

 

钢支撑施工钢围檩节点详图

图片

钢围檩节点详图

 

同时项目方案策划根据现场地形、建筑物等条件,确定钢支撑安装方法、机械选型和主要施工顺序。因场地限制,东侧无法设置吊装设备进行钢围檩安装,拟采用挖掘机坑内倒运、吊装围檩和钢支撑施工。方案确定后,结合总包方开挖顺序,提前将挖掘机顺开挖坡面自行开入基坑内,最后土方开挖结束之前提前开出基坑;根据再有挖机吊运能力确定所吊运钢围檩和钢支撑加工尺寸,确保安装工程顺利进行;根据钢支撑施工安装作业面地层情况,提前配备一定数量的钢板备用,基坑开挖后,若坑内降水不到位或遇降水坑积水时,及时实施铺垫,以免影响安装进度。

 

钢支撑施工现场土质

 

钢支撑施工现场的淤泥质粉质黏土

 

钢支撑施工进场检验

 

加工车间根据策划图纸进行钢支撑以及钢围檩加工,加工时应统一编号,按序加工运输;现场人员对进场构件需逐一进行外观、规格、使用部位、材质、数量等进行检验,并完成交接手续。

 

钢支撑安装

 

(1)安装前准备工作

a.进行安全技术交底;

b.进行预拼装,检验加工精度;

c.检查确认供电、供水、道路、排水、照明等满足安全文明施工的要求;

d.材料进场数量满足施工要求,并按规范要求堆放、标识。

 

(2)安装

a.钢支撑在土方开挖至设计要求标高后立即安装,根据土方开挖顺序依次推进;

b.钢围檩安装根据方案策划编号逐节安装;

c.钢托加安装顺直,并在同一标高位置,钢围檩水平中线与支撑轴线在同一水平面上,误差必须满足相关规范要求;

d.架设支撑前,仔细复核两侧围檩与立柱、托梁的标高;

e.构件吊装施工过程中由专人统一指挥;

 

钢支撑施工现场

 

钢支撑施工预应力施加与控制

 

a.为支撑施加预应力所用的千斤顶和油泵系统经过计量检定,使用时在检定有效期内;

b.钢支撑施工安装 完毕后,及时检查各节点的连接状况,经确认符合要求后可施工加预应力;

c.预应力根据设计要求分级施加,设计无要求时根据相关规范施加;

d.预应力施加时检查各连接部位的稳定性、牢固性,遇到异常情况立即停止,排除隐患后方可继续作业;

e.预应力加至设计要求的额定值后,对所有螺栓进行二次复紧并检查各连接节点情况,必要时对节点进行加固,待额定压力稳定后锁定;

f.施工加预应力过程中,做好记录。

 

钢支撑施工监测与巡查

 

钢支撑支护使用期间,对支撑结构进行施工监测和巡查,监测内容有:

a.钢支撑水平位移;

b.钢支撑挠曲变形;

c.立柱竖向变形;

d.钢支撑预应力。

 

施工巡查包括:

a.构件外观;

b.土方开挖和支撑安装的顺序及时间;

c.节点的完好情况及支撑体系完整性;

d.钢围檩与围护结构、钢支撑与钢围檩的连接;

e.钢支撑及基坑周边地下堆载、施工通道活荷载。

监测和巡查发现异常情况均应及时进行分析处理。此项工作一般由总包单位实施,但我司应关注监测及巡视结果,以便提前做出应急反应。

 

钢支撑拆除

 

钢支撑施工拆除是基坑工程施工的一项重要环节,钢支撑拆除过程中围护结构将产生应力重分布,有可能造成围护结构局部变形过大,危及基坑及周边环境的安全,因支撑拆除时机或者工况把握不好,造成的事故或险情时有发生。钢支撑施工拆除必须 保证主体结构及周转环境安全;拆除前编制专项施工方案,拆除顺序应与设计计算工况一致。

 

钢支撑拆除流程

 

a.释放支撑预应力,拆除千斤顶;

b.逐节、分段拆除钢支撑;

c.拆除与已拆支撑相关的托梁、托架、围檩;

d.水平支撑构件拆除完毕后拆除立柱。

拆除作业时,主体结构顶板已完成施工,可利用叉车等小型吊运设备进行施工。但在楼面上作业时,应分析楼面板的承载力并经主体结构设计单位确认。

 

装配式钢支撑施工虽然有诸多优点,但是对加工、安装的要求极高,稍有不慎就会改变钢支撑设计计算工况,造成质量安全风险。所以,施工之前必须充分掌握设计工况、周边环境,了解项目重点、难点等一切施工相关信息,施工过程中严格控制,做到有策划、有执行,尽在掌控、万无一失。