钢支撑施工工艺

7.1 基坑开挖

（1）基坑分层开挖

根据基坑钢管支撑设计方案，分层开挖示于图8-23 和图8-24，开挖次序如下：（以标准段为例，设计地面标高处取为±0.00）开挖时，第一层挖土至-1.90，安装第一道钢支撑；第二层挖土至-5.70，安装第二道钢支撑；第三层挖土至-9.30，安装第三道钢支撑；第四层挖土至-12.30，安装第四道钢支撑；第五层挖土至-14.80坑底。

分层挖土时，逐层挖至钢支撑底面标高处，随后及时进行支撑作业。挖至离设计坑底标高20cm处时，采用人工清底方法，平整基坑，局部凹坑填砂找平，严禁超挖。

主体结构第一、二层土方采用反铲开挖，直接装车；第三层及以下各层采用基坑内反铲翻挖，地面上大吊配抓斗单侧垂直抓土装车。附属结构土方采用反铲开挖，直接装车。

（2）基坑分区分段开挖

本车站基坑共分为十段开挖，开挖分段示于图8-1 施工区域划分图。A区自南向北、C区从北向南纵向逐层逐段向中间靠拢，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4m。

在车站横断面上开挖次序为从中央向两侧顺序均衡开挖，尽力避免基

（大图）

图8-23 钢支撑、土方开挖纵断面图坑两侧地下连续墙受力不均。

（3）由于B区土方要在A区、C区结构施工完毕才进行B区土方明挖，B区明挖与A、C区接口预留土体暴露时间长，为确保在此期间预留土体的安全，拟采取以下处理方案：

B区明挖与A、C区接口预留土体放坡1：1，加设土钉锚杆和喷混凝土，并在坡脚设置集水井和横向排水沟。示于图8-24。

7.2支撑安装

明挖基坑开挖后，在结构钢筋混凝土施作之前，采用内支撑体系维护基坑的稳定。

本工程主体结构基坑支撑体系由钢牛腿、φ609钢管支撑和竖向支撑组成，端头井处加钢围囹；附属结构基坑支撑体系由钢围囹和φ580钢管支撑组成。钢支撑平面布置示于图8-21，纵向布置示于图8-23。

（1）直撑安装

钢管支撑采用基坑外拼装成整根，整体吊装就位，施加预应力采用组合千斤顶。现场拼接支撑两头中心线的偏心度控制在2cm之内。

主体结构直撑安装之前，先把牛腿焊接在地下连续墙的主筋上，再将钢支撑整体吊装就位，示于图8-25。

附属结构风井部分在直撑安装之前，沿钻孔桩围护布置钢围囹，把支撑安装在钢围囹上，示于图8-26。

（大图）

图8-24 主体结构施工流程示意图

图8-25钢管支撑吊装及预加轴力示意图

图8-26 钻孔桩钢围囹示意图

（2）斜撑安装

斜撑与围护结构有夹角，不易直接安装支撑并施加预应力。主体结构端头井部分在斜撑安装之前，沿端头井布置钢围囹，并把斜撑支座、钢围囹及予埋于地下连续墙墙面的钢板进行焊接，将斜撑支座连成整体，示于图8-27；附属结构风井部分在斜撑安装之前，沿钻孔桩围护布置钢围囹，再把每层斜撑支座安装在钢围囹上，将斜撑支座连成整体。其后安装作业与直撑相同。

图8-27 端头井钢围囹示意图

（3）内支撑体系安装施工要点

①千斤顶预加轴力必须对称同步，以平衡横撑自重下落的可能和初期开挖预放的初应变。

②钢管横撑的设置时间必须严格按设计工况条件掌握，土方开挖时应分段分层，严格控制安装横撑所需的基坑开挖深度。

③所有支撑连接处，均应垫紧贴密，防止钢管支撑偏心受压。

④端头斜撑处钢围囹及支撑头，必须严格按设计尺寸和角度加工焊接、安装，保证支撑为轴心受力。

⑤钢管支撑安装的允许偏差应满足表8-7的规定。

钢管横撑安装的允许偏差表8-7

（4）内支撑体系的拆除

支撑体系拆除的过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。

支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点：

①拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。

②利用主体结构换撑时，主体结构的楼板或底板混凝土强度应达到设计强度。

（5）支撑保护

①基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，特别是竖向支撑，以防支撑失稳，造成事故。

②施工时加强监测，对基坑回弹导致竖向支撑位移而产生的横向支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，必须及时松弛横梁，释放横向支撑的竖向应力，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。

7.3主要施工技术措施

（1）严格遵循“边挖边撑”的原则，合理安排施工周期

第一层土方开挖沿纵向长度以一次不超过12m，一旦挖出工作面即迅速安装钢支撑，当支撑预应力施加完成后，才能继续沿纵向开挖。

第二层及以下各层土体开挖中，每一小段长度不超过6m，开挖每一层的小段土方，要在16小时内完成，随即在8小时内安装好两根钢支撑，完成后方可进行下一段或下一层土方开挖。斜支撑的头部设置垫箱。

（2）施加支撑预应力

开挖前准备好合格的支撑以及施加支撑预应力的各项装置、仪表，支撑时按设计支撑轴向力的80%施加预应力，考虑到所加预应力损失10%，对施加预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常。

2.5.2.7 支撑架设

①实行掏槽开挖，随挖随架支撑，并及时按设计值施加预应力。

②事先在墙面上标出支撑位置，提前进行支撑位置处墙面的整平工作，使支撑顶端及墙面受力均匀，避免支撑偏心受压。

③在标出的支撑位置处，打设螺栓设置托架，支撑托架安装牢固，防止支撑因围护结构变形或施工撞击而脱落。

④支撑加力前，迅速设定围护结构收敛量测点及支撑轴力监测点，取得初始读数后加预应力。及时测试实际预加力，控制预加力准确。

⑤斜支撑的架设最为关键，除及时架设外，在斜支撑端头设可靠防滑措施，具体设置如附图2.5.2-5。

(2) 防支撑失稳措施

①基坑中间设支撑立柱及托梁，布置形式见图 2.5.2-1。基坑开挖前钻Φ800孔桩至基底下3~4米，灌注砼至垫层底标高，吊放型钢支柱；边开挖边架设托梁及钢支撑，减少长细比，确保支撑体系稳定；施工时事先在柱外侧设一圈封闭的止水钢板；支柱拆除后，中间用与底板同标号的微膨胀砼回填，顶部用钢板焊严，以内外两道防线确保支柱处的防水质量。立柱与托梁构造见附图2.5.2-6。

②支撑拼接采用扭矩扳手，保证法兰螺栓连接强度。拼接好支撑须经质检工程师检查合格后方可安装。对千斤顶、压力表等加力设备定期校验，并制定严格的预加力操作规程，保证预加轴力准确。

③每个开挖段至少设三个轴力监测断面，当支撑轴力超过警戒值时，立即停止开挖，加密支撑，并将有关数据反馈给设计部门。