基坑鋼支撐支護(hù)總結(jié)范文

基坑鋼支撐支護(hù)總結(jié)范文基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。1、基坑支護(hù)特點(diǎn)(1)基坑支護(hù)工程是個(gè)臨時(shí)工程，設(shè)計(jì)的安全儲(chǔ)備相對(duì)可以小些，但又與地區(qū)性有關(guān)。不同區(qū)域地質(zhì)條件其特點(diǎn)也不相同?；又ёo(hù)工程又是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程以及施工技術(shù)互相交叉的學(xué)科，是多種復(fù)雜因素交互影響的系統(tǒng)工程，是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。(2)由于基坑支護(hù)工程造價(jià)高，開工數(shù)量多，是各施工單位爭(zhēng)奪的重點(diǎn)，又由于技術(shù)復(fù)雜，涉及范圍廣，變化因素多，事故頻繁，是建筑工程中最具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)上的難點(diǎn)，同時(shí)也是降低工程造價(jià)，確保工程質(zhì)量的重點(diǎn)。(3)工程實(shí)踐證明，要做好基坑支護(hù)工程，必須包括整個(gè)開挖支護(hù)的全過程，它包括勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)工作等整個(gè)系列，因而強(qiáng)調(diào)要精心做好每個(gè)環(huán)節(jié)的工作。(5)相鄰場(chǎng)地的基坑施工，如打樁、降水、挖土等各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生相互影響與制約，增加事故誘發(fā)因素。(6)在支護(hù)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)包括支護(hù)體系選型、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力、變形計(jì)算、場(chǎng)地內(nèi)外土體穩(wěn)定性、降水要求、挖土要求、監(jiān)測(cè)內(nèi)容等，應(yīng)注意避免“工況”和計(jì)算內(nèi)容之間可能出現(xiàn)的“漏項(xiàng)”，從而導(dǎo)致基坑失誤。在施工過程中，尤其在軟土地區(qū)中施工時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真研究合理安排好挖土的方法，以及支撐與挖土的配合，將會(huì)顯著地減少基坑變形和基坑支護(hù)事故的發(fā)生。（7）基坑支護(hù)工程造價(jià)較高，但又是臨時(shí)性工程，一般不愿投入較多資金?？墒牵坏┏霈F(xiàn)事故，處理十分困難，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響往往十分嚴(yán)重。（8）基坑支護(hù)工程施工周期長(zhǎng)，從開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程，常需經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動(dòng)、施工不當(dāng)?shù)仍S多不利條件，其安全度的隨機(jī)性較大，事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。2、常見的基坑支護(hù)型式主要有：（1）排樁支護(hù)，樁撐、樁錨、排樁懸臂；（2）地下連續(xù)墻支護(hù)，地連墻+支撐；（3）水泥擋土墻；（4）鋼板樁：型鋼樁橫擋板支護(hù)，鋼板樁支護(hù)；（5）土釘墻（噴錨支護(hù)）；（6）逆作拱墻；（7）原狀土放坡；（8）基坑內(nèi)支撐；（9）樁、墻加支撐系統(tǒng)；（10）簡(jiǎn)單水平支撐；3、石家莊地鐵1號(hào)線北宋站工程概況3、工程概況北宋站位于中山東路與建華大街交口處，沿中山路東西向布置。為1號(hào)線與遠(yuǎn)期4號(hào)線換乘車站，采用T型換乘方式。車站起點(diǎn)里程K14+607.530,車站終點(diǎn)里程K14+835.190,車站總長(zhǎng)227.66米，標(biāo)準(zhǔn)段寬度22.1米，盾構(gòu)端頭井段寬度25.6米。車站采用明挖蓋挖結(jié)合方法施工，蓋挖段為北宋站第四施工段，采用半逆作法施工，蓋挖段位于中山東路與建華大街交匯處，起點(diǎn)里程K14+672.513,終點(diǎn)里程為K14+708.513?？谟捎谲囌局黧w屬于深基坑，在施工過程中為了保證基坑的整體穩(wěn)定，采用圍護(hù)樁與鋼支撐結(jié)合的形式進(jìn)行基坑支護(hù)。其中鋼支撐的使用方法是對(duì)基坑整體穩(wěn)定性的重要影響因素。通過設(shè)計(jì)計(jì)算，北宋站為三道鋼支撐的設(shè)計(jì)形式，見圖1。圖1北宋站主體鋼支撐剖面圖2、工程水文地質(zhì)情況2.1工程地質(zhì)和水文地質(zhì)⑴工程地質(zhì)a.工程地質(zhì)口本標(biāo)段北宋站所在地層主要有素填土、粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、細(xì)中砂。卜不良地質(zhì)作用及特殊性巖土口①人工填土：沿線區(qū)域內(nèi)地表普遍分布有人工填土層。填土厚薄變化大，堆積時(shí)間短，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)很不均勻，力學(xué)性質(zhì)差，穩(wěn)定性較差。②新近沉積層：北宋站局部存在新近沉積的粉細(xì)砂、黃土狀粉土，新近沉積層由于沉積時(shí)間較短，因此具有承載力低、變形大、有濕陷性等特點(diǎn)，可能會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻沉降，對(duì)北宋站基坑支護(hù)及主體施工有較大的危害。④濕陷性黃土狀土：北宋站沿線平均8m以上普遍分布,經(jīng)判定場(chǎng)地濕陷類型為非自重濕陷性黃土場(chǎng)地。地基的濕陷等級(jí)為I級(jí)，具輕微濕陷性?？冖扑牡刭|(zhì)a.地表水口本標(biāo)段未穿越主要地表水體。b.地下水口本標(biāo)段北宋站范圍地下水位埋深約48m，水位標(biāo)高約17m。含水層為含卵石粗砂層。根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，本標(biāo)段站體及區(qū)間均未進(jìn)入潛水層，未見上層滯水，施工時(shí)不需降水施工。但由于大氣降水、管道滲漏等原因，沿線不排除局部存在上層滯水的可能性，因此設(shè)計(jì)施工時(shí)須考慮上層滯水對(duì)工程的影響。2.2工程地質(zhì)評(píng)價(jià)從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、歷史地震背景、不良地質(zhì)作用及特殊巖土等分析，擬建場(chǎng)地區(qū)域穩(wěn)定性、場(chǎng)地穩(wěn)定性均良好，適宜修建地鐵。3、設(shè)計(jì)參數(shù)3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)車站主體結(jié)構(gòu)為兩層三跨矩形框架，總長(zhǎng)227.66m,標(biāo)準(zhǔn)段寬度為20.7m,標(biāo)準(zhǔn)段采用明挖順作法施工，蓋挖段采用半逆做法施工。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鉆孔灌注樁+鋼管支撐形式。⑴圍護(hù)樁⑵鋼支撐基坑豎向設(shè)置三道支撐，第一道鋼支撐采用①609型號(hào)t=12mm的鋼支撐，第二、三道第二、三道鋼支撐采用①630mm、t=16mm的鋼支撐。鋼管支撐分節(jié)制作,管節(jié)間采用法蘭盤螺栓連接。標(biāo)準(zhǔn)段第一道支撐水平間距6m（圖2）,第二、三道支撐水平間距3m（圖3）?？趫D2北宋站第一道鋼支撐圖3北宋站第二、三道鋼支撐鋼支撐兩端分為活絡(luò)端與固定端,固定端緊密貼合鋼圍檁,鋼支撐施加壓力時(shí)在活絡(luò)端的活絡(luò)頭上施加壓力,并用鋼楔子緊密楔入。⑶鋼圍檁圍檁采用雙拼工45b型鋼，鋼圍檁應(yīng)連續(xù)封閉、交圈，基坑角處應(yīng)剛性連接；角撐處圍檁背后需增設(shè)抗剪蹬;鋼圍檁和樁應(yīng)密貼。鋼牛腿三角托架采用L80某8角鋼加工焊接制作而成。每個(gè)鋼牛腿采用兩個(gè)脹管螺栓固定于圍護(hù)樁上,每根圍護(hù)樁設(shè)置一個(gè)鋼牛腿。鋼圍檁吊裝就位,并將其與圍護(hù)樁上的預(yù)埋鋼板焊接在一起，焊接強(qiáng)度必須承受橫撐自重荷載兩倍以上。3.2鋼支撐軸力設(shè)計(jì)值鋼支撐的選擇及支撐設(shè)計(jì)軸力見表1，支撐施加預(yù)應(yīng)力值為支撐設(shè)計(jì)軸力的50%。豎向施工荷載不得大于0.5KN/m?？?、施工工藝流程基坑開挖圍護(hù)樁上鉆孔安裝膨脹螺栓噴射混凝土安裝三腳架鋼圍檁拼裝焊接焊接鋼支撐托盤安裝防墜落鋼索安放鋼圍檁拼裝鋼支撐架設(shè)鋼支撐鋼支撐施加壓力軸力監(jiān)測(cè)圖4施工工藝流程圖5、鋼支撐施工中應(yīng)該注意的內(nèi)容:5.1鋼支撐安裝的容許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）支撐兩端的標(biāo)高差：不大于20mm及支撐長(zhǎng)度的1/600；（2）支撐撓曲度：不大于支撐長(zhǎng)度的1/1000；（3）支撐水平軸線偏差：不大于30mm；口（4）支撐中心標(biāo)高及同層支撐頂面的標(biāo)高差：±30mm。5.2鋼支撐施工中應(yīng)該注意的內(nèi)容:1、膨脹螺栓打設(shè)定位前，需進(jìn)行基坑兩側(cè)位置測(cè)量，避免鋼圍檁安裝后兩端高度不同，造成鋼支撐偏心受壓。2、在樁體打設(shè)膨脹螺栓前定位時(shí)，結(jié)合主體中板、底板位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，防止中板、底板施工過程中由于鋼支撐位置造成施工不便。3、安裝三腳架前，將噴射混凝土面進(jìn)行找平，防止出現(xiàn)膨脹螺栓受力不均，三腳架傾斜等情況。4、在鋼圍檁上焊接鋼托架時(shí)根據(jù)鋼支撐固定端及活絡(luò)端高差，決定焊接位置。5、鋼支撐吊裝安放前確定是否有軸力計(jì)，防止遺漏，影響基坑穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。6、鋼支撐安裝前，清掃鋼托架，避免上端有雜物，影響鋼支撐整體受力。7、鋼支撐施加軸力后，將鋼楔子緊密楔入，防止千斤頂卸力后鋼支撐軸力不足。8、鋼支撐應(yīng)加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取補(bǔ)救措施。同時(shí)，監(jiān)管好鋼管支撐的安全，堅(jiān)決杜絕危害支撐安全事件的發(fā)生。9、鋼圍檁上應(yīng)布置放脫落卡口，嚴(yán)防因圍護(hù)變形或施工撞擊而產(chǎn)生脫落事故（一撐二托三懸掛）。10、鋼支撐拆除時(shí)，在對(duì)應(yīng)板層結(jié)構(gòu)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能拆除支撐。用鏈條葫蘆將鋼支撐吊起，在活動(dòng)端設(shè)千斤頂，施加軸力至鋼楔塊松動(dòng)，取出鋼楔塊，逐級(jí)卸載至取完鋼楔，再吊下支撐。避免預(yù)加應(yīng)力瞬間釋放而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部變形、開裂。鋼支撐分節(jié)拆除后轉(zhuǎn)運(yùn)至指定場(chǎng)地堆放。6、鋼支撐軸力的計(jì)算方法：鋼支撐軸力頻率讀數(shù)的測(cè)量由軸力計(jì)及頻率讀數(shù)儀組成，軸力計(jì)在架設(shè)鋼支撐前安放在鋼支撐固定端與鋼圍檁間。軸力計(jì)的工作原理是：當(dāng)軸力計(jì)受軸向力時(shí)，引起彈性鋼弦的張力變化，改變了鋼弦的振動(dòng)頻率，通過頻率儀測(cè)得鋼弦的頻率變化，即可測(cè)出所受作用力的大小。一般計(jì)算公式如下：P=SF+b4T+B口式中：P一支撐軸力(kN)口K一軸力計(jì)的標(biāo)定系數(shù)(kN/F)口△F一軸力計(jì)輸出頻率模數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量(F)b—軸力計(jì)的溫度修正系數(shù)(kN/℃)口△T一軸力計(jì)的溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量(℃)B一軸力計(jì)的計(jì)算修正值(kN)注：頻率模數(shù)F=f2某10-37、各種因素對(duì)鋼支撐軸力變化影響的分析在施工監(jiān)測(cè)過程中，監(jiān)測(cè)鋼支撐軸力變化的儀器為軸力計(jì)與頻率讀數(shù)儀。軸力計(jì)將鋼支撐所受軸力轉(zhuǎn)換為頻率，通過頻率讀數(shù)儀來(lái)進(jìn)行讀數(shù)，再通過頻率帶入方程來(lái)計(jì)算鋼支撐所受軸力。地表沉降則使用電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)。7.1鋼支撐施加軸力與地表沉降間的關(guān)系由于圍護(hù)樁主要承受來(lái)及基坑邊的土側(cè)向土壓力，在基坑開挖過程中，由于基坑內(nèi)部土被逐步挖走，圍護(hù)樁的受力情況由四周的受力平衡變?yōu)閱蝹?cè)受力。如不及時(shí)進(jìn)行基坑支護(hù)將使基坑兩側(cè)土擠壓圍護(hù)樁導(dǎo)致圍護(hù)樁發(fā)生變形。導(dǎo)致基坑周邊土體沉降，嚴(yán)重影響周圍道路及管線安全。表二為為北宋站部分基坑開挖臺(tái)賬。表三為北宋站東區(qū)部分地表沉降觀測(cè)點(diǎn)情況及鋼支撐施加壓力時(shí)間，數(shù)據(jù)采集自位于北宋站東區(qū)K14+777.893、K14+788.893的地表沉降觀測(cè)點(diǎn)DB-13—01、DB-14-01?？诒矶彼握净娱_挖臺(tái)賬里程K14+777.893K14+788.893開挖開始時(shí)間2022年3月6日2022年3月1日開挖結(jié)束時(shí)間2022年3月10日2022年3月9日表三DB-13—01、DB-14-01地表沉降觀測(cè)點(diǎn)地表沉降情況及鋼支撐加壓時(shí)間口挖過程中由于在第一道鋼支撐處的土層為粉質(zhì)粘土，由于土的可塑性較強(qiáng)，結(jié)合性較大，既能夠承受較大的壓力而不會(huì)對(duì)周圍地表沉降產(chǎn)生影響，所以在表三中2022年3月1日的地表沉降變化較小僅為-0.07mm。當(dāng)2022年3月2日架設(shè)第一層鋼支撐架設(shè)并施加軸力后由于粉質(zhì)粘土的可塑性，基坑周邊的地表沉降穩(wěn)定標(biāo)高略有升高，3月3日基坑開始大面積開挖，但因?yàn)殚_挖施工面已經(jīng)到達(dá)粉細(xì)砂土層，粉細(xì)砂的承載能力、塑性、結(jié)合性遠(yuǎn)不及粉質(zhì)粘土。所以在3月3日地表沉降較大，沉降量為-0.9mm。隨著鋼支撐的大量架設(shè)及施加軸力，沉降觀測(cè)點(diǎn)高程有所升高，高度為0.95mm。2022年3月6日K14+777.893處基坑開挖，3月7日同樣由于開挖至粉細(xì)砂，導(dǎo)致地表沉降較大降量為-0.98mm，在3月8日開始對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)，基坑周圍的地表觀測(cè)點(diǎn)地表沉降速率開始降低，直至趨于穩(wěn)定，每日變化量均為0.5mm以內(nèi)。沉降量最大值為-0.98mm，高程升高高度最大值為0.95mm?？谟蓴?shù)據(jù)分析后得出結(jié)論，由于石家莊地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，基坑開挖至第一道鋼支撐位置，此時(shí)由于開挖斷面位置土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，土的結(jié)合性較好、承載能力較高，如未及時(shí)架設(shè)鋼支撐，不會(huì)迅速影響基坑周圍土體沉降。當(dāng)基坑開挖至二三道鋼支撐時(shí)，由于開挖斷面位置土質(zhì)為粉細(xì)砂，土的結(jié)合性較差。承載能力較低，加之圍護(hù)樁埋入土的深度減少，側(cè)向土壓力增大，導(dǎo)致基坑周圍土的沉降變形較大。必須及時(shí)架設(shè)鋼支撐并按設(shè)計(jì)要求施加軸力以保持基坑周圍土體穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)主體澆筑混凝土施工對(duì)鋼支撐軸力頻率的影響第七施工段底板與2022年3月24日開始澆筑，3月26日澆筑完成共澆筑C40P8混凝土732立方米，澆筑方式為汽車泵泵送。圖7.1為澆筑混凝土前后第一道鋼支撐及第二道鋼支撐軸力頻率變化情況。199019401890184017901740169016401590Z1-24Z2-58圖7.1由圖7.1可知Z1-24鋼支撐軸力頻率在3月24日至3月26日期間明顯降低，其原因?yàn)槲曳降谄呤┕ざ蔚装寤炷翞榛炷帘密嚤盟偷臐仓绞?，澆筑混凝土?xí)r，混凝土泵車、混凝土罐車混同時(shí)?？吭诨舆吘?，對(duì)基坑邊緣的土產(chǎn)生壓力，導(dǎo)致圍護(hù)樁承受的側(cè)向土壓力增大，導(dǎo)致鋼支撐受力增大此時(shí)鋼支撐軸力頻率為1700.8hz——1688.8hz。當(dāng)?shù)装寤炷翝仓瓿珊笥捎诨又車鷽]有了混凝土泵車及罐車的壓力，土壓力回歸正常值，所以鋼支撐軸力頻率變化恢復(fù)至正常值此時(shí)鋼支撐軸力頻率為1729.3hz——1735.3hz，待混凝土養(yǎng)護(hù)到達(dá)7d，混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%。軸力頻率開始增大，鋼支撐所受壓力減小。由于第七施工段底板強(qiáng)度達(dá)到拆除鋼支撐所需強(qiáng)度要求，即對(duì)第七施工段Z3-60、Z3-61、Z3-62、Z3-63于2022年4月2日進(jìn)行拆除，以便進(jìn)行負(fù)二層側(cè)墻、中板防水及結(jié)構(gòu)施工。從鋼支撐軸力頻率表上可知拆除鋼支撐前頻率穩(wěn)定維持在1828.0hz至1834.5hz之間4月2日鋼支撐拆除后由表可知鋼支撐頻率穩(wěn)定維持在1694.5hz至1699.5間。由此可知主體施工會(huì)使鋼支撐軸力減小。鋼支撐的拆除會(huì)使臨近鋼支撐所受軸力增大。圖7.2為鋼支撐軸力間關(guān)系。610590570550530510490470450430410390370350330310290270Z1-24Z2-58圖7.2臨近鋼支撐施加軸力對(duì)已施加軸力的鋼支撐軸力頻率的影響185018301810179017701750173017101690167016503月7日3月8日3月9日3月10日3月11日Z(yǔ)3-53Z2-58圖7.3由表二可知，Z3-58于2022年3月5日架設(shè)并施加軸力，其小里程方向的Z3-57于2022年3月9日架設(shè)并施加軸力。下表為Z3-57號(hào)鋼支撐施加軸力對(duì)Z3-58號(hào)鋼支撐所受頻率及軸力的變化影響情況的前后對(duì)比?？谟蓤D7.3可知在3月7日至3月9日期間Z3-58號(hào)鋼支撐受力情況穩(wěn)定，Z3-58鋼支撐軸力頻率為1824.3卜2，第二層的Z2-58號(hào)鋼支撐軸力頻率為1710.3hz?！醍?dāng)3月9日架設(shè)Z3-57完成后的兩天中鋼支撐軸力計(jì)頻率升高并穩(wěn)定保持在1832.0hz至1836.4hz之間，第二層的Z2-58號(hào)鋼支撐軸力頻率也同時(shí)升高并穩(wěn)定保持在1715.4hz至1722.9hz之間。鋼支撐所受軸力降低?？?206005805605405205004804604404204003月7日3月8日3月9日3月10日3月11日Z(yǔ)3-53Z2-58圖7.4由于鋼支撐的軸力直接施加在鋼圍檁上,鋼圍檁與噴射混凝土面緊密貼合，鋼支撐的軸力最終分散在鋼圍檁與噴射混凝土的接觸面上。由于排樁效應(yīng)，在同一鋼圍檁上受側(cè)向土壓力的鋼支撐數(shù)量增多，所以所受力減小，軸力計(jì)讀數(shù)增大。圖7.4為Z2-58與Z3-57軸力變化關(guān)系圖。7.4溫度對(duì)鋼支撐軸力頻率的影響1850183018101790177017500:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:00Z2-73Z2-58圖7.5鋼支撐的主要材料為Q235鋼材，鋼的受溫形變量比較大，由于我標(biāo)段位于石家莊地區(qū)，石家莊地區(qū)石家莊市地處中緯度歐亞大陸東緣，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候。太陽(yáng)輻射的季節(jié)性變化顯著，地面的高低氣壓活動(dòng)頻繁，四季分明，寒暑懸殊。尤其是4月份氣溫回升快，早晚溫差較大，在所觀測(cè)的4月份氣溫中，2022年4月9日溫差最大，最高氣溫為零上29℃，最低氣溫為零上10℃。所以在4月9日密集監(jiān)測(cè)北宋站Z2-73、Z2-58兩根鋼支撐的軸力變化情況，監(jiān)測(cè)頻口率為兩小時(shí)一次。6606506406306206106005905805705600:002:004:006:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:00Z2-73Z2-58圖7.6由時(shí)間與軸力計(jì)頻率關(guān)系折線圖可以看出，溫度確實(shí)影響鋼支撐軸力變化，在4:00時(shí)氣溫為最低溫度10℃此時(shí)Z2-58軸力計(jì)頻率為1