地铁明挖基坑支撑施工关键技术.pdf

价值工程0 引言地铁可以在少量占用地上资源的前提下极大程度地缓解城市交通压力，目前已成为中、大城市中建设需求，而由于地铁车站多建于已有城区，其施工范围受限，因此通常需要进行深大基坑开挖。地铁明挖基坑的支撑是整个施工的关键环节，对施工安全起到重要作用。本文依托重庆轨道交通十号线车站项目，对地铁明挖基坑支撑施工的关键点进行阐述，以期为相关工程提供参考。1 工况概况大礼堂站耀曾家岩站区间隧道工程起讫里程 YK9+572.902耀YK10+122.727，区间长约 549.825m，其中 YK9+572.902耀YK9+632.145、YK9+833.300耀YK9+909.539 为明挖段，长度 135.482m；YK9+632.145耀YK9+833.300 段采用盖挖法施工，长度 201.155m；YK9+909.539耀K10+122.727为暗挖段，长度 213.188m。在大礼堂站至曾家岩站之间，由于该地块的土方开挖、支护和降水工程达到了危险的工程标准，因此必须要求在此地块的最大深度（含 5m）达到 17m，而且该地块的横截面也在 56 米之间，因此，必须要求在获得专家认证和审核之后，才能够正式启动该地块的建设工作。大礼堂站耀曾家岩站区间明挖段围护结构采用桩+内撑的围护方式，围护桩合计 196 根，钢支撑合计 32 根，冠梁长度合计 456m，结构细部尺寸如下：淤基坑：明挖段结构总长合计 135.482m，最大宽度15.5m，最大深度 17m。于在 YK9+572.902YK9+632.145 里程段，防护桩选用 渍1000mm2000mm 的钻孔灌注桩，嵌入水深在 1217m 之 间，其 中，主 筋 选 用 24C25，加 固 筋 选 用C222000mm，箍筋选用 A12150mm（冠梁底部、基坑底、钢支撑上下 1500mm 位置增加箍筋，100mm 处增设箍筋），定位筋选用 A102000mm，以确保桩的稳定性和安全性。在现场，我们使用了 渍50*3.5mm 的声测管，并在原有的位置进行了桩孔浇灌，总共完成了 58 根桩。YK9+833.300 耀YK9+909.539 里 程 段 围 护 桩 采 用椎1000mm1500mm 钻孔灌注桩，孔桩嵌固深度为 15耀21m，主筋为 24C28，加强筋 C222000mm，箍筋 A12150mm（冠梁底部、基坑底、钢支撑上下 1500mm 位置加密A12100mm），定位筋 A102000mm，声测管 椎50*3.5mm，围护桩钻孔施工均从原地面开始，钻至孔桩底标高结束，钻孔灌注桩合计 79 根。盂冠梁：1000伊1000mm。榆钢支撑：采用 准609 钢管支撑，壁厚 16mm。钢围檩采用工 45C 组合腰梁。钢板、型钢材料为 Q345 钢。虞双层钢筋网片 A10150伊150，采用 C25 喷射技术，将混凝土厚度提高至 15mm。愚采用板肋式锚杆结构的防护墙：其中，板材厚度为200mm，而支撑梁宽度为 300伊400mm。舆混凝土强度等级、钢筋型号：C30，HRB400。余围护桩使用 C30 水底钢筋，冠梁使用 C30 水底钢筋，挡土墙使用 C30 水底钢筋，桩间网使用 C25 水底钢筋，边坡支护使用 C20 水底钢筋。俞钢筋混凝土使用 HPB300 级钢，HRB400 级钢，而钢板和钢结构则使用 Q235B 钢制作。2 支撑系统施工2.1 钢支撑设计构造淤支撑系统组成：区间明挖基坑支撑系统由围护桩、冠梁、钢管支撑、钢围檩及小型构件组成。于采用 渍609mm、t=16mm 的钢管作为横向支撑，其纵向间距在 2.53m 之间，第一道支撑间距在 56m 之间。这种结构的支柱是一种复杂的结构，它包括一个可移动的部件、一个固定的部件以及一个可调整的部件。每个部件都通过螺丝紧密联接在一起，在消防楼梯上方，这种要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院毛磊（1986-），男，四川达州人，高级工程师，研究方向为地铁施工技术。地铁明挖基坑支撑施工关键技术Key Technologies for Supporting Construction of Metro Open Excavation Foundation Pit毛磊 MAO Lei（中铁广州工程局集团第三工程有限公司，肇庆526000）（The Third Engineering Co.，Ltd.of CREC Guangzhou Group，Zhaoqing 526000，China）摘要院地铁车站深大基坑开挖中的基坑支护施工是施工安全的重要环节，以重庆轨道交通十号线车站为背景，介绍了地铁明挖基坑支撑施工关键技术，支护系统为钢支撑，重点阐述了斜撑钢围檩和钢围檩的施工要点，并指出了支撑体系的施工注意事项，为相关工程提供参考。Abstract:The foundation pit support construction in the deep and large foundation pit excavation of subway station is an importantlink of construction safety.Taking the station of Chongqing Rail Transit Line 10 as the background,this paper introduces the key technologyof subway open excavation foundation pit support construction,the support system is steel support,and focuses on the construction points ofslant support steel purlin and steel purlin,and provides reference for the construction of the support system,providing reference for relatedprojects.关键词院明挖基础；深大基坑；地铁车站；施工技术；支撑Key words:open cut foundation；deep and large foundation pits；subway stations；construction technology；support中图分类号院U231+.3文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）23-062-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.23.021Value Engineering图2钢支撑结构图2312I4钢围檩100t千斤顶100t千斤顶2钢围檩482A活动端头2486按实长按实长中间节固定端头17503482A钢围檩1图2钢支撑结构图2312I45c钢围檩100t千斤顶100t千斤顶2钢围檩482A活动端头2486按实长按实长中间节固定端头17503482A钢围檩1图4钢围檩抗剪措施示意图抗剪钢板（牛腿）桩身顶埋钢环t=16桩身预埋钢环500mm长钢环锚筋20上下各5根钻孔桩准1000与预埋钢环焊接钢板（800伊600伊16）用于斜撑段的二、三道支撑腰梁结构的尺寸是 渍609mm，t=16mm 的焊接管，纵向焊缝是V 形的双面焊。根据图 1 和图 2，可以清楚地看到它的组成。2.2 支撑体系施工顺序支撑体系施工顺序为：围护桩施工寅冠梁及钢围檩安装就位寅支撑安装就位寅预加轴力。围护结构施工进行，钢支撑在基坑外整根拼装完成后直接安装，安装示意如图 3 所示。2.3 斜 撑 钢 围 檩 抗 剪措施由于斜撑在施加预应力及基坑变形过程中，对钢围檩有一个纵向的推力，极易引起钢围檩位移，造成应力损失，严重的会造成支撑坠落，因此在斜撑段钢围檩上需作坑剪措施，防止钢围檩位移。抗剪措施必须在斜撑预架轴力前施工完成，否则不得对支撑预加轴力。抗剪措施如图 4 所示。2.4 钢围檩转角接头处加固措施钢围檩在转角相交处是一个受力比较复杂的地方，因此需进行加强，具体加强方法是在阴角相交处加设两块钢板，并与两边钢围檩焊接牢固，在斜撑段钢围檩接头处，必须采用钢板焊接技术，将其紧密结合，以确保其完整性，避免出现任何一个部位的松动。2.5 钢支撑防坠落措施第一道钢支撑位于冠梁上，在冠梁施工预埋拉环，钢支撑架设完成后通过拉环挂设防坠落钢丝绳，其它各道支撑采用在围桩上打设锚栓挂防坠钢丝绳的方法。2.6 支撑轴力2.6.1 钢支撑预应力施加及锁定钢支撑的底座用钢板、钢管及钢柱焊接制作，支撑的顶力通过它扩散分布到围护桩上。采用两套先进的电动油压千斤顶，其中一套专门为提高工作效率而设计，确保两个千斤顶的最大顶力保持一致，并且严格控制在设定的最大值范围内。图3支撑安装示意图型钢围檩型钢围檩第一道支撑整根安装2I45c2I45c2I45c2I45c型钢围檩型钢围檩第二道支撑整根安装4822486按实长按实长（基坑宽度）1750 482准1200（准1500）围护桩图1钢支撑平面图价值工程为了确保加力效果，我们将使用专门的顶力座来加强钢管的支撑。我们会使用两台千斤顶分别对支架进行加力，每次加力的大小约为原来的 40%。我们会让支架承受5 分钟的负载，然后再进行加力，直至支架的轴力达到原来的 105%。最终，我们会使用钢楔将支架固定，然后将支架取出。预加轴力持荷过程中，如发现油表有掉油现象，应及时补油保持油压稳定。2.6.2 钢支撑拆除淤二衬施工顺序确定施工方案，须在其下方混凝土达到强度要求后方可拆除混凝土支撑。于支撑体系整体拆除顺序：根据二衬施工进度，从下到上拆除支撑寅此段结构顶板完成寅拆除第一道支撑寅拆除系梁寅拆除格构柱。盂第二道支撑拆除顺序：吊车吊起钢支撑并稍微受力寅千顶顶松支撑寅拆除钢楔寅千斤顶卸载寅拆除防坠落装置寅支撑吊运至存放场。第一道拆除分两节进行拆除，其拆除顺序如下：吊车吊起钢支撑并稍微受力寅千顶顶松支撑寅拆除钢楔寅千斤顶卸载寅拆除防坠落装置寅支撑吊运至存放场。2.7 钢支撑及钢围檩施工要求淤为了确保工程质量，支撑的安装需要遵循一系列的步骤。首先，需要将支撑固定在地面上，然后根据需要给它们施加适当的预应力。这些预应力需要逐步增大，直到超过规定的最大值。最终，需要所有的节点都已经牢固地固定，才能够继续往下挖掘。于支撑系统加工、安装必须按照设计要求进行，并提高制作及安装精度和质量。在制作钢支撑时，其轴线弯曲矢高不得超过 L/1000，且不得超过10mm，而在安装完成后，其轴线偏差也不得超过 L/1000，且不得超过 15mm。盂当进行钢管支撑的安装时，必须将腰梁、端头、千斤顶的轴线处于相互垂直的状态，并且使用对称的方式将其拧紧，以确保其稳定性。此外，当将纵向的钢腰梁置于钢支架之前，必须轻轻地将其置于其中，以免发生冲突。榆钢支撑应有可靠的防脱落措施，钢支撑、钢腰梁连接处要等强度连接。虞支撑上严格禁止堆放、悬挂材料或其它重物。愚为了确保安全，钻孔桩的表面必须经过精心的打磨，并且将 C30 级别的细石混凝土填补到桩的空洞中，以确保它们能够牢固地连接到一起。舆在安装过程中，我们需确保管道的两个连接点之间的水平距离保持1.5mm，并且保证所有的钢筋都没有超过 20mm 的偏移。余在对钢支撑结构进行处理之前，应首先进行防腐处理，然后再进行两道防腐和一道防护。俞膨胀螺栓必须精准地安装在钻孔桩的中心线上，并且要在钢支撑位置确定之前，精确地调整膨胀螺栓的位置，以保证其正确性。逾应加强对围护结构及钢支撑的日常观测，若发现支撑变形、钢楔松动或支撑预加轴力减少时，应立即采取有效纠正措施以防止钢支撑失效或坠落。輥輯訛租用的钢支撑进场以后，需要对钢支撑材质、尺寸、构造及变形要求进行核实。2.8 混凝土支撑施工淤在支撑结构中，中心和顶部的标高差应在依30mm之内，而两端的标高差应小于 20mm。于在没有指定的情况下，钢筋的连接长度和锚固长度必须符合抗拉钢筋的标准。盂在转角处，冠梁主筋必须保持连接，如果无法连接，则应将主筋水平弯曲，以确保抗拉钢筋的锚固长度符合规定。榆主支撑与冠梁节点处应同时浇筑，且主支撑宜一次浇筑完成，不留施工缝。虞在没有达到预期的拆除要求的情况下，任何使用支撑结构的建筑物都不得被拆除。3 支撑体系施工注意事项淤施工过程中加强支撑轴力监测，发现问题及时调整支护参数或采取其它措施。于钢支撑质量必须满足设计要求，不得以小代大。盂钢支撑两端的标高差应控制在20mm 以内。榆钢支撑的弯曲度应小于其长度的 1/1000。虞钢支撑水平轴线偏差不大于 30mm。愚在安装完成之前，必须对所有的部件进行全面的检查，以保证它们的连接牢固，并且满足相关的规范。在进行预压之前，必须保证钢支撑的两端都能够得到牢固的支持和悬挂，以避免由于围护结构的变形和施工冲突造成的损坏。舆为了确保钢支撑的质量，我们需要对其进行预拼装，并确保其两端的中心线的偏差不超过 2cm。一旦完成了这项工作，我们将对所有的钢支撑进行编码，并使用吊车将其固定到指定的位置，并与施工设备协调一致。余在轴力预加完成之后，必须仔细检查支撑和冠梁之间的连接情况。俞施工过程中施工机械不得碰撞支撑体系结构。逾支撑施工过程须有托架、防坠落措施等，注意钢围檩有转角处的连接。輥輯訛斜撑段须采取防钢围檩滑移的抗剪措施。輥輰訛支撑设置应严格按图施工，不得擅自调整其间距。輥輱訛钢结构的主体部分包括活动部分（如活络头）、固定部分（如端部）以及中部。每个部分都通过螺丝紧密联结。当钢结构的部分经过处理之后，应该首先进行防腐处理，然后再进行两道防腐处理，最后再进行表面防腐处理。使用千斤顶来支撑建筑物，需要使用一个带有压力计的支撑装置。钢支撑活络头由施工单位根据现场情况制作，构造应可靠。輥輲訛在使用钢结构时，其安装的准确性必须符合以下要求：支架的中央位置和上下方的支架顶部位置的误差必须在依30mm 之内；支架两侧的位置误差必须在 20mm 以内，并且要比支架总长度的 1/600 的误差要少；支架的弯曲程度必须在总长的 1/1000 以内；支架的水平轴线的误差必须在 30mm 以内。为了确保安全，我们必须确保钢管和法兰盘的连接部位的水平度和垂直度都保持 1.5mm。此外，我们还禁止对钢支撑进行额外的纵向负荷。4 结语以重庆轨道交通十号线车站为背景，阐明了地铁车站深大基坑中的基坑支撑施工技术，介绍了钢支撑构造、施工顺序，重点说明了斜撑钢围檩和钢围檩的施工要点，对支撑体系的施工注意事项进行了表述，可为相关工程提供参考。参考文献院1张松，姜文盛，刘海飞，等.郑州某地铁车站明挖深基坑支护结构稳定性分析J.山西建筑，2023，49（15）：78-82.2杨春阳，王丽娜，祝建勋，等.钢支撑架设滞后对地连墙基坑变形影响分析J/OL.工程勘察：1-72023-07-28.http:/