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1、10-1 深基坑鋼管支撐施工本工程基坑開挖深度達14m，為保證基坑開挖工作的安全可靠、合理，降低成本、加快施工速度，確保工程按期完成，我公司依據多年積累的高層建筑深基坑施工的成功經驗，并聘請本地高校有關專家，參照已完工的地鐵車站工況條件和本工程的地質狀況，提出本工程采用529鋼管支撐系統。10-1-1 鋼管支撐的設計思路結合本工程的結構特點，采用在工程框架柱位置設立鋼格構柱（按五樁承臺考慮），利用鋼格構柱架各設鋼管，形成雙管支撐。每組支撐用鋼板連接，鋼板間距 4.2m，確保雙管共同工作。在每排鋼格構柱兩側各設縱向鋼管支撐一道。基坑內沿高度方向設置三道鋼管支撐，第一道設置在-3m位置，第二道設置2、在-8.5m 位置，第三道設置在-12m位置。在鋼管支撐端部用 20 和10 槽鋼組合成的鋼桁架圍檁，確保護壁結構的水平力通過圍檁傳到支撐，為減小圍檁變形，在鋼桁架預穿鋼絞線，鋼桁架吊裝就位后進行預應力張拉，以提高鋼桁架整體剛度。A29BCDEFGHJ282726252423222120191817161514131211109876543211112131415161718192021222324252627282912589107643BCDJHGFEABC鋼圍檁2529=8mm鋼支撐529縱向支撐支撐布置平面示意圖1600800鋼桁架設計圖A鋼絞線施加預應力10 槽鋼20b槽鋼護壁結構-3、剖面圖10槽鋼鋼絞線漲管固定20b槽鋼800鋼圍檁B鋼支撐端頭大樣圖護壁結構鋼楔子426鋼套管529鋼管支撐1000C鋼格構柱節點圖529鋼管橫撐牛腿10001000鋼格構柱400400100010010mm500牛腿529鋼管橫撐10001000鋼格構柱-剖面圖529鋼管支撐10-1-2 鋼管支撐的計算10-1-2-1 參照依據地鐵站鋼管支撐我公司已順利完工的地鐵站的基坑涉及到七種挖深，分別為9.151mm、9.252m、10.039m、10.117m（采用兩道水平鋼管支撐）12.778m、12.099m和 15.5m（采用三道水平鋼管支撐）。支撐跨度 918 米，最長 39 米。當跨度大于4、14 米時，中部加格構柱以防支撐撓度過大而失穩。同時根據施工的工況，要求施工過程中基礎底板和一定高度側墻澆筑完畢，將最下層水平支撐倒換至側墻處。支撐與護壁墻之間采用240C 及鋼板組合截面腰梁，保證護壁樁的壓力傳到支撐上。根據設計圖紙提供支撐軸力，當撐距為3m左右時，兩道水平支撐第一道支撐（標高為-0.500m）軸力設計值為 642.6kN，第二道支撐（標高為-0.750m）軸力設計值為1310.1kN。三道水平支撐時，第一道支撐（標高為0.000m）軸力設計值為 594.2kN，第二道支撐（標高為-0.750m）軸力設計值為1524.3kN，第三道支撐（標高為-13.000m）軸力設計值為 5、1302.3kN。以此作為計算分析依據。10-1-2-2 小白樓地下廣場深基坑力學計算與分析本次招標沒有提供該地鐵站的正式地址資料，但我們在該地區進行過多次深基坑施工，積累了該地區深基施工的豐富經驗和資料，根據有關資料，我們計算出該地鐵站深基的側壓力如下：根據計算，按照支撐中距8.4m 單管承擔 4.2m 范圍的護壁結構水平力，采用三道水平支撐時，三道水平支撐的側壓力分別是200kN/m；510kN/m；430kN/m。基坑支護采用 529mm、壁厚 8mm 的鋼管做水平支撐，根據地下結構 8400mm柱距的特點，豎向格構柱均布置在結構柱的位置，一根格構柱頂兩棵水平鋼管支撐，既水平鋼管支撐的平6、均間距為4200mm，根據支撐的構造特點，分別取第一道 16.8m、第二道 8.4m、第三道 8.4m。529mm、壁厚 8mm 的鋼管的承載能力計算（不考慮鋼管偏心作用）：1.抗壓強度承載能力計算截面積222cm88.130)6.19.52(52925.014.3A取第三組材料，215fN/mm2=21.5kN/cm2 截面抗壓強度（不考慮壓桿穩定）：AfNkN28145.2188.1302.穩定承載能力計算 2.1當計算長度取 16.8 m：2241dDi=22.1845135294122mm 根據設計圖紙和有關規程，計算長度取為16.8m，長細比為：il0=2.9122.184100087、.16由于擬用鋼管為焊接鋼管，屬于b類截面，按=91 查表得614.0。2814KN 0.614=1728 KN2.2.當計算長度取 8.4m時，則il0=6.4522.18410004.8，按=46 查表得874.0。2814KN 0.874=2459 KN 3.水平鋼支撐允許最大間距估算：第一道支撐，計算長度取16.8m，1728 kN 200 kN/m=8.64 m 取 8.4m。第二道支撐，計算長度取8.4m，2459 KN 510 kN/m=4.82 m 取平均 4.2m。即 8.4m 的間距內布置兩棵鋼管。第三道支撐，此處側壓力與第二道支撐接近，同第二道支撐布置。現按偏心距 l/18、000=8.4mm，驗算最不利的第二道支撐。第二道支撐的軸力：N=510 kN/m 4.2m=2142 kN (a)強度計算根據建筑基坑技術技術規程（JGJ 12099），按下式驗算：fWMAN（1）計算長度 8.4m，則il0=6.4522.18410004.8，按=46查表得874.0。對529、壁厚 8mm 厚鋼管：)(443RrRW=)2/529.0)008.02/529.0(2529.0(443=0.00168m3 =1680cm3 M=2142KN 0.84 cm=1799 KNcm 由（1）得：N/A M/W=2142/130.88.1799/1680=16.37+1.07=179、.4421.5KN/cm2 (滿足要求)（b）穩定計算按下式計算：)1(EmNNWMANf（2）式中：22E/EAN2223kN/cm10206N/mm10206E所以：22E/EAN=22246/88.13010206=12575kN)1(EmNNWMAN=2142/0.874/130.88+1799/1680(10.8742142/12575)=2142/114.4+1799/1429.9=18.7+1.3=20.021.5kN/cm2 滿足要求。10-1-3 鋼管支撐與基坑開挖的結合施工根據現場實際踏勘以及了解的一些現場狀況，現有音樂廳拆除日期尚未確定，新建工程下沉廣場要于2005 年 10、9 月份投入使用，我們將本工程劃分為兩大施工區域，即在現有音樂廳位置沿縱向設置一道雙排水泥攪拌樁，將本工程沿縱向切開，先對工程東部進行施工，待音樂廳及西側原有建筑拆除后再進行施工。AAJA17291JB5000小白樓音樂廳0.000700雙排水泥攪拌樁樁長18m 樁間咬合 200mm-3.000-14.000A-A剖面圖結合工程特點及鋼管支撐的設置，本工程的施工工況可分為以下十步進行：（本圖介紹某一斷面工況，平面上采用按照挖土深度要求，在挖土機前方始終保持一、二、三道支撐各一組，嚴禁隨意開挖）第一步：施作地下連續墻、鉆孔灌注樁及鋼格構柱安裝。同時進行水泥攪拌樁止水帷幕的施工。第二步：開挖土體到11、第一道支撐的位置（-3.000m），施作第一道支撐及鋼桁架圍檁。第三步：開挖土體到第二道支撐的位置（-8.500m），施作第二道支撐及鋼桁架圍檁。第四步：開挖土體到第三道支撐的位置（-12.000m），施作第三道支撐及鋼桁架圍檁。第五步：繼續開挖土體至基底，施作墊層、底板防水層；施作結構底板及部分邊墻防水層、邊墻結構。第六步：待底板、邊墻達到強度后，拆除第三道支撐，施作負三層側墻防水層及側墻、頂板。第七步：施作負二層部分側墻防水層及部分側墻至第二道支撐下方。第八步：待負二層部分側墻達到強度后，拆除第二道支撐并下移，支撐在側墻結構上，繼續施作負二層側墻防水層及側墻、頂板。對于只有地下二層部分則繼12、續施作側墻防水層及側墻至第一道支撐下方。第九步：待砼達到強度后，拆除第一、二道支撐，負二層部分鋼支撐下移至樓板部位，繼續施作負一層（或負二層）側墻防水層及側墻、頂板。第十步：待砼達到強度后拆除第二道支撐，施作頂板防水層、保護層，回填土方并恢復路面。10-1-4 施工過程中監測10-1-4-1 護壁結構及地表的監測序號觀測名稱方法及工具測點距離量測頻率1-7 天7-15 天15-30 天30 天以后1 基坑內外情況觀察現場觀察及地質描述每次開挖后立即進行2 地表沉陷底板沉陷精密水準儀每 25m布設一處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次3 地下水位觀測水位觀測孔地下水位儀三處2 次/13、天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次4 護壁位移測斜管測斜儀每 25m布設一處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次5 橫撐內力軸力計頻率接受儀每 50m布設一處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次6 護壁內力鋼筋計電阻應變儀鋼筋計布置在基坑底處護壁鋼筋上每 50m布設一處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次7 基坑回彈分層沉降儀三處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次8 立柱變形精密水準儀三處2 次/天1 次/天2 天 1 次3 天 1 次1、基坑內外情況觀察包括：（1）基坑周圍地面裂縫、塌陷及滲漏水情況。（2）地面超載基坑底隆起、管涌情況。14、（3）基坑開挖的地質及其變化情況及支護結構狀態等。2、為減少干擾，保證監測質量，地表監測在夜間11：30次日凌晨 4：30 間進行。3、監測預報及反分析是動態設計與施工的關鍵和核心，將監測信息及時反饋給設計單位，相互配合。根據監測結果采用得當措施，保證施工質量及安全。4、監測元件和工具超前準備，雖工程的進展適時增設。5、變形觀測的頻率要根據變形速率、施工的不同階段等因素綜合考慮，在觀測過程中，根據變形量情況作適當調整。6、施工監控量測是施工過程中的重要環節，是保證施工質量及安全的重要手段，必須嚴格按設計實施。7、基坑附近的建筑物，應根據建筑物的重要性、距離、結構基礎類型情況，對地表沉陷量測測點15、布置及影響范圍作相應調整。10-1-4-2 降水監測降水監測包括水位觀測和對周圍環境影響監測。1、水位觀測（1）降水開始前應統測一次自然水位；（2）抽水開始后，在水位未達到設計降水深度以前，每天觀測3 次水位；（3）當水位已達到設計降水深度，且趨于穩定時，每天觀測1 次：（4）在雨季時，觀測次數為每日3 次；（5）水位觀測精度為1cm；（6）及時整理水位觀測記錄，繪制水位降深值s 與時間 t 過程曲線圖，分析水位下降趨勢，預測達到設計降水深度所需時間；（7）根據水位觀測記錄查明降水過程中的不正常狀況及其產生的原因，及時提出調整補充措施，確保達到降水深度。2、周圍環境監測（1）在降水開始前布設地表沉降、管線沉降、建筑物沉降和傾斜測點，并協同監理、業主和有關管理部門作好周圍環境原始狀況記錄；（2）抽水開始前 3 天初測三次，取其平均值作為初始值；（3）抽水開始后，在水位未達到設計降水深度以前，每天進行三次沉降監測；（4）當水位已達到設計降水深度，且趨于穩定時，每天觀測一次；（5）沉降監測精度為 0.1mm；（6）及時整理監測結果，繪制沉降值s 與時間 t 過程曲線圖，分析沉降趨勢，分析降水施工對周圍環境的影響程度和范圍；（7）根據監測結果調整降水方案，必要時采取補救措施，確保地下管線和周圍建筑物的安全和正常使用。