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1、上海隧道工程股份有限公司企业标准基坑工程内支撑体系钢围檩施工规程（试行）条文说明上海隧道工程股份有限公司2009年10月目 录1总则12钢围檩的选型和节点验算32.1钢围檩的选型32.2节点验算53材料进场检验和安装前准备73.1材料进场检验73.2安装前准备74钢围檩的安装94.1钢围檩安装94.2特殊情况处理115钢围檩施工验收141 总则1.0.1 围檩-支撑体系的受力性能和稳定性是确保基坑工程安全的关键因素。本规程通过钢围檩的受力计算来确定钢围檩体系，满足安全可靠、经济可行的要求；提出钢围檩施工各关键环节的控制要求，即有利于规范化施工，又保证钢围檩施工的质量。排桩围护是指目前常规采用的
2、钻孔灌注桩、咬合桩、SMW（SM 上海城隍庙广场smw工法。1.0.2 W工法由日本成辛工业株式会社开发成功。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。其主要特点是构造简单，止水性能好，工期短，造价低，环境污染小，特别适合城市中的深基坑工程。）、旋喷插型钢等围护体系。地下连续墙围护一般不采用钢围檩，但根据要求设置钢围檩时，本规程也同样适用。1.0.3 钢围檩的施工应遵照本规程流程图要求进行，施工前应对方案图进行稳定性和受力分析，尤其对于异形基坑和不
3、规则基坑，必要时须与设计协商进行设计方案优化。1.0.4-1 一般支撑体系属于平面支撑体系，可以参照本规程进行受力计算。钢围檩、支撑等不在同一平面内的支撑体系称之为空间斜撑体系，空间斜撑体系不适用本章的计算，应进行专项的分析和计算。1.0.4-2 对于基坑围檩-支撑体系的整体稳定性，应考虑围檩-支撑体系施工过程中及围檩-支撑体系安装完成后，尤其要考虑斜支撑分力的平衡。在围檩-支撑体系布置中，不得出现类似图1.1不平衡的支撑体系的工况，其受力简图如图1.2。对于类似情况，可以通过施工流程调整来解决。图1.1：不平衡支撑体系案例图图1.2：不平衡支撑体系受力简图1.0.4-3 对于规则基坑，应考虑
4、斜撑的受力平衡，尽早形成封闭的支撑体系，并采用合理的开挖和支撑安装顺序（如图1.3，应先施工区，再同时施工、区）；对于不规则基坑或异形基坑，应合理布置支撑体系，采取有效的措施满足受力平衡要求，必要时可通过与设计协商优化设计方案，保证基坑围檩-支撑体系的稳定。图1.3：基坑开挖和支撑安装顺序图1.0.5 本规程中钢围檩设计遵照钢结构设计规范（GB50017-2003），施工要求遵照钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001），钢支撑的安装应遵照基坑钢支撑设计制作与使用规程（QJ/SD 0410-99），同时，对于基坑工程的施工应遵照基坑工程设计规范（DBJ08-61-97）和上海地铁基坑
5、工程施工规程（SZ-08-2000）的要求。2 钢围檩的选型和节点验算2.1 钢围檩的选型2.1.1 一般情况下，设计指定钢围檩型号，则应根据本章要求对钢围檩进行复核。如果复核结果不能满足受力要求，则应向设计提出适合的钢围檩型号，如果需要对设计钢围檩进行优化，则应取得设计、业主、监理等单位的书面认可。 在设计没有指定钢围檩型号的情况下，根据本章要求对钢围檩进行设计，并根据实际情况确定钢围檩型号，并取得设计、业主、监理等单位的书面认可。2.1.2 为了简化计算，与设计资料保持一致，本章计算的原始数据来自设计图纸指明的钢支撑的设计轴力。将钢围檩简化为梁、钢支撑简化为铰接支座，钢支撑的设计轴力即为支
6、座支撑力，再换算成梁上均布荷载，斜撑的分力换算为梁的轴力，再计算梁上弯矩、剪力、轴力等。2.1.3 钢围檩分析和计算时，假设钢围檩为等截面梁，钢支撑为铰接支座。在钢围檩自重产生的弯矩相对较小的情况下，简化为（纯）受弯构件进行计算，其强度和稳定性计算均简化为公式。钢围檩抗弯计算时，最不利弯矩是单跨围檩时产生的弯矩（即该段钢围檩上只有两根支撑），取，其中，N为支撑设计轴力，为支撑中心间距。单跨钢围檩受力图如图2.1，其弯矩图如图2.2。图2.1：单跨钢围檩受力图图2.2：单跨钢围檩弯矩图2.1.4 钢围檩的抗剪计算时，最不利的剪力取两跨钢围檩时的剪力（即该段围檩上有三根支撑），剪力取（单跨钢围檩时
7、，剪力为）。双跨钢围檩受力图如图2.3，其剪力图如图2.4。图2.3：双跨钢围檩受力图图2.4：双跨钢围檩剪力图2.1.5 基坑斜撑作用于钢围檩上，产生作用于钢围檩的轴向压力。钢围檩的抗压计算时，应考虑多道斜撑分力的累加。如图2.5，当有两根斜撑时，产生斜撑分力P1、P2时，其计算轴力NP1P2，如图2.6所示。计算公式中，值的精确取值见钢结构设计规范（GB50017-2003）附录C，在一般情况下，偏安全考虑，简化计算，值可以取0.9。图2.5：基坑支撑体系示意图图2.6：钢围檩轴力示意图2.1.5-1 在受力计算中，以抗弯和抗压公式计算的结果为基础选择钢围檩型号，再采用抗剪计算公式进行复核
8、，抗弯、抗压、抗剪三者必须同时满足要求。附录A为钢围檩复核和设计的样表，在附件中给出了钢围檩复核和设计的计算表格，可以输入相关参数后，确定钢围檩的型号。2.1.5-2 一般情况，钢围檩宜采用双拼或多拼型钢，不宜采用单根型钢，且不宜选用焊接型钢。钢围檩应优先选用租赁单位已有钢围檩，一般常用的H型钢有：5002001016, 4883001118, 7003001324, 4004001321等。附录B和附录C中是常用的热轧H型钢和工字钢参数表，可供参考。2.2 节点验算2.2.1-1 钢支撑和钢围檩的重量由小牛腿来支承，根据小牛腿间距计算钢支撑和围檩的作用于小牛腿的重力，再计算作用于小牛腿根部的
9、弯矩M。图2.7：钢板小牛腿剖面示意图（单位：mm）2.2.1-2 一般情况，小牛腿钢板厚度不小于20mm，小牛腿长度宜超过钢围檩宽度50mm以上，小牛腿与围护焊接应采用双面角焊缝，且焊缝高度不小于10mm，如图2.7所示。2.2.2 在工程施工中，支撑位置钢围檩抗压强度不足，发生屈服的现象较常出现，因而，必须对支撑位置的钢围檩进行加劲处理。根据基坑深度的不同，支撑轴力钢围檩受力也相差较大，加劲板的数量应根据计算确定。加劲板安装如图2.8、2.9所示。 图2.8：加劲板安装平面图（单位：mm） 图2.9：加劲板安装剖面图（单位：mm）3 材料进场检验和安装前准备3.1 材料进场检验3.1.1-
10、1 材料进场后，由质量部门和材料部门对钢围檩型钢高度，翼板宽度、厚度，腹板厚度等尺寸进行量测，如不能符合要求，一律退场，严禁使用。3.1.1-2 选用的钢围檩应满足表面平整、顺直、无油污、无锈蚀且未损伤等要求，型钢弯曲最大挠度不超过1/300。3.1.1-3 钢围檩拼接接头未达到要求，应按3.1.2拼接接头要求处理，钢围檩对接接头应满足3.1.3要求。3.1.2 对于双榀（多榀）钢围檩，型钢与型钢的翼板应间隔式对接焊（如图3.1）或加缀板角焊（如图3.2），且尺寸应满足图示要求，缀板厚度不小于母材。图3.1：型钢电焊拼接图（单位：mm）图3.2：型钢加缀板拼接（单位：mm）3.1.3 钢围檩对
11、接接头的抗压、抗剪、抗弯强度应与原材料相同，电焊应由专业的电焊工实施，并采取有效措施保证电焊质量。3.2 安装前准备3.2.1 随基坑开挖，清除围护体上附着的渣土。对于内插型钢的围护（SMW，旋喷插型钢围护），暴露出基坑内侧的型钢面；对于钢筋笼的围护（如钻孔桩、地下墙等围护），暴露出围护体，在安装钢围檩处，暴露出用于焊接小腿的钢筋。3.2.2 根据支撑设计标高、钢围檩尺寸、施工净空要求等确定小牛腿的标高，根据钢围檩长度通过放样确定每个牛腿的安装位置，安装标高误差应小于2cm。3.2.3 根据支撑间距进行现场放样后，确定支撑在钢围檩上的安装位置，然后根据计算结果对钢围檩进行加强处理。加劲板宜选用
12、不小于20mm的钢板，高度与型钢翼板齐平，加劲板与钢围檩型钢的腹板、翼板均采用双面角焊缝焊接，有效焊缝高度不小于10mm。加劲板的数量不得少于上下各三块，间距控制在200250mm。加劲板应在地面焊接完成，以确保电焊质量，见图2.8、2.9。4 钢围檩的安装4.1 钢围檩安装4.1.1-1对于钻孔桩、咬合桩、地下墙等围护的钢围护支承应选用钢板小牛腿（确保小牛腿的焊接质量），对于内插钢型的围护钢围檩支承可以采用型钢小牛腿或钢板小牛腿。4.1.1-2小牛腿应根据支撑位置、围檩长度等确定，应与排桩围护的主筋、预埋件或内插型等连接，间距一般宜为23m，小牛腿应比钢围檩宽度大于510cm，如图4.1、图
13、4.2。图4.1：型钢小牛腿剖面图（单位：mm） 图4.2：钢板小牛腿剖面图（单位：mm）4.1.2 钢围护采用拉结筋与围护结构进行连接加固是保证钢围檩稳定性、防止滑落的有效措施，应在工程施工中广泛采用。拉结筋连接点间距宜控制在23m，且每段钢围檩不小于两点，直径不小于16，如图4.1、图4.2。4.1.3 在钢围檩施工前，应根据基坑尺寸确定钢围檩的施工顺序和钢围檩的布置，避免钢围檩现场安装接头出现于两根支撑的跨中或安装支撑处，如图4.3、图4.4。图4.3：错误做法一（接头设置于支撑处） 图4.4：错误做法二（接头设置于跨中）4.1.4 钢围檩安装接头处应在顶面、底面、侧面处用钢缀板连接，钢
14、缀板与母村采用角焊缝连接，焊缝有效高度不小于10mm，钢缀板厚度不小于母材，且与有效连接长度不小于200mm，如图4.5，图4.6，图4.7。图4.5：连接腹板的缀板示意图（单位：mm） 图4.6：连接翼板的缀板示意图（单位:mm）图4.7：安装接头剖面示意图（单位：mm）4.1.5 在安装钢支撑之前，应保证排桩与钢围檩接触点密贴。当支撑位置的钢围檩与围护存在间隙时，应先采用垫钢板等措施垫实，再安装钢支撑，施加预应力，严禁在钢围檩与桩体之间未垫实的情况下施加预应力。支撑安装后，钢围檩与围护体之间的间隙必须立即采用C30以上细石混凝土填实。严禁不填实间隙，或采用双快水泥、泥土等代替细石混凝土，如
15、图4.8。图4.8：钻孔桩围护与钢围檩之间填充图图4.9：钢围檩转角处处理（单位:mm）4.1.6 基坑转角处，钢围檩应等高连接，两个方向的钢围檩应紧贴围护,钢围檩端头应电焊连接（可采用缀板连接两端头围檩），可以采用加劲板有效焊接固定，加劲板数量不少于两块，加劲板采用20mm钢板，尺寸如图4.9。4.1.7 斜支撑牛腿参照地下连续墙围护非标钢牛腿要求制作并安装。4.2 特殊情况处理4.2.1-1 对于SMW等围护。当钢围檩与型钢间间距小于10cm，则在钢围檩与H型钢缝隙间加垫相应数量的钢板；若钢围檩与型钢（桩体）间间距大于10cm，则在钢围檩与型钢处加焊不少于三块加劲板。钢板高度与钢围檩相同，
16、宽度与围檩型钢相同，如图4.10、图4.11、图4.12所示。4.2.1-2 对于钻孔桩等围护。在钢支撑施加应力前应先采用钢板垫实桩体位置，施加预应力完成后，再采细石砼填实钢围檩与桩体之间的间隙，如图4.8。4.2.1-3 采用垫钢板措施时，钢板宽度应与围护型钢宽度相同，高度应与钢围檩高度相同，并采用点焊等措施与围护有效连接。采用焊钢板时，必须确保钢板与围护的焊接质量，采用双面角焊缝连接，并保证与钢围护接触面的平整。焊接钢板宽度应与围护型钢宽度相同，高度应与钢围檩高度相同。图4.10：围护型钢错位处理平面图（单位:mm）图4.11：垫钢板处理剖面图（10cm）（mm） 图4.12：焊钢板处理剖
17、面图(10cm)（mm）4.2.2-1 当钢围檩上下错位时，可以通过在钢围檩端头增加钢支撑来处理。4.2.2-2 当钢围檩前后错位，当错位较小时（小于半个钢围檩宽度），相邻钢围檩的腹板、翼板应采用缀板连接，并在钢围檩侧面加焊钢板作为连接板补强，如图4.13；当错位较大时（大于半个钢围檩宽度），在前后错开的接头两侧各增加一道钢支撑，如图4.14。 图4.13：安装接头错位加缀板处理图（单位:mm）图4.14：安装接头错位加支撑处理图（单位:mm）5 钢围檩施工验收5.0.1 钢围檩的验收包括两部分，一是材料进场验收，二是施工质量验收。材料进验收的主要内容有钢围檩的型号、挠度及外观质量，拼接钢围檩的拼接质量，对接钢围檩对接接头的质量等。施工验收主要内容有支承小牛腿的尺寸和焊接质量，支撑位置加劲板的数量、尺寸、焊接质量，钢围檩安装接头位置、缀板尺寸、焊接质量，围护错位的处理，钢围檩转角的处理，节点受力要求，斜撑围檩的处理等。构造要求等应由技术部门计算确定，质量部门按照相关计算要求进行验收。5.0.25.0.4质量验收由质量、技术部门负责，根据施工进度对各个关键环节进行验收。验收标准可参照钢结构工程施工质量验收规范（GB 502052001）执行。