地下通道满堂支架预压方案.doc

重庆茶园A标准分区市政干道路网工程(地通道工程)
南山隧道及连接道(茶园路)一期工程道路段(二标段)项目部

现
浇
地
下
通
满
樘
支
架
预
压
施
方
案

一 综 述
本方案为专项方案，有关编制依据、适用范围、工程概况、施工计划等见《90m现浇地下通满樘支架施工方案》。
二 预压目的及方式
为检验90m现浇地下通模板的安全性和实际变形量，通过预压消除结构非弹性变形，同时取得模板弹性变形的实际数值，得出荷载－挠度曲线，并检验设计计算结果，调整预拱度(或反拱)，以求得90m现浇地下通施工的准确参数。提前发现支架结构及构件加工、安装所存在的问题和隐患，提前调整整改，防患于未然。模板预拱度的调整通过调整模板支撑顶托完成。
模板弹性变形应根据预压变形测量结果绘制沉降曲线，并结合模板的设计拱度和实际支撑变形来确定。
模板安装完毕后，对其进行预压。为保证预压荷载的合理分布，模拟混凝土浇注顺序进行加载，即第一步加载底板钢筋混凝土重量、第二步加载腹板钢筋混凝土重量、第三步加载翼缘板钢筋混凝土重量、第四步加载顶板钢筋混凝土重量。考虑到混凝土振捣产生的动荷载及小型机具等荷载，预压荷载按混凝土实体重力荷载的1.1倍考虑，
三 预压程序与步骤
为检验支架的弹性变量及检验地基础的承载力，消除因支架竖向非弹性变形对标高的影响，应在底模铺装后，对支架进行预压，预压材料采用沙土（吨袋）。
1 支架预压方式
底模安装前先安装好临时支座，底模、侧模安装后开始支架预压，但预压前采用胶合板和彩条布铺在模板上，保护模板不被受损和污染。
采用沙袋按各段设计荷载110%进行预压，空心箱体部分采用沙袋预压；腹板部分采用预制砼块预压或整捆钢筋预压。
支架搭设时预压前，顶部预留抛高要计算地基相对沉降量，支架弹性和非弹性值等。
地基相对沉降量以地基处理时试验检测后计算确定，支架的非弹性变形值参考下表数据。支架的弹性变形运用沙普软件程序节点计算确定。根据以往施工经验，支架施工沉留值在15~20mm左右，待预压沉降观测后调整。
根据沉降计算结果，拟定类似地基及支架方案预留沉降选用1.0cm。
注意的问题：
1）、采用沙袋法预压，沙袋逐袋称量，设专人称量、专人记录；称量好的沙袋一旦到位就采用防水措施，准备好防雨布。每捆钢绞线也要全部覆盖。
2）、派专人观察支架变化情况，一旦发生异常，立即进行补救。
3）、要分级加载，加载的顺序接近浇筑砼顺序，不能随意堆放，卸载也分级并测量记录。
4）、通过第一施工段预压并沉降后，将实测沉降量（地基沉降量、支架变形量）作为一个参数值直接运用。
2 沉降观测点的设置
支架压载观测点布置：箱梁模板上的测点布置22个断面，即每2m一个断面，每个断面分别在地板布设3个点，每侧冀板上布设2个点。
在垫木下的钢板处设观测点，布置方式与梁部相同。
卸载：压载完毕后进行卸载，卸载时间在同跨内先中间后两边对称同时进行。
预压时主要观测的数据有：支架底座沉降—地基沉降；卸载后顶板客恢复量以及支架的侧位移量和垂直度，按测得的沉降量及设计标高，重新调整模板标高。
测量时，依据《工程测量规范》（50026—89），采用苏光DSZ2型水准仪配合双面木尺，按四等水准测量要求进行观测，并用悬线重锤测支架水平位移量。
沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形具体数值为多少，并在卸载后全面测得个测点的回弹量。根据各点对应的弹性、非弹性变形数值及设计梁体挠度来调整模板的高程，通过支架顶部微调装置进行调整、加固。
3卸载及支架调整
卸载后记录地基及支架、木材变形的反弹量，当弹性变形恢复后结束观测，绘出观测曲线，最终计算出每个施工段支架体系的沉降量及弹性变形量，并根据此沉降量及弹性变形量调整相应竖杆标高。预压过程中必须随时观测地基、支架变形情况，发现问题及时采取措施进行处理，以保证安全。
4预拱度设置
根据砼自重＋1/2活载引起的挠度与预应力引起的反拱之差设置；每个墩顶位置箱梁的预提高度为弹性变形值S1，每跨跨中预提高度为弹性变形值+S1设计预拱度（砼自重+1/2活荷载引起的挠度－预应力引起的反拱）；其余位置的预提高度均以每跨墩顶预提高度为最小值，跨中预提高度为最大值按二次抛物线分配。支架在荷载作用下的非弹性压缩δ2=2mm；支架在荷载作用下的弹性压缩δ3=σL/E=30KN*L/A*E=0.3L(mm)；支架基地在荷载作用下的非弹性变形δ4=1mm。
附：90m现浇地下通满堂支架预压试验流程图
四、测量结果记录表格
每级荷载加载按《移动模架预压高程数据记录表》表格(附后)进行如实记录，为挠度分析提供数据。根据测得的数据绘制弹性、非弹性曲线图。
五、质量保证措施
1、铺设底模、侧模后测量前应加强模板的全面检查，确保模板在荷载作用下无异常变形。
2、加载及卸载过程应加强施工现场安全保卫工作，确保各方面的安全。
3、沉降观测仪器为专用精密仪器，要专职测量人员负责；
4、测点要固定，用红油漆提前做好标识。
5、不能随意更换测量人员，防止出现人为误差；
6、专人负责对水准点位置进行保护；
7、如实填写观测数据，绘制弹性和非弹性曲线。如出现意外数据，应分析原因，不得弄虚作假。
8、观测过程如局部位置变形过大，应立即停止加载并卸载，及时查找原因，采取补救措施。
9、堆码砂袋一定要按施工设计方案认真堆码，确保模拟状态接近实际状态。

六、安全保证措施
1、进入现场必须遵守安全生产纪律。
2、吊装时必须有统一的指挥、统一明确的信号。
3、作业人员上班前不得喝酒。
4、作业人员禁止穿硬底鞋、高跟鞋、塑料底鞋和带钉的鞋。
5、吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。
6、吊装区域应设置警戒线，危险点须设专人监护。
7、吊机驾驶员、指挥员必须持证上岗。
8、起重机工作前应检查距尾部的回转范围50cm内无障碍物。
9、起重臂最大仰角不得超过制造厂规定。
10、起吊时的一切动作要以缓慢速度进行，吊车司机严禁同时进行两个动作的操作。
90m现浇地下通满堂支架预压施工
“预压-卸载”试验流程图

测
量
监
控
预压前准备工作
完成“状态一”加载
完成“状态二”加载

完成“状态三”加载

准备卸载
卸载成为“状态一”的受力状态

卸载成为“加载初始状态”

预压过程的总结、抬高值的确定

卸载成为“状态二”的受力状态
完成“状态四”加载

持荷观测
卸载成为“状态三”的受力状态
数据汇总、分析对比

90m现浇地下通满堂支架预压高程数据记录表
观测
点位
观测
时间
空载高程（mm）
加载状态一高程（mm）
加载状态二高程（mm）
加载状态三高程（mm）
加载状态四高程（mm）
卸载状态三高程（mm）
卸载状态二高程（mm）
卸载状态一高程（mm）
初始状态高程（mm）
1

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3

4

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附件一：满堂支架下的地基承载力及沉降的复核
一、地基承载力计算
1、碎石土垫层
取一块垫木作为一个计算单元，近似认为碎石土垫层表面所承受的力是支架立柱通过垫木板（规格为：4m*0.20m*0.05m）传递下来的均布应力σ1，承压面S=0.2m*4m=0.8m2，均布应力σ1按下式计算：
σ1=P/S=（47KN/m2*0.54m2*6根立杆）/0.84=164KPa
要求 σ1≤Kfak垫层
式中: σ1-垫板对碎石垫层的荷载应力;
K-调整系数,碎石土取0.4。
fak垫层—碎石土垫层的承载力特征值，碎石土取500KPa。（中密状态的圆砾承载力特征值为300—500 KPa，密实状态的圆砾承载力特征值为500—700 KPa）
带入数据： σ1=164 KPa≤200 KPa
垫层承载力满足要求。
2、下卧层
按均布条形荷载验算下卧层的承载能力。
（1）条形基础下（下卧层顶）的附加附加应力
σz=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69 KPa
αt为附加应力系数,z/b=0.5/0.2=2.5时，取0.4。
下卧层承载力满足要求。
（2）支架立柱通过垫木板传递下来的均布应力σ1由碎石垫层承受，基底压力σ1通过碎石垫层以压力扩算角θ向下扩算，扩算至碎石垫层顶面压应力σh与碎石垫层自重应力之和［σH］应小于或等于该处下卧层地基的地基承载力特征值，即：
σH≤fak下卧层
式中：fak下卧层—下卧层的承载力特征值，低勘报告粉土最小值160 KPa；
σH—σh与碎石土垫层自重应力之和；
按照碎石土垫层厚50cm，对σH进行计算：
按θ=30°通过碎石土垫层扩算到下卧层顶面，并假定该处产生的压力呈梯形分布，根据力的平衡条件可得
Lbσ1=[(b+hstanθ)L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]σh
整理得：σh= Lbσ1/[（b+hstanθ）L+bhstanθ+4（hstanθ）2/3]
式中：L—垫板的长度，m；L=4m；
b—垫板的宽度，m；b =0.2m；
hs—碎石垫层的厚度，m；hs =0.5m；
σ1—垫木板低面的平均压力，KPa；σ1=164 KPa；
θ—碎石土垫层的压力扩算角，°；θ取30°；
代入数据：σh=4*0.2*164/[(0.2+0.5tan30°)*4+0.5*0.2tan30°+4*(0.5tan30°)2/3]
=131/(1.954+0.06+0.11)=61 KPa
σH=σh+γshs=61+69*0.5=71 KPa
γs=19KN/m3
由式fak下卧层=160 KPa≥σH=71 KPa
3、结论
从以上两种计算方法的结果可知，50cm的碎石土垫层及粉土下卧层的承载力均可满足要求。
为确保地基完全可靠，考虑到不可预见的因素，要求对下卧层及碎石进行碾压，且承载力达到200 KPa，通过轻型触探试验进行检验，合格后方可进行下道工序的施工。
二、地基沉降验算
根据地勘报告，下卧层大多为砂性土，对沉降影响较不利的土层为粉土层及粉细砂层；为粉土时，其最大厚度为3.0m，为细砂土时，其最大厚度为4.5m，分别按这两种最不利条件进行验算。
（一）粉土
1、基底附加应力
下卧层顶的附加应力σz1=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69 KPa
2、各土层的压缩量S1
S1=（σz1+σz2）h/2Esi=9mm
3、地基压缩层厚度
按附加应力与自重应力比值法
取附加应力与自重应力比值为0.2，压缩层厚度取3米。
（二）粉细砂
1、基底附加附加应力
下卧层顶的附加应力σz1=αt(σ1+γshs)=0.4(164+19*0.5)=69 KPa
2、各土层的压缩量S1
S1=（σz1+σz2）h/2Esi=9mm
3、地基压缩层厚度
按附加应力与自重应力比值法
取附加应力与自重应力比值为0.2的深度处作为沉降计算深度的界限。经计算，压缩层厚度取3米。
（三）结论
地基的沉降最大值不超过梁跨的1/1000，况且预压可以消除地基的沉降变形，可以认为按此方式进行地基处理满足要求。粉土、粉细砂等粗粒土的地基沉降，数值不大，但需控制不均匀沉降，通过垫层上铺设彩条布防水（或加设一层10cm厚度砼）及在基坑开挖范围内加设一层20cm厚的砼垫层的方式来解决因积水而引起的不均匀沉降。

附件二：碗扣支架计算书
90m现浇地下通支架法现浇设计计算
（碗扣架结构）设计
1. 设计计算
1.1荷载计算
梁体最大荷载在中墩桥墩处，为:70100N∕m。
支架、模板荷载：3500 N∕㎡
配重等其他荷载：500 N∕㎡
最不力荷载合计：74100 N∕㎡
荷载安全系数取1.2
则计算荷载为74100×1.2=88920 N∕㎡
1.2 支架立杆计算
1.2.1 支架强度验算
最大荷载情况下，每区格面积为0.6×0.6=0.36㎡
则每根立杆受力为88920×0.36=32011.2N
碗扣架采用的是φ4.8×3.5型钢管，得截面积A=489㎜2；惯性矩I=121900㎜4。惯性半径i=15.8㎜。
σ=N∕A=32011.2∕489=65.6MPa＜［σ］=215MPa
1.2.2 立杆稳定性验算
ｒ=L∕ⅰ=600∕15.8=38.0，查《钢结构设计规范》附录三得：φ=0.893。
σ= N∕φA=32011.2∕（0.893×489）=73.3MPa＜［ó］=215MPa
因此，立杆的强度和稳定性均满足要求。
2.构造要求
2.1 架体总体要求
对剪刀撑、水平杆、周边拉结等采取一系列加强措施。
支模架体高宽比：模板支架的整体高宽比不应大于5。
2.2 立杆间距
梁下优先采用可调托座同时对采用可调托座时的构造做出了具体规定，以满足支撑系统的稳定性。
2.3 步距
搭接要求：立杆接长时，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不宜小于500㎜，各接头中心至主节点的距离不宜大于步距的1∕3；立杆接长除顶步可采用搭接外，其余各步接头必须采用对接扣件连接。对接、搭接应符合下列规定：
a 立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内。
b 搭接长度不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆顶距离不应小于100㎜。
2.4 扫地杆设置
模板支架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在距离底座上皮不大于200㎜处的立杆上，横向扫地杆亦应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两跨与立杆固定，高低差不应大于1m。靠边坡上方的立杆轴线到边坡的距离不应小于500㎜。
2.5 可调托座使用
可调托座与钢管交接处应设置横向水平杆，托座顶距离水平杆的高度不应大于300㎜。梁底立杆应按梁宽均匀设置，其偏差不应大于25㎜，调节螺杆的伸缩长度不应大于200㎜，另外，使用可调托座必须解决两者连接节点问题。
2.6 水平杆
（1）每步的纵、横向水平杆应双向拉通。
（2）搭设要求：水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。对接、搭接应符合下列规定:
a 对接扣件应交错布置：两根相邻纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内；不同步或不同跨两个相邻接头在水平方向错开的距离不应小于500㎜；各接头至最近主节点的距离不宜大于纵距的1∕3；
b 搭接长度不应小于1m，应等距离设置3个旋转扣件固定，端部扣件盖板边缘至搭接水平杆杆端得距离不应小于100㎜。
（3）主节点处水平杆设置：主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除。主节点两个直角扣件的中心距不应大于150㎜。
2.7 剪刀撑
剪刀撑包括两个垂直方向和水平方向三个部分组成，要求根据工程结构情况具体说明设置数量。
2.7.1 设置数量
模板支架高度超过4m的模板支架应按下列规定设置剪刀撑：
a 模板支架四边布满竖向剪刀撑，中间每隔四排立杆设置一道纵、横向竖向剪刀撑，由底至顶连续设置；
b 模板支架四边与中间每隔四排立杆从顶层开始向下每隔两步设置一道水平剪刀撑。
2.7.2 剪刀撑的构造应符合下列规定
a 每道剪刀撑宽度不应小于4跨，且不应小于6m，剪刀撑斜杆与地面倾角宜在45°～60°之间。倾角为45°时，剪刀撑跨越立杆的根数不应超过7根；倾角为60°时，则不应超过5根；
b 剪刀撑斜杆的接长应采用搭接；
c 剪刀撑应用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线至主节点的距离不宜大于150㎜；
d 设置水平剪刀撑时，有剪刀撑斜杆的框格数量应大于框格总数的1∕3。
3. 材料管理
3.1 钢管、扣件
（1）材质:引用了国家行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130）的相关规定。
（2）验收与检测，采购、租赁的钢管、扣件必须有产品合格证和法定检测单位的检测检验报告，生产厂家必须具有技术质量监督部门颁发的生产许可证。并且使用前必须进行抽样检测。
3.2 钢管外观质量要求：
a 钢管表面应平直光滑，不应有裂缝、结疤、分层、错位、硬弯、毛刺、压痕和深的划道；
b 钢管外径、壁厚、端面等的偏差；钢管表面锈蚀程度；钢管的弯曲变形应符合附录E的规定；
c 钢管应进行防锈处理。
扣件外观质量要求：
a 有裂缝、变形或螺栓出现滑丝的扣件严禁使用；
b 扣件应进行防锈处理。
3.3 技术资料
施工现场应建立钢管、扣件使用台帐，详细记录钢管、扣件的来源、数量和质量检验等情况人员管理。
4. 验收管理
4.1 验收程序
模板支架投入使用前，应由项目部组织验收。项目经理、项目技术负责人和相关人员，以及监理工程师应参加模板支架的验收。
4.2 验收内容
a 材料——技术资料
b 参数——专项施工方案
c 构造——专项施工方案和本规程
4.3 扣件力矩检验
安装后的扣件螺栓拧紧扭力矩应采用扭力扳手检查，抽样方法应按随机分布原则进行。
4.4 验收记录
按相关规定填写验收记录表
5. 使用管理
1 作业层上的施工荷载应符合设计要求，不得超载。脚手架不得与模板支架相连。
2 模板支架使用期间，不得任意拆除杆件，当模板支架基础下或相邻处有设备基础、管沟时，在支架使用过程中不得开挖，否则必须采取加固措施。
3 架体因特殊原因或使用荷载变化而发生改变时，需采取措施（编制补充专项施工方案），重新验收。
4 混凝土浇注过程中，应派专人观测模板支撑系统的工作状态，观测人员发现异常时应及时报告施工负责人，施工负责人应立即通知浇注人员暂停作业，情况紧急时应采取迅速撤离人员的应急措施，并进行加固处理；混凝土浇筑过程中，应均匀浇捣，并采取有效措施防止混凝土超高堆置。
6. 拆除管理
6.1 拆除时间
必须满足规范规定的底模及其支架拆除时的混凝土强度的要求。
6.2 拆除方法
模板支架拆除时，应按施工方案确定的方法和顺序进行，拆除作业必须由上而下逐步进行，严禁上下同时作业。分段拆除的高差不应大于二步。设有附墙连接件的模板支架，连接件必须随支架逐层拆除，严禁先将连接件全部或数步拆除后再拆除支架；多层建筑的模板支架拆除时，应保留拆除层上方不少于二层的模板支架，模板支架拆除时，应在周边设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内，卸料时应符合下列规定:
a 严禁将钢管、扣件由高处抛掷至地面；
b 运至地面的钢管、扣件应及时按规定进行外观质量检查、整修与保养，剔除不合格的钢管、扣件，按品种、规格随时码堆存放。
7. 施工图
（见附图）