可拆卸式钢栈桥施工工法

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1、可拆卸式钢栈桥施工工法工法编号： FJGFEJ21-2011完成单位：中建七局第三建筑有限公司 福建省惠一建设工程有限公司主要完成人：杨丙申 王耀 张书锋 张世奇 张超平1 前 言1.0.1 随着国家经济发展及城市商业化竞争的加剧，房屋建筑工程对地下空间要求越来越 高，建筑场地密集，单独场地狭窄。地下室工程土方开挖量及结构工程量大，建筑工期紧已 成为现阶段房屋建筑的特色，为了满足施工的质量、进度、安全，可以设置双道车行钢栈桥 至地下室中心部位。1.0.2 使用钢栈桥作为基坑支护、地下土方开挖、地下室结构施工材料运输的纽带，满足 各工种的材料需要，从而提高总生产效率，缩短工期。1.0.3 利用钢

2、栈桥进行地下室土方及结构施工方法在多个项目使用，但栈桥造价过高，恒力金融中心采用可拆卸式钢栈桥降低施工成本，同时满足栈桥各项功能要求， 此栈桥施工技术达到国内领先水平， 已在我司的灰炉村旧屋改造项目上进行推广使用， 经过汇编整理出 局部可拆卸式钢栈桥施工工法。 针对此课题在施工过程中进行 QC活动，深基坑钢栈桥方案 创新获11年福建省QC成果二等奖，并申请国家专利可拆卸式钢栈桥 。2 特点2.0.1 可拆卸式钢栈桥桩基为钢管桩，在基坑土方开挖之前采用振冲法进行施工，噪音小 及无环境污染。2.0.2 可拆卸式钢栈桥由高至低逐段安装，每跨桥面由各自的横梁、竖楞、预制桥面板和 钢管桩独立承担桥面荷载

3、， 与土方开挖同步施工， 满足土方分层开挖的设计要求； 由底至高 逐段拆除，保证地下室结构施工的材料运输和大型机械设备停放。2.0.3 可拆卸式钢栈桥顶端部与基坑支撑结构进行刚性连结，桥结构整体性强，与回填临 时施工道路相比，无道路塌方、陷车等事故，提高了施工生产和安全管理效率。2.0.4 可拆卸钢栈桥现场施工速度快，不影响其它工序施工进度。钢结构各构件均在现场 吊装、拼接、焊接、铺设预制桥面板后即可使用，大大缩短施工周期。2.0.5 钢栈桥采用焊接，安装拆卸简单，底板以上材料均能回收二次利用，属于绿色环保工程。3适用范围3.0.1本工法适用于土方量和地下室结构施工量大或场地土质差的较深或超深

4、基坑，基坑周边场地狭窄且工期紧的地基基础工程施工。3.0.2 本工法对河滩、海滩车行钢栈桥施工也具有参考意义。4工艺原理可拆卸式钢栈桥由桩基础、桥系和桥面结构组成。其基础为振冲钢管桩作支撑，桥面荷载直接由钢管桩摩擦力和持力层承受。桥系为工字钢横梁和工字钢竖楞焊接拼装组成，横梁与桩头固定焊接。 桥面为槽钢搁挡与预制砼板面组成，两侧设置防护栏杆，在土方开挖和地下室结构施工过程中作为稳固的桥体提供施工通道，保证机械、材料运输。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程可拆卸式钢栈桥工艺流程见图5.1图5.15.2 操作要点5.2.1 钢管桩施工栈桥采用钢管桩，采用振冲法由振动锤送桩至标准要求。施工

5、中要求如下：1严格控制管桩底部标高，避免穿透持力层。对每根桩入土深度进行记录，详见表521-2表5.2.1-2振击钢管桩施工记录汇总表工程名称施工单位总桩数桩号打桩日期外观质量最终桩底标高（m实际桩长（m）每节长度（m割桩长 度（m备注-一-二二二注：附栈桥钢管桩桩号平面图2打桩顺序按照倒退路线从里至外进行施工，由于有焊接间隔时间，可以同时施工3根桩进行流水作业。3在钢管桩振冲过程中从两个不同方向用经纬仪监测垂直度，垂直度偏差控制在8mm之内。4单边夹振动锤在振冲过程中容易出现受力偏心，因此需用双边夹振动锤进行振冲。5管桩的入土速率小于 1m/min ,即振冲力已达到振动锤的最大极限力，应考虑

6、入土深 度和地质情况进行位置调整或停止施工。6沉桩过程中遇孤石或距离设计沉桩尺寸相距太大不能沉桩的情况下对管桩位置先左 右后前后进行调整，采取“二托一”的办法保证桩基承载力。5.2.2 桥系安装施工桥系由工字钢横梁与工字钢竖楞组成，整个桥系向下倾斜伸入基坑，由入口处第一道水平支撑梁面标高、第二道支撑结构通道标高及栈桥最底部转弯平台标高控制不同段栈桥的坡 度。桩头与横梁大样见图 5.2.2-1 。5丨桩头与横默样平面图图522-1桩头与横梁大样施工中要求如下：1 土方开挖至比砍桩面低一米左右高度，方便操作。2每列桩心间距在水平标高测量完毕后用激光测距仪测量，误差控制在3mm之内。3栈桥三列桩，根

7、据每列桩位置不同的结构净距计算不同的列桩线坡度，每根桩的砍桩面标高均为桩心位置砍桩标高，根据所属列的线坡度与桩与顶部或者底部支撑结构净距计 算，砍桩面标高计算误差控制在2mm4排桩横梁切割之前根据图纸要求尺寸拉通线放线，确保横梁在三个桩中间位置。安放完成两三根后拉线沿横梁一端移动至另一端检查是否在同一平面，存在高低部位进行垫铁或二次切割调整。5 横梁与柱头焊接焊接环境温度不应低于 5C。焊接时母材的非焊接部位严禁焊接引弧。多层焊接宜连续 施焊，注意控制层间温度， 每一层焊缝焊完侯应及时清理检查， 清除药皮、 熔渣和其他缺陷， 再焊下一层。1）定位焊时应符合下列规定： 焊前必须按施工图及工艺文件

8、检查破口尺寸、根部间隙等，如不符合要求应处理改 正。 所采用的焊接材料型号应与焊件材质相匹配。 定位焊应距设计焊缝端部 30mm以上，焊缝长应为 50100mm间距应为400600mm 定位焊缝的焊脚尺寸不得大于设计焊脚尺寸的 1/2. 定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣、焊瘤等缺陷，否则应处理改正。如有焊缝开裂， 应查明原因，清除后重焊。2）埋弧焊是应符合下列规定：埋弧自动焊必须在距杆件端部80mm以外的引板上起、熄弧。焊接中不应断弧，如有断弧必须将断弧处刨成 1： 5斜坡口，并搭接 50mm再引弧施焊。3）焊缝磨修和返修焊时应符合下列规定： 杆件焊接后两端引板或铲平试板必须用气割切掉，并磨平切口

9、。 焊缝咬边超过1mm或外观检查超出负偏差的缺陷应用手弧进行修焊。 返修焊采用埋弧自动焊、 半自动焊时， 必须将清理部位的焊缝刨成不陡于 1： 5的斜 坡，再进行焊接。 返修焊后的焊接应随即铲磨匀顺，并按原质量要求进行复检。返修焊次数不宜超过 两次。4）焊缝检验 焊接完毕，所有焊缝必须进行外观检查，不得有裂纹、未溶合、夹渣、未填满弧坑等缺陷。进行超声波探伤， 内部质量分级应符合表 5.2.2-2 的规定。 其他技术要求可按现行 钢 结构超声波探伤方法和探伤结果分级执行。焊缝超声波探伤范围和检验等级应符合表 5.2.2-3 的规定。表5. 2.2-2超声波探伤内部质量分级表项目质量等级适用范围对

10、接焊缝I主要杆件受拉横向对接焊缝n主要杆件受压横向对接焊缝、纵向对接焊缝角焊缝m主要角焊缝表522-3超声波探伤检验表焊缝质量级别探伤比例探伤部位板厚检验等级I级、n级横向对100%全长10 45B接焊缝46 56B（双面双侧）n级纵向对接焊缝100%焊缝两端各100010 46B46 56B（双面双侧）n级角焊缝100%两端螺栓孔部位并延长 500,板梁主10 46B梁及纵、横梁跨中加探 100046 56B（双面单侧）焊缝的射线探伤应符合现行国家标准钢融化对接接头照相和质量分级（GB/T 33232005）的规定，射线照相质量等级为B级，焊缝内部质量为n级。6横梁安装完毕后根据竖楞放样尺寸

11、对横梁工字钢两侧焊接12mm厚钢板做加劲肋，间距为双倍竖楞间距尺寸。7为了栈桥安装及拆除的方便及栈桥稳定性，桥体最外侧两根竖楞采取坡口焊加腹板 对接方式，中间竖楞采用在横梁位置搭接方式，搭接端头与横梁焊接。5.2.3桥面安装施工桥系安装好后，根据预制桥面板宽度垂直次楞焊接】20槽钢作为预制板固定搁挡，桥体两侧次楞通长焊接20槽钢既封闭预制板，又可焊接栏杆作为行人行车防护。大样图见图5.2.3-1 ，操作要点如下：Ft艰J-F.图5.2.3-1桥面大样剖面图1槽钢搁挡安装应从桥体通长垂直最近线开始，不规则三角区域预制板用槽钢条密布加焊18mm厚钢板铺设，钢板上横向焊接 16200钢筋作为防滑条。

12、2 预制板为1960 X 1000X 150 C25砼内配双层双向 8150钢筋预制而成，面层采用50厚防滑礓礤按照国家建筑标准设计图集（J909） SW13页坡道4B进行施工。预制板大样图见523-2。图523-2桥面预制板大样图5.2.4栈桥拆除栈桥拆除按照桥面板t搁挡槽钢t竖楞t横梁t钢管桩剪刀撑t钢管桩的顺序进行拆除，主要拆除方法为气割切割，其操作要点如下：1地下室底板结构施工完毕后开始拆除第二段钢栈桥，拆除时根据安装分段情况进行部位拆除，桥面板先全部吊运，搁挡槽钢依次切割焊缝拆除。2桥系先拆除桥体两边最外侧对接工字钢竖楞，再从两边向中间依次切割焊缝吊运，每根竖楞焊缝切割从两头向中间，

13、每侧预留两个焊点进行固定，待吊车起吊之前后割除。3横梁拆除时从钢管桩头底部向下100mm左右整体割除，吊运至地面后二次切割拆除。4钢管桩根据吊车的起吊重量计算切割长度分段切割拆除。5.3 劳动力组织本工法的劳动力组织见表5.3表5.3 劳动力组织序号工种数量工作范围进场日期1放样员2测量定位及标高测量打桩前2履带吊驾驶员2吊运振动锤及材料打桩前3汽车吊驾驶员2吊运材料打桩前4焊工6焊接钢材打桩前5气割工4切割钢材及拆除栈桥桥系安装前6材料吊运工4吊运材料及装卸车打桩前7电工2施工用电布设、检查打桩前8杂工2除污除锈打桩前6材料与设备6.1 材料6.1.1 钢栈桥材料采用圆钢管和焊接H型钢、槽钢

14、，材料均为：Q235B6.1.2 水泥：强度等级 42.5MPa普通硅酸盐水泥，符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175-99)的要求。6.1.3 桥面板预制砼强度等级为C25,严格按照配合比进行配料，碎石级配合理。6.2 设备施工主要机械设备见表6.2表6.2主要机械设备一览表序号机械(设备名称)型号规格数量用途1汽车吊25t1台吊运材料2履带吊50t1台吊振动打桩锤3平板车1台运输型材及桥面板4电焊机4台钢材焊接5气割设备2套钢材切割6全站仪NIKON1套栈桥桩定位7水准仪J61台测量标高8激光测距仪1台测量桩间距离9振动打桩锤DZ90A1台振冲钢管转10振动打桩锤DZ60A1台振冲钢管

15、桩7质量要求7.1 质量控制标准钢栈桥桩施工质量执行锤击式钢管桩施工工艺标准，钢管桩质量检验标准见表157.1-1，钢管桩施工质量检验标准见表7.1-2，桥系安装容许偏差见表 7.1-3 。表7.1-1钢管桩的质量检验标准项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主 控 项 目1钢桩外径或断面尺寸：桩端桩身翌5%D 出D用钢尺量，D为外径或边长23矢高长度v 1/1000L用钢尺量，L为桩长mm+10用钢尺量4端部平整度mm 300h 300 ammT+Tw 8T+Tw 8用钢尺量，h、T、T见图示6端部平面与桩中心线的倾斜值mm 2用水平尺量表7.1-2钢管桩施工质量检验标准项目序号检

16、查项目容许偏差或容许值检查方法单位数值主控项目1桩位偏差：(1)最外边的桩(2 )中间的桩mm1/2桩径或边长2桩承载力基桩检测技术规范的规定值桩基检测技术规范的规定一般项目1电焊接桩焊缝上下节端部错口(1) 外径V 700(2) 焊缝咬边深度(3) 焊缝加强层高度(4) 焊缝加强层宽度(5) 焊缝电焊外观质量(6) 焊缝探伤检验mm 21.0秒表测定表7.1-3桥系安装允许偏差项目规定值或允许偏差(mm轴线偏位钢梁中线10两孔相邻横梁中线相对偏差5两孔相邻横梁相对高差5支座偏位支座纵、横线扭转1固定支座顺桥向偏差60m以下简支梁10活动支座按设计气温定位前偏差3连接对接焊缝的对接尺寸、气孔率

17、符合设计和规范要求7.2 质量保证措施7.2.1栈桥桩符合工程施工质量验收规范合格标准，桩基承载力达到设计要求。桩身接头焊接完毕后必须自然冷却1个小时以上。722栈桥钢管桩的承载力根据地质报告计算入土深度及振动锤振冲时间双向控制，经过现场试桩确定的打桩标准为达到设计标高且贯入速度明显变小，可以终止沉桩，否则继续贯入。管桩未设置桩帽或十字桩尖，在沉桩过程中泥土全部挤进管桩内，增大管桩刚度和内摩擦力。在桩基施工之前要进行配桩，从场地标高面至设计标高为31米左右，现场选择 3根管桩进行配桩，每根管桩现场测量后标注其尺寸（扣除焊接及吊桩需要最小尺寸）。7.2.3 栈桥坡度控制由每列桩的线坡度进行控制，

18、砍桩高度要根据距离前后桥端的尺寸复 合计算，钢管桩身部位也要根据桥体坡度控制割桩面。7.2.4 现场焊接焊缝要跟踪检查，焊接部位除锈除污要进行验收，钢栈桥分段施工完毕后 进行射线探伤检测，确保焊缝的质量。7.2.5 竖楞试拼装前的杆件应将孔边飞刺、板层间刺屑、电焊渣飞溅等清除干净，杆件边缘和端部允许缺陷应铲磨匀顺。安放竖楞时采用跳放式，根据放样尺寸安放好后立刻进行局部点焊，保证施工过程位置准确性。有磨光顶紧要求的杆件，应有75%上的面积密贴，用0.2mm的塞尺检查，其塞入面积不应超过 25%7.2.6 预制板长宽尺寸偏差控制在（-3， +3）范围。为方便吊运，在浇筑砼之前在预制板对称角部预埋8

19、圆环吊钩，吊钩面与预制板面平详图7.2-1。图7.2-1桥面预制板吊钩大样图7.2.7 在栈桥施工之前根据土方开挖的路线及过车通道要对土方开挖后钢管桩水平剪刀撑进行调整，确保运土车顺利穿插桥体。8安全措施 8.0.1 电焊机外壳必须接地良好，所有电缆、用电设备的拆除、车间照明等均由专业电工 担任，要使用的电动工具，必须安装漏电保护器，值班电工要经常检查，维护用电线路及机 具，保证用电安全。8.0.2 履带吊及吊车吊运范围内拉设警戒线，禁止其他人员进入作业范围。8.0.3 更换振动锤时严禁吊车吊更换作业人员直接吊在安全带上，应制作1.5 米高钢体站人梯笼运送作业人员。8.0.4 施焊作业、清除焊

20、渣、采用电弧气刨清根时，应戴防护眼镜或面罩，佩戴绝缘手套，以防止铁渣飞溅伤人。8.0.5 水平剪刀撑施工要搭设钢管架体，架体基层进行硬化处理，禁止攀爬钢管桩进行悬 挂焊接作业。8.0.6 安装桥体竖楞时采用跳装施工，安放到位后要立刻进行焊接固定，防止倒塌伤人。8.0.7 氧气瓶及乙炔瓶现场制作专门的移动钢棚，待钢瓶放置好后用麻袋浇湿覆盖，避免 太阳直晒和温度过高。8.0.8 土方开挖过程中严格控制栈桥面材料堆载，防止堆载过大，造成桥体下沉或失稳。9 环保措施9.0.1 施工现场加强对施工燃油、材料、设备、生活垃圾的控制与治理，做好交通疏导， 充分满足各个工种作业施工。9.0.2 材料严格按照计

21、划场地堆放和吊运，材料进场前进行除锈除污与油漆。9.0.3 定时清理桥面垃圾和洒水避免桥体扬尘，桥体端头设置专门的洗车槽和洗车台。9.0.4 根据国家对减少噪音和光污染的要求栈桥桩基施工及桥体焊接夜间停止作业。10 效益分析10.0.1 工期效益采用可拆卸式钢栈桥， 解决了短时间进行复杂大量土方开挖及地下室结构施工的材料运 输问题，开创了深基坑土方开挖先例，保证深基坑土方开挖与结构施工的安全性和高效性， 使整个地下室工期提前 1 个月。10.0.2 经济效益可拆卸式钢栈桥为地下结构施工取得了间接的经济利益。 与普通做法钢栈桥相比， 经济 效益如下：普通钢栈桥施工时所有材料均为购买， 需要一次性

22、投入较多； 此种体系， 每平米造价约为4800元，栈桥拆除后材料基本无回收空间，做废料处理。可拆卸式钢栈桥所有材料均为租赁， 包括打桩、桥系桥面安装和拆除合计每平米价格为 1500元，无前期投入，空心钢管桩造价低廉平均每米约700元，不可回收钢管桩量小；栈桥拆除后底板以上钢管桩及桥系钢材、预制板均可重复利用。10.0.3 社会效益可拆卸式钢栈桥施工技术一方面借鉴普通栈桥施工技术，另一方面从经济和工期进行大胆尝试，达到了“安全”、“经济”、“实用”的目的，有非常广泛的推广价值。根据颁布实施的 建筑工程绿色施工评价标准(GB/T50640-2010)，可拆卸式钢栈桥运用对环境污染小，属于绿色环保工

23、程。11应用实例本工法成功用于福州市恒力金融中心钢栈桥、福州市灰炉村旧屋改造BT工程、福建大清能源科技有限公司-能源科研中心LED厂房及太阳能厂房等工程，工程质量满足规范要 求，现以恒力金融中心钢栈桥为实例进行说明。11.0.1 工程概况恒力金融中心位于福州市鼓楼区湖东路北、观风亭街西，地处湖东路金融一条街的黄金地段。该建筑地上 25层，地下3层。地下平均开挖深度为15m最深处达18m, 土方开挖量约9万方，属于超深基坑。地下室基坑支护为钢及砼内支撑，共三道。土方开挖需结合内 支撑进行施工，总工期为45日历天，钢栈桥需配合基坑支护及土方开挖施工。桥体宽度8米，坡度为10%13% (管桩平面布置

24、图参见图11.0.1 )图11.0.1 栈桥钢管桩平面布置图本工程地质情况从上至下见表11.0.1 ,钢管桩的持力层为4-2碎卵石层。表11.0.1 恒力金融中心地质分部情况汇总表层号土层名称状态厚度（m备注1杂填土稍密0.70 4.801-1淤泥质填土流塑1.70 2.402粉质粘土（ 1）可塑1.20 1.303淤泥流塑9. 2018.204粉质粘土（ 2）可塑4.30 11.404-1淤泥质土流塑0.9 0 6.104-2碎卵石中密1.205淤泥质土（夹砂）流塑软塑3.20 8.605-1泥质中砂中密0.80 1.20局部6粉质粘土（3）可塑0.20 1.60局部福州市灰炉村旧屋改造 B

25、T工程位于福州市六一路，为三层地下室，属于超深基坑，在土方开挖、基坑支护施工过程中设置钢栈桥保证土方及材料运输。桥体宽度8米，坡度为12%左右，基坑支护为中间圆形外部网格钢筋砼内支撑，栈桥为V型布置在中间圆形空旷部位，中部设置转弯平台后直深入基坑底部，最深部位桥底平台面标高为-11.700。11.0.2施工情况本工程于2010年8月5日进行土方开挖，2010年5月25日进行栈桥方案策划与设计，2010年9月6日开始施工钢栈桥钢管桩，施工方法采用振冲法依次向后施打。9月12日开始第一坡段钢栈桥桥系及桥面安装施工，根据土方开挖深度依次分段施工至桥体底端，其中在第二道支撑边部设置钢筋砼水平栈桥通道。2011年1月13日由于地下三层结构即将施工，开始对第二坡段钢栈桥进行拆除，由低向高依次拆除，底板以下钢管桩丢弃， 上部材料全部回收。11.0.3工程评价钢栈桥在恒力金融中心及福州市灰炉村旧屋改造BT工程地下室土方开挖及支护施工使用过程中，桥体安全稳固，确保土方和材料正常运输。钢栈桥沉降量、垂直度及使用过程 中的最大振幅都满足要求。受到双方业主、政府工程质量监督部门及同行单位的认可和肯定。