一、钢支撑工程概况
支撑系统主要采用混凝土支撑和钢支撑，局部设混凝土角撑。其中，车站基坑深17.3m，标准段采用三道混凝土横撑（其中端头井第四道和换撑采用钢支撑，钢支撑间距约1.6～2.6m，钢支撑之间用双拼40b槽钢连接）；北端明挖区间基坑深17.75～24.88m，采用五道横撑（第一、四道为混凝土支撑，二、三、五道为钢支撑），钢支撑间距约3m；南端明挖区间基坑开挖深17.31～17.63m，采用四道横撑（第一道为混凝土支撑，二～四道为钢支撑），钢支撑间距约3m。
本标段钢支撑均采用Q235钢材，管径Φ=609mm，壁厚16mm。
二、钢支撑总体施工方法
支撑架设和土方开挖结合进行，严格按照“随挖随撑”的原则逐层开挖，及时支撑，最大限度的减少基坑变形，确保基坑稳定，钢管支撑采用地面上整根拼装，50吨汽车吊进行吊装、架设，200吨千斤顶施加应力。
三、钢支撑施工工艺流程
四、钢支撑施工方法
1、施工准备
基坑开挖前，现场应准备足够数量的钢管支撑、活络头、托架、钢丝绳等材料。钢管支撑进场后严格按照设计要求及有关规范标准对钢管质量认真检查，严防不合格支撑材料投入使用。
钢管支撑：采用φ609、壁厚16mm的钢管焊接制作，端头采用直径750mm钢法兰盘连接，管钢法兰盘厚度不小于20mm。
钢围檩：钢围檩采用双拼40工字钢。
钢楔子：材质为锰钢，厚度分别为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm。
高强螺栓：采用M24六角头高强螺栓，螺杆长度10cm。
2、支撑安装
1）钢管支撑拼装
由于施工场地比较狭小，为减少基坑无支撑暴露时间，缩短每循环支撑施工时间，钢支撑架设时：应先在基坑外进行钢支撑预拼，与基坑宽度核对无误后，再将预拼的钢支撑拆卸分节吊入基坑内，在基坑内拼装完成后，进行架设。
支撑钢管连接：支撑钢管间采用高强螺栓连接，在用螺栓连接时，要求对称用力，防止出现钢管支撑偏心受力。
支撑拼装长度：支撑拼装长度根据基坑宽度、支撑活动端行程等参数综合考虑，一般支撑拼装长度比实际所需长度要短15～20cm左右。
2）测量放线、支撑定位
挖土至钢支撑底面以下30cm时，立即组织专职人员按设计图纸进行测量放线和支撑定位工作，要求支撑定位允许偏差为：2cm（水平位置偏差），1.5cm（高度偏差）。将钢支撑的安装高度、水平位置分别认真用红漆标出。
3）凿出支撑牛腿位置的地墙钢筋，焊设支撑牛腿
钢支撑标高、平面位置核对无误后，为便于支撑就位及固定，应在基坑两侧地墙墙面上设置搁置装置。搁置装置采用2cm厚三角钢板焊接在地墙主筋上，每根钢支撑两端各设置两个支撑牛腿，三角钢板与地墙主筋有效焊缝长度不小于25cm。
4)钢支撑架设后防坠落二次保护及加固
为了避免钢支撑在架设完毕后因各种原因发生坠落，应在钢支撑两端添加防 坠落二次保护及加固，使用20cm长膨胀螺栓配合1cm厚钢板制作吊耳打入地墙中进行固定，悬挂点设置在钢支撑正上方1m处。之后使用φ14mm钢丝绳将钢支撑两端箍紧与角钢吊耳相连
钢支撑牛腿与地墙连接节点详图
5）吊装钢管支撑就位
钢管支撑吊装设备采用50t汽车吊，为防止吊装过程中钢管支撑因晃动而出现吊装安全事故，
同样在钢管支撑两端系安全牵引绳，在专职指挥及牵引下平稳吊装就位。安装时，法兰盘的螺栓必须拧紧，快速形成支撑。支撑钢管与钢管之间通过法兰盘以及螺栓连接。当支撑长度不够时，应加工饼状连接管，严禁在活络端处放置过多的塞铁，影响支撑的稳定。
6）施加预应力
预应力施加应在每一根钢支撑安装到位后立即进行。钢支撑安放到位后，吊车将液压千斤顶放入活络端顶压位置，接通油管后开泵，按设计要求逐级施加预应力。钢支撑安装结束必须按设计要求及时对支撑施加预应力，预应力施加时，由于安装的误差难以保证支撑完全平直，所以为了施加预应力的时候为了确保支撑的安全性，应采用分级施加的方式进行。第一次施加设计值的50%，第二次施加至设计预应力值的80%，第三次施加至设计预应力值的100%，以形成一个整体稳定的围护支撑系统。预应力施加到位后，固定活络端，并烧焊牢固，防止支撑预应力损失后钢楔块掉落伤人。
7）支撑轴力复加
由于施工工期较长，钢支撑活络端松动；钢支撑安装过程中钢管间连接不精密；基坑围护体系的变形；下道支撑预应力施加时，基坑可能产生向坑外的反向变形，造成上道钢支撑预应力损失等原因，造成预应力损失严重，必须附加预应力。钢支撑预应力复加依据以监测反馈信息为主，以人工检查为辅。
①监测数据检查：监测数据检查的目的是了解支撑轴力变化情况及围护结构变形情况，并根据监测反馈信息提交项目部讨论，决定是否采取复加轴力措施。
②人工检查：人工检查的目的是了解钢支撑的松动情况。以榔头敲击无轴力器的钢支撑活络头塞铁，视其松动与否决定是否复加预应力。钢支撑架设完毕后应经常检查支撑的平直度、连接螺栓松紧、法兰盘的连接、支撑牛腿的焊接等，确保钢支撑各节接管螺栓紧固、无松动，且焊缝饱满。
8）钢围檩与围护结构缝隙塞填
由于施工工艺原因，围护结构表面难免会出现凹凸不平情况，为确保基坑围护支撑体系的整体效果，宜将钢围檩与围护结构间缝隙用细石混凝土或快凝水泥塞填。
9）钢支撑节点施工
在基坑拐角部钢围檩安装完毕后，吊装相同规格钢支撑，按照设计的长度及夹角与角部钢围檩上的缀板焊接牢固。为了保证钢角撑与钢围檩连接紧密，要求焊缝在除锈工作完毕后进行满焊。钢支撑斜撑采用斜撑支座与钢围檩焊接，焊接采用满焊。
斜撑支座连接示意图
10）检查验收
钢管支撑安装完成后，班组自检合格后报项目部验收，项目部质检员验收合格后及时报请专业监理工程师检查验收。钢管支撑安装质量控制标准如下：
◆支撑水平位置允许偏差： 20mm
◆支撑两端标高允许偏差：≤15mm
◆支撑的挠曲度允许偏差：≤1/1000
◆支撑连接质量：连接螺栓必须全部拧紧
◆支撑轴力：严格按照设计要求施加预应力，预加应力允许偏差±50KN,并根据监测反馈信息，按要求复加支撑轴力，复加值控制在设计预加值的110%以内。
◆每根钢管支撑实际采用两个牛腿，每个牛腿与地墙主筋的焊缝长度25cm，焊脚尺寸不小于1cm。
五、钢支撑拆除
1、钢管支撑拆除原则及条件
钢管支撑拆除遵循先撑后拆的原则，即待浇筑的板混凝土强度达到设计强度的85%后，由班组填写支撑拆除令经现场管理人员签字确认，并征得监理工程师同意情况下，由项目部下达支撑拆除令后拆除。
2、支撑拆除步骤及方法：
①施加支撑轴力，卸掉活络头内的钢楔（若出现因地墙变形导致支撑轴力大于200T以上，则考虑直接割除活络头内的钢楔）。
②割除三角牛腿及附加吊筋或膨胀螺栓。
3、支撑施工时空效应控制
本工程地理位置特殊，如何确保基坑安全及周边环境安全是本工程施工的重点与难点。而确保基坑安全的措施除了围护结构设计与施工质量，地基加固及降水效果、科学合理的挖土方案外，基坑支撑体系的设计与施工质量同样不可忽视。基坑支撑（钢管支撑）体系的施工质量除了支撑本身的安装质量外，其施工的时空效应控制同样不可忽视，通过缩短支撑安装时间以缩短基坑开挖无支撑总暴露时间。
①支撑施工时限指标：
土方开挖至钢支撑底以下30cm后，立即进行钢支撑安装施工，必须在12小时内完成钢支撑的架设及预应力的施加。
六、质量通病及防治
1、支撑连接螺栓在施加预应力后出现松动现象
防治措施：在支撑预应力施加完成后，派专人检查并复拧。
2、支撑偏心
防治措施：
1）加强材料进场检查验收，杜绝不合格支撑活络头投入使用。
2）通过合理拼装支撑，控制活络头伸长量在20cm以内，防止活络头伸长量过大而引起支撑歪脖子现象出现。
3）采用填缝、调平等措施确保支撑接触面平整，防止支撑头偏心受力。
3、支撑预应力损失
防治措施：
1）支撑轴力施加阶段，当油泵车油压达到设计要求后需持荷稳压3分钟再楔入钢楔，钢楔楔入完成后再卸压退顶。
2）当出现支撑预应力损失时，应根据监测结果及人工检查结果，及时复加轴力。
