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文檔簡介

基坑工程

內(nèi)支撐系統(tǒng)基坑支護(hù)簡介1.邊坡穩(wěn)定2.基坑(槽)的支護(hù)3.深基坑支護(hù)目錄

土方開挖過程中,土壁是由土體內(nèi)磨擦阻力和粘結(jié)力保持平衡而穩(wěn)定。一旦土體失去平衡(俗稱失穩(wěn)),土體就會塌方,這不僅會造成人身安全事故、影響工期,有時還會危及附近的建(構(gòu))筑物。

⑴邊坡過陡;⑵雨水、地下水滲入基坑;⑶基坑上口邊緣堆載過大;⑷土方開挖順序、方法未遵守“從上至下、分層開挖;開槽支撐、先撐后挖”的原則?;铀綋岆U救人邊坡穩(wěn)定1.造成邊坡失穩(wěn)的原因

合理地選擇基坑、溝槽、路基、堤壩的開挖斷面并留設(shè)邊坡,是減少土方量的有效措施。邊坡的表示方法為

1:m,即:土方邊坡坡度=h/b

=1/(b

/h)=1:m式中

m=b/h

,稱為坡度系數(shù)。其意義為:當(dāng)邊坡高度已知為h時,其邊坡寬度則等于mh。2.邊坡預(yù)留邊坡穩(wěn)定自然放坡的坡率允許值邊坡土類別狀態(tài)坡率允許值(高寬比)坡高小于5m坡高5~10m碎石土密實1:0.35~1:0.501:0.50~1:0.75中密1:0.50~1:0.751:0.75~1:1.00稍密1:0.75~1:1.001:1.00~1:1.25黏性土堅硬1:0.75~1:1.001:1.00~1:1.25硬塑1:1.00~1:1.251:1.25~1:1.50邊坡坡度應(yīng)根據(jù)不同的挖填高度、土的工程性質(zhì)及工程特點而定,既要保證土體穩(wěn)定和施工安全,又要節(jié)省土方。

當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件良好、土質(zhì)均勻且無地下水,其放坡的坡度系數(shù)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗確定,無經(jīng)驗時可按下表確定:注:表中碎石土的填充物為堅硬或硬塑的黏性土。邊坡穩(wěn)定

挖填高度:高度大則坡度系數(shù)大,反之坡度系數(shù)小,甚至不放坡;

土的工程性質(zhì):土的類別、含水量,有無地下水等。土的類別低(密度小)、含水量大,則坡度系數(shù)大;反之坡度系數(shù)?。?/p>

施工特點:坡頂是否有荷載?施工季節(jié)及施工期長短?

人工作業(yè)還是機械作業(yè)?坡頂有荷載(尤其是動荷載)、使用時間長、跨越冬雨季施工的邊坡應(yīng)留有充足的安全系數(shù)規(guī)范的邊坡留設(shè)1規(guī)范的邊坡留設(shè)21.2

邊坡留設(shè)3.預(yù)留邊坡考慮的因素邊坡穩(wěn)定

邊坡有危巖、孤石、崩塌體等不穩(wěn)定跡象時,要先做妥善處理。對軟土土坡和極易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡,應(yīng)對坡腳、坡面采取噴漿、抹面、嵌補、砌石等保護(hù)措施,并作好坡頂、坡腳排水。漿砌片石拱護(hù)坡懸臂擋土樁護(hù)腳矮墻立緣石拱緣石填心土邊坡穩(wěn)定4.場地邊坡的整治錨索抗滑樁錨索地梁

川藏公路

102滑坡群是世界級滑坡群,其規(guī)模是世界第三、亞洲第一。在冰磧物滑坡地段填筑高路堤,采用大噸位錨索整治。川藏公路102滑坡整治改建工程邊坡穩(wěn)定高達(dá)530m的邊坡錨固巖質(zhì)邊坡采用錨噴支護(hù)錨桿行列式布置,間距1.25~3m,傾角10~200;

巖石護(hù)面噴射砼錨索框架邊坡穩(wěn)定支撐垛垛防治治邊坡崩崩塌大石加加固崩塌防防治主動防防護(hù)網(wǎng)網(wǎng)采用優(yōu)優(yōu)質(zhì)不不銹鋼鋼絲合合股后后編織織而成成撐!撐!頂!邊坡穩(wěn)穩(wěn)定邊坡簡簡易護(hù)護(hù)理邊坡主主動防防護(hù)網(wǎng)網(wǎng)邊坡被被動防防護(hù)網(wǎng)網(wǎng)石籠網(wǎng)網(wǎng)護(hù)坡坡漓江石石籠護(hù)護(hù)岸石籠網(wǎng)網(wǎng)是由由熱鍍鍍鋅鋼絲或包覆覆PVC鋼絲編編織而而成的的生態(tài)態(tài)格網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)。廣廣泛用用于渠渠道河河床或或護(hù)岸岸、護(hù)護(hù)坡。。邊坡穩(wěn)穩(wěn)定一級基基坑::重要工工程,,支

三級基坑:開挖深度<7m,且無特別要求的基坑;

二級基坑:不屬于一級或三級的其它基坑。基坑類別支護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂位移支護(hù)結(jié)構(gòu)墻體最大位移地面最大沉降一級基坑305030二級基坑608060三級基坑80100100基坑變變形的的監(jiān)控控值mm基坑((槽))支護(hù)護(hù)1.基坑的的分級級基(溝)槽開挖挖一般般采用用橫撐式式土壁壁支撐撐??煞址譃樗綋鯎跬涟灏寮按怪睋鯎跬涟灏鍍纱箢愵悺G扒罢唛g斷式式水平擋擋土板板支撐撐垂直擋擋土板板式支支撐對松散散、濕濕度大大的土土可用用連續(xù)式式水平平擋土土板支支撐,挖土土深連續(xù)式式水平平擋土土板支支撐2.基槽支支護(hù)基坑((槽))支護(hù)護(hù)深度不不大的的三級級基坑坑,當(dāng)當(dāng)放坡坡開挖挖有困困難時時,可可采用用短柱橫橫隔板板支撐撐、臨臨時擋擋土墻墻支撐撐、斜斜柱支支撐、、錨拉拉支撐撐等支護(hù)護(hù)方法法。放坡開開挖的的基坑坑,當(dāng)當(dāng)部份份地段段放坡坡寬度度不夠夠時,可采采用短柱橫橫隔板板支撐撐、臨臨時擋擋土墻墻支撐撐等簡易易支護(hù)護(hù)方法法進(jìn)行行基礎(chǔ)礎(chǔ)施工工僅適用用于部分地地段放放坡不夠夠、寬度較大的基坑使用僅適用用于部分地地段下部放坡坡不夠夠、寬度度較大大的基坑臨時擋擋土墻墻支撐撐短柱橫橫隔板板支撐撐3.一般基基坑的的支護(hù)護(hù)3.1簡易支支護(hù)基坑((槽))支護(hù)護(hù)先沿基基坑邊邊緣打設(shè)柱柱樁,在柱柱樁內(nèi)內(nèi)側(cè)支設(shè)擋擋土板板并用斜撐支支頂,擋土土板內(nèi)內(nèi)側(cè)填填土夯夯實。。適用用于深度不不大的的大型型基坑坑使用。。先沿基基坑邊邊緣打設(shè)柱柱樁,在柱柱樁內(nèi)內(nèi)側(cè)支設(shè)擋擋土板板,柱樁上上端用用拉桿桿拉緊緊,擋土土板內(nèi)內(nèi)側(cè)填填土夯夯實。。適用用于深度不不大、、不能能安設(shè)設(shè)橫(斜)撐的大大型基基坑使用。。斜柱支支撐錨拉支支撐基坑打打設(shè)柱柱樁3.2斜柱支支撐3.3拉錨支支撐基坑((槽))支護(hù)護(hù)深基坑坑支護(hù)護(hù)的基基本要要求●確保保支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)能起起擋土土作用用,基坑邊邊坡保保持穩(wěn)穩(wěn)定;;●確保相鄰的建(構(gòu))筑物、道路、地下下管線的安全,不因土體的變形、、沉陷、坍塌受到到危害;●通過排降水,確?;A(chǔ)施工在地地下水位以上進(jìn)行行蘇州市土地交易中中心基坑支護(hù)工程程深基坑支護(hù)常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)體體系排樁式土釘墻錨桿支護(hù)鋼管樁挖孔灌注樁鋼板樁板墻式板樁式組合式粉體噴射注漿樁墻墻鉆孔灌注樁高壓噴射注漿樁墻墻深層攪拌水泥土樁樁墻逆作拱墻式邊坡穩(wěn)定式排樁與板墻式水泥擋土墻式現(xiàn)澆地下連續(xù)墻灌注樁與水泥土樁結(jié)合加筋水泥土圍護(hù)墻墻型鋼橫擋板深基坑支護(hù)適于開挖面積大、、深度>6m、不允許放坡、鄰鄰近有建(構(gòu))筑物的基坑支護(hù)開挖前在基坑周圍圍設(shè)置砼灌注樁,樁的排列有間隔式、雙排式和連續(xù)式,樁頂設(shè)置砼連系梁或錨樁、拉桿。施工方便、安全全度好、費用低。。懸臂樁的間隔式排排樁支護(hù)擋土灌注樁排樁支護(hù)樁頂連系梁又稱冠冠梁懸臂支護(hù)樁深基坑支護(hù)1.排樁支護(hù)直徑0.6~1.1m的鉆孔灌注樁可用用于深7~13m的基坑支護(hù),直徑徑0.5鋼筋砼灌注樁的排排列方式北京神華大廈基坑坑的交錯相間排樁支護(hù)護(hù)深基坑支護(hù)天然土體通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置土釘(亦稱砂漿錨桿)并與噴射砼面板相結(jié)合,形成類似似重力擋墻的土釘墻,以抵抗墻后的土壓壓力,保持開挖面面的穩(wěn)定。也稱為為噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻。深基坑支護(hù)2.土釘墻支護(hù)⑴開挖工作面:土釘支護(hù)應(yīng)自上而下分段分層層進(jìn)行,分層深度視視土層情況而定,,工作面寬度不宜宜<6m,縱向長度不宜<<l0m。土釘支護(hù)施工工藝藝人工洛陽鏟成孔沖沖擊式鋼鋼管成孔⑵噴射第一層砼::為防止土體松弛和和崩解,須盡快做做第一層噴射砼,,厚度不宜<40~50mm。噴射砼水泥用量量≮400kg/m3。⑶土釘成孔:土釘成孔直徑70~120mm、向下傾角15~200,成孔方法和工藝藝由承包商根據(jù)土土層條件、設(shè)備和和經(jīng)驗而定。噴射第一層砼深基坑支護(hù)⑷安設(shè)土釘、注漿漿:土釘有單桿和多桿桿之分,單桿多為為⑸掛鋼筋網(wǎng)、噴射射砼面層:鋼筋網(wǎng)通常直徑Φ6~10、間距200~300mm,與土釘連接牢固固。鋼筋與第一層層噴射砼的間隙≮≮20mm。設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)網(wǎng)時,第二層鋼筋筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼鋼筋網(wǎng)被覆蓋后鋪鋪設(shè)。砼面板厚度度50~100mm。掛鋼筋網(wǎng)噴噴射第一層砼砼面板噴噴射第一層砼面板板進(jìn)入下一一層土釘支護(hù)安設(shè)土釘、注漿深基坑支護(hù)適于較硬硬土層或或破碎巖巖石中開開挖較大大較深基基坑,鄰鄰近有建建筑物須須保證邊邊坡穩(wěn)定定時采用用是在未開開挖的土層立壁壁上鉆孔孔至設(shè)計深度度,孔內(nèi)放入拉桿,灌入水泥泥砂漿與土層結(jié)結(jié)合成抗拉力強強的錨桿桿,錨桿一端端固定在在坑壁結(jié)構(gòu)上上,另一一端錨固在土土層中,,將立壁土體體側(cè)壓力力傳至深部的的穩(wěn)定土土層深基坑支支護(hù)3.錨桿支護(hù)護(hù)錨桿支護(hù)護(hù)施工工工藝沖擊式鉆鉆機造孔孔旋旋轉(zhuǎn)式鉆鉆機造孔孔錨錨桿造孔⑴造孔::包括鉆機就位位、施鉆鉆成孔、、清孔三個作業(yè)業(yè)步驟。。造孔用沖擊式鉆鉆機、旋轉(zhuǎn)式鉆鉆機或旋轉(zhuǎn)式?jīng)_沖擊鉆機機,偏心心鉆機跟跟進(jìn)護(hù)開山牌MGY-60型風(fēng)動沖擊擊式錨桿桿鉆機深基坑支支護(hù)制作完畢畢的錨索⑵錨桿桿的制作作與安裝裝包括下料、除除銹防腐腐、焊接接導(dǎo)向錐錐、綁扎扎、入孔孔六個步驟絞線制成的錨索。錨索預(yù)留長度為1-1.5m,錨固段間隔1-2m設(shè)置隔離架和緊箍環(huán),中心布置灌漿管;自由段外套塑料管,前端切實作好隔漿措施。錨索入孔孔導(dǎo)向錐起起入孔導(dǎo)導(dǎo)向作用用緊箍環(huán)自由段外外套塑料料管錨索預(yù)留留長度深基坑支支護(hù)注漿拉拉桿的預(yù)預(yù)應(yīng)力張張拉錨錨桿逐層層向下支支護(hù)施工工⑶灌漿漿基坑錨桿桿常采用用埋管式灌灌漿的一次灌漿漿法,即由孔孔底向上上有壓一一次性灌灌漿,壓力≮0.6~0.8MPa,砂漿至至孔口溢溢滿為止止,注漿漿管不拔拔出;當(dāng)當(dāng)土體松松散或巖巖石破碎碎易發(fā)生生漏漿時時采用二次灌漿漿法。制漿⑷預(yù)應(yīng)力力張拉及封錨:略。深基坑支支護(hù)樁頂不設(shè)設(shè)錨樁、、拉桿,而是挖至至一定深深度,每隔一定定距離向向樁背面面斜向打打入錨桿桿,達(dá)到強度度后,安上橫撐撐,拉緊固定定,在樁中間間挖土,直至設(shè)計計深度冠梁懸臂支護(hù)護(hù)樁錨桿及橫橫撐適于大型型較深基基坑,施工期較較長,鄰近有建建筑物,不允許支支護(hù)、鄰鄰近地基基不允許有下沉位位移時使使用深基坑支支護(hù)4.擋土灌注注樁與土土層錨桿桿結(jié)合支支護(hù)當(dāng)基坑較較深、地地下水位位較高且且未施工工降水時時,采用用板樁作作為支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu),,既可擋擋土、防防水,還還可防止止流砂的的發(fā)生。。板樁支支撐可分分為無錨板樁樁(懸臂式板板樁)和有錨板樁樁。常用的的鋼板樁樁為U型鋼板樁樁,又稱拉森鋼板板樁。U型鋼板樁樁鋼板樁水水上圍堰堰深基坑支支護(hù)5.鋼板樁支支護(hù)無錨板樁樁從一角開開始逐塊插打打,每塊鋼鋼板樁自起打到到結(jié)束中中途不停停頓。打法簡簡便、快快速,但但單塊打打入易向一邊邊傾斜,累計誤鋼板樁入入土U型板樁的的相互連連接無錨板樁樁的單獨打入法深基坑支支護(hù)有錨板樁樁的雙層圍檁檁插樁法法是先沿板板樁邊線線搭設(shè)雙有錨板樁樁的雙層圍檁檁插樁法法深基坑支支護(hù)銑削鉆成成槽機先建造鋼鋼筋砼地地下連續(xù)續(xù)墻,達(dá)到強度度后在墻墻間用機機械挖土土。該支支護(hù)法剛剛度大、、強度高高,可擋土、、承重、、截水、、抗?jié)B,可在狹窄窄場地施施工,適于大面積、、有地下下水的深深基坑施工。連續(xù)墻抓抓斗—成槽機槽段的連連接深基坑支支護(hù)6.地下連續(xù)續(xù)墻支護(hù)護(hù)導(dǎo)墻施工工成成槽槽機抓土土鋼鋼筋籠籠起吊鋼鋼筋筋籠入連續(xù)墻砼砼澆筑鎖鎖口管管起拔進(jìn)進(jìn)入第第二槽段段施工亦可用吊車起拔拔兩邊是鎖口管深基坑支支護(hù)當(dāng)基坑深深度較大大,懸臂臂式擋墻墻的強度度和變形形無法滿滿足要求求、坑外外錨拉可可靠性低低時,則則可在坑坑內(nèi)采用用內(nèi)撐支支護(hù)。它它適用于各各種地基基土層,,缺點是是內(nèi)支撐撐會占用一定定的施工工空間。常用有有鋼管內(nèi)內(nèi)撐支護(hù)護(hù)和鋼筋筋砼構(gòu)架架內(nèi)撐支支護(hù)。大型深基基坑的鋼鋼管對撐撐支護(hù)鋼鋼筋筋砼構(gòu)架架式內(nèi)撐撐支護(hù)深基坑支支護(hù)7.擋墻+內(nèi)撐支護(hù)護(hù)⑴鋼管管內(nèi)支撐鋼管支撐撐一般采采用Φ609鋼管,用不同壁壁厚適應(yīng)應(yīng)不同的的荷載.鋼管支撐撐的形式為為對撐或角撐,對撐的間間距較大大時,可設(shè)置腹腹桿形成成桁架式支支撐深基坑支支護(hù)鋼管內(nèi)支支撐的地地面拼裝裝大大型深基基坑的擋擋墻+鋼鋼管內(nèi)支支撐支護(hù)護(hù)地鐵車站站的多道道鋼管對對撐支護(hù)護(hù)大型深基基坑的鋼鋼管角撐撐擋墻的腰腰梁深基坑支支護(hù)⑵鋼筋筋砼內(nèi)支撐鋼筋砼內(nèi)支撐撐剛度大、變變形小,能有效控制擋擋墻和周圍地面的變變形。它可隨隨挖土逐層就就地現(xiàn)澆,形式可隨基坑形狀而變變化,適用于周圍環(huán)環(huán)境要求較高高的深基坑深基坑支護(hù)內(nèi)支撐下的基基礎(chǔ)工程施工工就地制作鋼筋筋砼內(nèi)支撐內(nèi)支撐下挖樁樁間土方格構(gòu)式立柱平面尺寸大的的內(nèi)支撐應(yīng)在在交點處設(shè)置置立柱,立柱宜為格構(gòu)式柱,以免影響底板板穿筋,立柱下端插入工程樁內(nèi)內(nèi)≮2m,否則應(yīng)設(shè)置專專用的樁基礎(chǔ)礎(chǔ)深基坑支護(hù)深基坑支護(hù)基坑工程內(nèi)支支撐系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計與施工工概述支撐系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計水平支撐的計計算方法換撐設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)施工工實例內(nèi)支撐系統(tǒng)的的設(shè)計與施工工深基坑工程中中的支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)一般有兩種種形式,分別別為圍護(hù)墻結(jié)結(jié)合內(nèi)支撐系系統(tǒng)的形式和和圍護(hù)墻結(jié)合合錨桿的形式式。作用在圍圍護(hù)墻上的水水土壓力可以以由內(nèi)支撐有有效地傳遞和和平衡,也可可以由坑外設(shè)設(shè)置的土層錨錨桿平衡。內(nèi)支撐可以直直接平衡兩端端圍護(hù)墻上所所受的側(cè)壓力力,構(gòu)造簡單單,受力明確確;錨桿設(shè)置置在圍護(hù)墻的的外側(cè),為挖挖土、結(jié)構(gòu)施施工創(chuàng)造了空空間,有利于于提高施工效效率。深基坑開挖中中采用內(nèi)支撐撐系統(tǒng)的圍護(hù)護(hù)方式已得到到廣泛的應(yīng)用用。特別對于于軟土地區(qū)基基坑面積大、、開挖深度深深的情況,內(nèi)內(nèi)支撐系統(tǒng)由由于具有無需需占用基坑外外側(cè)地下空間間資源、可提提高整個圍護(hù)護(hù)體系的整體體強度和剛度度以及可有效效控制基坑變變形的特點而而得到了大量量的應(yīng)用。1.內(nèi)支撐的概念念概述內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)體系由兩兩部分組成,,一是圍護(hù)壁壁結(jié)構(gòu),二是是基坑內(nèi)的支支撐系統(tǒng)。圍護(hù)壁可以是是鋼板樁,鋼鋼筋混凝土地地下連續(xù)墻,,鋼筋混凝土土樁排等。支撐系統(tǒng)按材材料分可分為為鋼管支撐、、型鋼支撐、、鋼筋混凝土土支撐,鋼和和鋼筋混凝土土的組合支撐撐等。按其受受力形式可分分為單跨壓桿桿式支撐、多多跨壓桿式支支撐、水平框框架式支撐、、水平桁架式式支撐、斜支支撐、角支撐撐等。2.內(nèi)支撐的組成成概述1.斜支撐2.角撐3.鎖口梁4.圍檁5.橫向水平平支撐6.縱向水平平支撐7.支撐立柱柱8.立柱基礎(chǔ)礎(chǔ)3.內(nèi)支撐布置的的基本形式概述概述概述概述概述4.內(nèi)支撐體系的的組成圍檁、水平支支撐、鋼立柱柱和立柱樁是是內(nèi)支撐體系系的基本構(gòu)件件。圍檁水平支撐立柱概述圍檁立柱連系桿角撐對撐立柱樁概述地鐵站施工,,深基坑支護(hù)護(hù)采用鉆孔灌灌注樁+鋼管管內(nèi)撐支護(hù)方方案。鋼筋混凝土壓壓頂梁第一道鋼管內(nèi)內(nèi)撐鉆孔灌注樁排排樁粉沙土型鋼腰梁圍檁圍檁是協(xié)調(diào)支支撐和圍護(hù)墻墻結(jié)構(gòu)間受力力與變形的重重要受力構(gòu)件件,其可加強強圍護(hù)墻的整整體性,并將將其所受的水水平力傳遞給給支撐構(gòu)件,,因此要求具具有較好的自自身剛度和較較小的垂直位位移。首道支支撐的圍檁應(yīng)應(yīng)盡量兼作為為圍護(hù)墻的圈圈梁。必要時可將圍圍護(hù)墻墻頂標(biāo)標(biāo)高落低,如如首道支撐體體系的圍檁不不能兼作為圈圈梁時,應(yīng)另另外設(shè)置圍護(hù)護(hù)墻頂圈梁。。圈梁作用可可將離散的鉆鉆孔灌注圍護(hù)護(hù)樁、地下連連續(xù)墻等圍護(hù)護(hù)墻連接起來來,加強了圍圍護(hù)墻的整體體性,對減少少圍護(hù)墻頂部部位移有利。。概述水平支撐水平支撐是平平衡圍護(hù)墻外外側(cè)水平作用用力的主要構(gòu)構(gòu)件,要求傳傳力直接、平平面剛度好而而且分布均勻勻。豎向支撐鋼立柱及立柱柱樁的作用是是保證水平支支撐的縱向穩(wěn)穩(wěn)定,加強支支撐體系的空空間剛度和承承受水平支撐撐傳來的豎向向荷載,要求求具有較好自自身剛度和較較小垂直位移移。概述5.內(nèi)支撐體系單層或多層平平面支撐體系系平面支撐體系系可以直接平平衡支撐兩端端圍護(hù)墻上所所收到的側(cè)壓壓力,其構(gòu)造造簡單,受力力明確,使用用范圍廣。但但當(dāng)支撐長度度較大時,應(yīng)應(yīng)考慮支撐自自身的彈性壓壓縮以及溫度度應(yīng)力等因素素對基坑位移移的影響。豎向斜撐體系系豎向斜撐體系系的作用是將將圍護(hù)墻所受受的水平力通通過斜撐傳到到基坑中部先先澆筑好的斜斜撐基礎(chǔ)上。。對于平面尺尺寸較大,形形狀不很規(guī)則則的基坑,采采用斜支撐體體系施工比較較方便,也可可大幅節(jié)省支支撐材料。但但墻體位移受受到基坑周邊邊土坡變形、、斜撐彈性壓壓縮以及斜撐撐基礎(chǔ)變形等等多種因素的的影響,在設(shè)設(shè)計計算時應(yīng)應(yīng)給予合理考考慮。此外,,土方施工和和支撐安裝應(yīng)應(yīng)保證對稱性性。概述概述多層平面支支撐體系概述豎向斜撐體體系6.支撐材料支撐材料可可以采用鋼或混凝土,也可以根根據(jù)實際情情況采用鋼--混凝土組合的支撐撐形式。鋼支撐鋼結(jié)構(gòu)支撐撐除了自重重輕、安裝裝和拆除方方便、施工工速度快以以及可以重重復(fù)使用等等優(yōu)點外,,安裝后能能立即發(fā)揮揮支撐作用用,對減少少由于時間間效應(yīng)而增增加的基坑坑位移,是是十分有效效的。因此此如有條件件應(yīng)優(yōu)先采采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)支撐。鋼支撐的節(jié)節(jié)點構(gòu)造和和安裝相對對比較復(fù)雜雜,如處理理不當(dāng),會會由于節(jié)點點的變形或或節(jié)點傳力力的不直接接而引起基基坑過大的的位移。因因此,提高高節(jié)點的整整體性和施施工技術(shù)水水平是至關(guān)關(guān)重要的。。概述常用H型鋼支撐表尺寸(mm)單位重量(kg/m)斷截面(cm2)回轉(zhuǎn)半徑(cm)截面慣性矩(cm4)截面抵抗力(cm2)AxBxt1xt2WAfxfyIxIyWxWy800x300x14x26210267336.6225400099307290782700x300x12x1418523629.36.78201000108005760722600x300x12x2015119324.86.8511800090204020601500x300x11x1812916420.87.037140081202930541400x400x13x2117222017.510.2669002240033401120概述常用鋼管支撐表尺寸(mm)單位重量(kg/m)斷截面(cm2)回轉(zhuǎn)半徑(cm)慣性矩(cm4)DxtgAfxIx609x1623429821131117609x1217722521100309580x1622328320112815概述鋼支撐概述鋼支撐概述鋼支撐概述鋼支撐概述鋼支撐概述混凝土支撐撐現(xiàn)澆混凝土土支撐由于于其剛度大大,整體性性好,可以以采取靈活活的布置方方式適應(yīng)于于不同形狀狀的基坑,,而且不會會因節(jié)點松松動而引起起基坑的位位移,施工工質(zhì)量相對對容易得到到保證,所所以使用面面也較廣。。但是混凝凝土支撐在在現(xiàn)場需要要較長的制制作和養(yǎng)護(hù)護(hù)時間,制制作后不能能立即發(fā)揮揮支撐作用用,需要達(dá)達(dá)到一定的的強度后,,才能進(jìn)行行其下土方方作業(yè),施施工周期相相對較長。。同時,混混凝土支撐撐采用爆破破方法拆除除時,對周周圍環(huán)境((包括震動動、噪音和和城市交通通等)也有有一定的影影響,爆破破后的清理理工作量也也很大,支支撐材料不不能重復(fù)利利用。因此,提高高混凝土的的早期強度度,提高材材料的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性,研究究和采用裝裝配式預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)是今后值值得研究的的課題。概述混凝土支撐撐概述混凝土支撐撐概述混凝土支撐撐概述混凝土支撐撐概述混凝土支撐撐概述概述概述鋼--混凝土組合合支撐概述鋼--混凝土組合合支撐概述鋼--混凝土組合合支撐概述鋼--混凝土組合合支撐概述支撐系統(tǒng)的的設(shè)計應(yīng)包包含支撐材材料的選擇擇、結(jié)構(gòu)體體系的布置置、支撐結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和和變形計算算、支撐構(gòu)構(gòu)件的強度度和穩(wěn)定性性計算、支支撐構(gòu)件的的節(jié)點設(shè)計計以及支撐撐結(jié)構(gòu)的安安裝和拆除除。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計設(shè)計原則1.1基坑工程的的分級安全等級破壞后果一級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境影響很嚴(yán)重。1.10二級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境影響很小,但對本工程地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重。1.00三級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境影響及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重。0.95支撐系統(tǒng)的的設(shè)計設(shè)計原則1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)極極限狀態(tài)基坑支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)極限狀狀態(tài)分為下下列兩類::1、承載能力力極限狀態(tài)態(tài)對應(yīng)于支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到到最大承載載能力或基基坑底失穩(wěn)穩(wěn)、管涌導(dǎo)導(dǎo)致土體或或支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞;2、正常使用用極限狀態(tài)態(tài)對應(yīng)于支護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的變變形已破壞壞基坑周邊邊的平衡狀狀態(tài)并產(chǎn)生生了不良影影響。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計設(shè)計原則1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)計計算內(nèi)容支護(hù)結(jié)構(gòu)均均應(yīng)進(jìn)行承承載能力極極限狀態(tài)的的計算。對有位移控控制要求的的工程應(yīng)進(jìn)進(jìn)行支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)的位移移計算。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計設(shè)計荷載土壓力水壓力一般地面超載影響區(qū)內(nèi)建筑(構(gòu)筑)物荷載施工荷載、鄰近施工影響其他設(shè)計原則1.4支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計荷載支撐系統(tǒng)的的設(shè)計工況1工況2工況3工況4工況5工況6設(shè)計原則1.5支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計工況支撐系統(tǒng)的的設(shè)計設(shè)計時要按按照上述工工況進(jìn)行分分別驗算,,施工時要要嚴(yán)格按照照設(shè)計規(guī)定定的程序?qū)崒嵤?,才能能保證圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定性和控控制變形。。在平面上上按設(shè)定的的挖土與設(shè)設(shè)置支撐流流程由一側(cè)側(cè)向另一側(cè)側(cè)推進(jìn),也也可以由中中部向兩側(cè)側(cè)推進(jìn),但但每一層作作業(yè)作為一一個工況考考慮進(jìn)行計計算,忽略略平面上流流程的時間間差對圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)受力力的影響。。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計2.設(shè)計方案選選擇2.1設(shè)計方案選選擇依據(jù)基坑開挖深深度;工程地質(zhì)與與水文地質(zhì)質(zhì);基坑等級((鄰近環(huán)境境);土方開挖方方法;地下水處理理;支護(hù)工程造造價。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計2.設(shè)計方案選選擇2.2基坑變形控控制標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)要求地面最大沉降()支護(hù)墻最大水平位移()特別0.1%h0.15%h重要0.2%h0.3%h一般0.5%h0.7%h低1%h1.5%hh——基坑開挖深深度支撐系統(tǒng)的的設(shè)計2.設(shè)計方案選選擇2.3不同開挖深深度的方案案選擇h≤3m(半地下室)擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1、放坡開挖明排水、井點降水2、土釘墻明排水、井點降水2、水泥土攪拌樁——3、懸臂式鋼(混凝土)板樁明排水、井點降水支撐系統(tǒng)的的設(shè)計h=3--6m(一層地下室室)擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1、土釘墻井點降水、攪拌樁止水2、水泥土攪拌樁——3、懸臂式鋼(砼)板樁明排水、井點降水4、鋼(砼)板樁+一道支撐攪拌樁止水、井點降水5、灌注樁+一道支撐攪拌樁止水支撐系統(tǒng)的的設(shè)計h=6--9m(一--二層地下室室)擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1.水泥土攪拌樁——2.鋼(砼)板樁+一~二道支撐攪拌樁止水3.灌注樁+一~二道支撐攪拌樁止水支撐系統(tǒng)的的設(shè)計h=9--12m(二--三層地下室室)擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1.鋼(砼)板樁+二~三道支撐攪拌樁止水2.灌注樁+二~三道支撐攪拌樁止水3.SMW工法

——4.地下連續(xù)墻(攪拌樁止水)支撐系統(tǒng)的的設(shè)計h>12m(三層以上地地下室)擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1.灌注樁+三~四道支撐攪拌樁止水2.SMW工法——3.地下連續(xù)墻(攪拌樁止水)4.半逆作法、逆作法地下連續(xù)墻支撐系統(tǒng)的的設(shè)計3.水平支撐系系統(tǒng)平面布布置原則水平支撐系系統(tǒng)中內(nèi)支支撐與圍檁檁必須形成成穩(wěn)定的結(jié)結(jié)構(gòu)體系,,有可靠的的連接,滿滿足承載力力、變形和和穩(wěn)定性要要求。支撐系統(tǒng)的的平面布置置形式眾多多,從技術(shù)術(shù)上,同樣樣的基坑工工程采用多多種支撐平平面布置形形式均是可可行的,但但科學(xué)、合合理的支撐撐布置形式式應(yīng)是兼顧顧了基坑工工程特點、、主體地下下結(jié)構(gòu)布置置以及周邊邊環(huán)境的保保護(hù)要求和和經(jīng)濟(jì)性等等綜合因素素的和諧統(tǒng)統(tǒng)一。通常常情況下可可采用以下下方式:考慮因素::基坑工程程特點、主主體地下結(jié)結(jié)構(gòu)布置、、周邊環(huán)境境的保護(hù)要要求、經(jīng)濟(jì)濟(jì)性等支撐系統(tǒng)的的設(shè)計1)長條形基基坑工程中中,可設(shè)置置以短邊方方向的對撐撐體系,兩兩端可設(shè)置置水平角撐撐體系。短邊方向的的對撐體系系可根據(jù)基基坑短邊的的長度、土土方開挖、、工期等要要求采用鋼鋼支撐或者者混凝土支支撐,兩端端的角撐體體系從基坑坑工程的穩(wěn)穩(wěn)定性以及及控制變形形角度上,,宜采用混混凝土支撐撐的形式。。支撐系統(tǒng)的的設(shè)計已實施完畢畢的上海浦浦東恒大小小區(qū)基坑工工程,基坑坑形狀呈狹狹長的手槍槍狀,基坑坑?xùn)|西方向向長度較長長約為240m,西側(cè)南北北方向長度度約為43m,東側(cè)南北北方向長度度約為83m。綜合考慮慮工程周邊邊環(huán)境、基基坑面積及及形狀、基基坑開挖深深度以及工工期等因素素,支撐系系統(tǒng)采用了了鋼和混凝凝土組合支支撐的形式式,東側(cè)基基坑角撐結(jié)結(jié)合對撐的的混凝土支支撐形式,,西側(cè)基坑坑采用角部部混凝土支支撐,短邊邊設(shè)置鋼支支撐對撐的的形式。例如:支撐系統(tǒng)的的設(shè)計恒大小區(qū)基基坑支撐平平面布置圖圖支撐系統(tǒng)的的設(shè)計恒大小區(qū)東東側(cè)混凝土土支撐實景景恒大小區(qū)西西側(cè)混凝土土支撐實景景支撐系統(tǒng)的的設(shè)計2)當(dāng)基坑周周邊緊鄰保保護(hù)要求較較高建(構(gòu)構(gòu))筑物、、地鐵車站站或隧道,,對基坑工工程的變形形控制要求求較為嚴(yán)格格時,或者者基坑面積積較小、兩兩個方向的的平面尺寸寸大致時,,或者基坑坑形狀不規(guī)規(guī)則,其他他形式的支支撐布置有有較大難度度時,宜采采用相互正正交的對撐撐布置方式式。該布置型式的支撐撐系統(tǒng)具有支撐剛剛度大、傳力直接接以及受力清楚的的特點,適合在變變形控制要求高的的基坑工程中應(yīng)用用。支撐系統(tǒng)的設(shè)計上海解放日報新聞聞業(yè)務(wù)樓基坑地處處上海市黃浦區(qū)中中心位置,基坑形形狀呈不規(guī)則矩形形,基坑面積較小小約為2300m2,開挖深度約為12m,基坑?xùn)|側(cè)緊鄰一一高層建筑物,根根據(jù)本基坑的面積積、形狀以及周圍圍的環(huán)境特點,采采用了抗側(cè)剛度大大、可適應(yīng)不規(guī)則則形狀的十字正交交布置形式的鋼筋筋混凝土支撐形式式。例如:支撐系統(tǒng)的設(shè)計上海解放日報新聞聞業(yè)務(wù)樓基坑支撐撐平面支撐系統(tǒng)的設(shè)計3)當(dāng)基坑面積較大大,平面形狀不規(guī)規(guī)則時,同時在支支撐平面中需要留留設(shè)較大作業(yè)空間間時,宜采用角部部設(shè)置角撐、長邊邊設(shè)置沿短邊方向向的對撐結(jié)合邊桁桁架的支撐體系。。該類型支撐體系由由于具有較好的控控制變形能力、大大面積無支撐的出出土作業(yè)面以及可可適應(yīng)各種形狀的的基坑工程,同時時由于支撐系統(tǒng)中中對撐、各榀對撐撐之間具有較強的的受力上的獨立性性,易于實現(xiàn)土方方上的流水化施工工,此外還具有較較好的經(jīng)濟(jì)性。因因此幾乎成為上海海等軟土地區(qū)首選選的支撐平面布置置形式,近年來得得到極為廣泛的應(yīng)應(yīng)用。支撐系統(tǒng)的設(shè)計上海虹橋綜合交通通樞紐工程東交通通中心、磁懸浮基基坑工程面積巨大大,地下二層區(qū)域域長約404m,寬約77~136m,基坑開挖深度約約18~25m,基坑形狀呈不規(guī)規(guī)則長方形。根據(jù)據(jù)基坑形狀的特點點,采用了兩端角角撐中部對撐的支支撐布置形式,該該布置形式的支撐撐為流水化施工支支撐和土方開挖創(chuàng)創(chuàng)造了條件,從而而大大加快了基坑坑工程的施工速度度和縮短了施工工工期。例如:支撐系統(tǒng)的設(shè)計上海虹橋綜合交通通樞紐工程基坑支支撐平面布置支撐系統(tǒng)的設(shè)計上海虹橋綜合交通通樞紐工程基坑支支撐實景支撐系統(tǒng)的設(shè)計4)基坑平面為規(guī)則則的方形、圓形或或者平面雖不規(guī)則則但基坑兩個方向向的平面尺寸大致致相等,或者是為為了完全避讓塔樓樓框架柱、剪力墻墻等豎向結(jié)構(gòu)以方方便施工、加快塔塔樓施工工期,尤尤其是當(dāng)塔樓豎向向結(jié)構(gòu)采用勁性構(gòu)構(gòu)件時,臨時支撐撐平面應(yīng)錯開塔樓樓豎向結(jié)構(gòu),以利利于塔樓豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工,可采用用單圓環(huán)形支撐甚甚至多圓環(huán)形支撐撐布置方式。支撐系統(tǒng)的設(shè)計天津響螺灣中鋼大大廈項目位于天津津市響螺灣地區(qū),,基坑開挖深度達(dá)達(dá)到18~22m,基坑面積達(dá)到2萬m2,是當(dāng)?shù)匾?guī)模最大大的基坑工程之一一。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)受力計算的需要要,本工程內(nèi)部需需設(shè)置四道鋼筋混混凝土支撐體系。。由于平面形狀不不規(guī)則,采用較為為傳統(tǒng)的角撐、對對撐結(jié)合邊桁架布布置,需要設(shè)置大大量穿越基坑內(nèi)部部的桿件,不利于于土方的開挖和地地下室結(jié)構(gòu)的的施施工。因此結(jié)合本本工程的平面形狀狀和塔樓的分布位位置,采用雙半圓圓環(huán)的支撐平面布布置體系。雙半圓圓環(huán)支撐形式的采采用,基本上避開開了整個塔樓區(qū)域域的所有豎向構(gòu)件件,基坑開挖到底底后,完成基礎(chǔ)底底板施工后,兩個個主要的地面建筑筑即可在不拆撐的的情況下向上施工工主體結(jié)構(gòu),加快快整體工期進(jìn)度。。例如:支撐系統(tǒng)的設(shè)計天津響螺灣中鋼大大廈基坑支撐平面面示意圖支撐系統(tǒng)的設(shè)計圓環(huán)形支撐形式的的支撐桿件均采用用鋼筋混凝土材料料,在一定條件下下也可采用組合結(jié)結(jié)構(gòu)環(huán)形內(nèi)支撐的的形式,該形式與與鋼筋混凝土環(huán)形形支撐基本相似,,其根本區(qū)別在于于組合結(jié)構(gòu)環(huán)形內(nèi)內(nèi)支撐形式中,環(huán)環(huán)形支撐由于需承承受巨大的軸向壓壓力,因此采用鋼鋼筋混凝土支撐材材料,其余桿件承承受的軸向壓力相相對較小,采用施施工速度快、可回回收以及經(jīng)濟(jì)性較較好的鋼結(jié)構(gòu)材料料截面承載力也能能滿足要求。天津新華明珠深基基坑支護(hù)工程采用用組合結(jié)構(gòu)環(huán)形內(nèi)內(nèi)支撐的基坑工程程實景,該基坑支支撐采用鋼筋混凝凝土大圓環(huán),圓環(huán)環(huán)直徑68m,其余桿件均采用用鋼結(jié)構(gòu),實施效效果良好。支撐系統(tǒng)的設(shè)計新華明珠基坑工程程開挖全景支撐系統(tǒng)的設(shè)計5)基坑平面有向坑坑內(nèi)折角(陽角))時,陽角處的內(nèi)內(nèi)力比較復(fù)雜,是是應(yīng)力集中的部分分,稍有疏忽,最最容易在該部分出出現(xiàn)問題。陽角的處理應(yīng)從多多方面進(jìn)行考慮,,首先基坑平面的的設(shè)計應(yīng)盡量避免免出現(xiàn)陽角,當(dāng)不不可避免時,需作作特別的加強,如如在陽角的兩個方方向上設(shè)置支撐點點,或者可根據(jù)實實際情況將該位置置的支撐桿件設(shè)置置現(xiàn)澆板,通過增增設(shè)現(xiàn)澆板增強該該區(qū)域的支撐剛度度,控制該位置的的變形。無足夠的經(jīng)驗可借借鑒時,最好對陽陽角處的坑外地基基進(jìn)行加固,提高高坑外土體的強度度,以減少圍護(hù)墻墻體的側(cè)向水土壓壓力。支撐系統(tǒng)的設(shè)計6)支撐結(jié)構(gòu)與主體體地下結(jié)構(gòu)的施工工期通常是錯開的的,為了不影響主主體地下結(jié)構(gòu)的施施工,支撐系統(tǒng)平平面布置時,支撐撐軸線應(yīng)盡量避開開主體工程的柱網(wǎng)網(wǎng)軸線,同時,避避免出現(xiàn)整根支撐撐位于結(jié)構(gòu)剪力墻墻之上的情況,其其目的是減小支撐撐體系對主體結(jié)構(gòu)構(gòu)施工時的影響。。另外,如主體地下下結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件采用內(nèi)插鋼骨骨的勁性結(jié)構(gòu)時,,應(yīng)嚴(yán)格復(fù)核支撐撐的平面分布,確確保支撐桿件完全全避讓勁性結(jié)構(gòu)。。支撐系統(tǒng)的設(shè)計7)支撐桿件相鄰水水平距離首先應(yīng)確確保支撐系統(tǒng)整體體變形和支撐構(gòu)件件承載力在要求范范圍之內(nèi),其次應(yīng)應(yīng)滿足土方工程的的施工要求。當(dāng)支撐系統(tǒng)采用鋼鋼筋混凝土圍檁時時,沿著圍檁方向向的支撐點間距不不宜大于9m;采用鋼圍檁時,,支撐點間距不宜宜大于4m;當(dāng)相鄰支撐之間間的水平距離較大大時,應(yīng)在支撐端端部兩側(cè)與圍檁之之間設(shè)置八字撐,,八字撐宜左右對對稱,與圍檁的夾夾角不宜大于60度。支撐系統(tǒng)的設(shè)計4.水平支撐系統(tǒng)豎向向布置原則在基坑豎向平面內(nèi)內(nèi)需要布置的水平平支撐的數(shù)量,主主要根據(jù)基坑圍護(hù)護(hù)墻的承載力和變變形控制計算確定定,同時應(yīng)滿足土土方開挖的施工要要求?;迂Q向支支撐的數(shù)量主要受受土層地質(zhì)特性以以及周圍環(huán)境保護(hù)護(hù)要求的影響?;用娣e、開挖深深度、圍護(hù)墻設(shè)計計以及周圍環(huán)境等等條件都相同的條條件下,不同地區(qū)區(qū)不同土層地質(zhì)特特性情況下,支撐撐的數(shù)量區(qū)別是十十分顯著的,如開開挖深度15m的基坑工程,在北北方等硬土地區(qū)也也許無需設(shè)置內(nèi)支支撐,僅在坑外設(shè)設(shè)置幾道錨桿即可可滿足要求,而在在沿海軟土地區(qū),,則可能需要設(shè)置置三~四道水平支支撐;另外即使在在土層地質(zhì)一致的的地區(qū),當(dāng)周圍環(huán)環(huán)境保護(hù)要求有較較大的區(qū)別時,支支撐道數(shù)也是相差差較大的。一般情況下,支撐撐系統(tǒng)豎向布置可可按如下原則進(jìn)行行確定:支撐系統(tǒng)的設(shè)計1)在豎向平面內(nèi),,水平支撐的層數(shù)數(shù)應(yīng)根據(jù)基坑開挖挖深度、土方工程程施工、圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)類型及工程經(jīng)驗驗,有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的計算工況確定。。2)上、下各層水平平支撐的軸線應(yīng)盡盡量布置在同一豎豎向平面內(nèi),主要要目的是為了便于于基坑土方的開挖挖,同時也能保證證各層水平支撐共共用豎向支承立柱柱系統(tǒng)。此外,相相鄰水平支撐的凈凈距不宜小于3m,當(dāng)采用機械下坑坑開挖及運輸時應(yīng)應(yīng)根據(jù)機械的操作作所需空間要求適適當(dāng)放大。3)各層水平支撐與與圍檁的軸線標(biāo)高高應(yīng)在同一平面上上,且設(shè)定的各層層水平支撐的標(biāo)高高不得妨礙主體工工程施工。水平支支撐構(gòu)件與地下結(jié)結(jié)構(gòu)樓板間的凈距距不宜小于300mm;與基礎(chǔ)底板間凈凈距不小于600mm,且應(yīng)滿足墻、柱柱豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的插筋高度要求。。支撐系統(tǒng)的設(shè)計4)首道水平支撐和和圍檁的布置宜盡盡量與圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)構(gòu)的頂圈梁相結(jié)合合。在環(huán)境條件容容許時,可盡量降降低首道支撐標(biāo)高高。基坑設(shè)置多道支撐撐時,最下道支撐撐的布置在不影響響主體結(jié)構(gòu)施工和和土方開挖條件下下,宜盡量降低。。當(dāng)基礎(chǔ)底板的厚度度較大,且征得主主體結(jié)構(gòu)設(shè)計認(rèn)可可時,也可將最下下道支撐留置在主主體基礎(chǔ)底板內(nèi)。。支撐系統(tǒng)的設(shè)計5.豎向斜撐的布置豎向斜撐體系一般般較多的應(yīng)用在開開挖深度較小、面面積巨大的基坑工工程中。豎向斜撐撐體系一般由斜撐撐、壓頂圈梁和斜斜撐基礎(chǔ)等構(gòu)件組組成,斜撐一般投投影長度大于15m時應(yīng)在其中部設(shè)置置立柱。斜撐一般采用鋼管管支撐或者型鋼支支撐,鋼管支撐一一般采用Ф609×16,型鋼支撐一般采采用H700×300、H500×300以及H400×400,斜撐坡率不宜大大于1:2,并應(yīng)盡量與基坑坑內(nèi)土堤的穩(wěn)定邊邊坡坡率相一致,,同時斜撐基礎(chǔ)與與圍護(hù)墻之間的水水平距離也不宜小小于圍護(hù)墻插入深深度的1.5倍,斜撐與圍檁及及斜撐與基礎(chǔ)之間間的連接,以及圍圍檁與圍護(hù)墻之間間的連接應(yīng)滿足斜斜撐的水平分力和和豎向分力的傳遞遞要求。支撐系統(tǒng)的設(shè)計采用豎向斜撐體系系的基坑,在基坑坑中部的土方開挖挖后和斜撐未形成成前,基坑變形取取決于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)側(cè)預(yù)留的土堤對墻墻體所提供的被動動抗力,因此保持持土堤邊坡的穩(wěn)定定至關(guān)重要,必須須通過計算確定可可靠的安全儲備。。支撐系統(tǒng)的設(shè)計6.支撐節(jié)點構(gòu)造支撐結(jié)構(gòu),特別是是鋼支撐的整體剛剛度更依賴構(gòu)件之之間的合理連接構(gòu)構(gòu)造。支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計,,除確定構(gòu)件截面面外,須重視節(jié)點點的構(gòu)造設(shè)計。支撐系統(tǒng)的設(shè)計6.支撐節(jié)點構(gòu)造6.1鋼支撐長度拼接鋼結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件的的拼接應(yīng)滿足截面面等強度的要求。。常用的連接方式式有焊接和螺栓連接。螺栓連接施工方便便但整體性不如焊焊接,為減少節(jié)點點變形,宜采用高高強螺栓。構(gòu)件在在基坑內(nèi)的接長,,由于焊接條件差差,焊縫質(zhì)量不易易保證,通常采用用螺栓連接。支撐系統(tǒng)的設(shè)計型鋼支撐的長度拼拼接螺栓連接焊接支撐系統(tǒng)的設(shè)計鋼腰梁在基坑內(nèi)的的拼接點由于受操操作條件限制不易易做好,尤其在靠靠圍護(hù)墻一側(cè)的翼翼緣連接板較難施施工,影響整體性性能。設(shè)計時應(yīng)將將接頭設(shè)置在截面面彎矩較小的部位位,并應(yīng)盡可能加加大坑內(nèi)安裝段的的長度,以減少安安裝節(jié)點的數(shù)量。。鋼管支撐的長度拼拼接螺栓連接焊接支撐系統(tǒng)的設(shè)計6.支撐節(jié)點構(gòu)造6.2兩個方向鋼支撐連連接縱橫向支撐采用重重迭連接,雖然施施工安裝方便,但但支撐結(jié)構(gòu)整體性性差,應(yīng)盡量避免免采用。當(dāng)縱橫向向支撐采用重迭連連接時,則相應(yīng)的的圍檁在基坑轉(zhuǎn)角角處不在同一平面面相交,此時應(yīng)在在轉(zhuǎn)角處的圍檁端端部采取加強的構(gòu)構(gòu)造措施,以防止止兩個方向上圍檁檁的端部產(chǎn)生懸臂臂受力狀態(tài)??v縱橫向支撐應(yīng)盡可可能設(shè)置在同一標(biāo)標(biāo)高上,采用定型型的十字節(jié)點連接接。這種連接方式式整體性好,節(jié)點點比較可靠。節(jié)點點可以采用特制的的“十”及“井””字接頭,縱橫管管都與“十”字或或“井”字接頭連連接,使縱橫鋼管管處于同一平面內(nèi)內(nèi)。后者可以使鋼鋼管形成一個平面面框架,剛度大,,受力性能好。支撐系統(tǒng)的設(shè)計“十”字接頭圖“井”字接頭圖支撐系統(tǒng)的設(shè)計6.支撐節(jié)點構(gòu)造6.3鋼支撐端部預(yù)應(yīng)力力活絡(luò)頭構(gòu)造鋼支撐的端部,考考慮預(yù)應(yīng)力施加的的需要,一般均設(shè)設(shè)置為活絡(luò)端,待待預(yù)應(yīng)力施加完畢畢后固定活絡(luò)端,,且一般配與琵琶琶撐。除了活絡(luò)端端設(shè)置在鋼支撐端端部外,還可以采采用螺旋千斤頂?shù)鹊仍O(shè)備設(shè)置在支撐撐的中部。由于支支撐加工及生產(chǎn)廠廠家不同,目前投投入基坑工程使用用的活絡(luò)端有以下下兩種形式,一種種為契型活絡(luò)端、、一種為箱體活絡(luò)絡(luò)端。鋼管支撐為了施加加預(yù)應(yīng)力常設(shè)計一一個預(yù)應(yīng)力施加活活絡(luò)頭子,并采用用單面施加的方法法進(jìn)行。由于預(yù)應(yīng)應(yīng)力施工后會產(chǎn)生生各種預(yù)應(yīng)力損失失(詳見預(yù)應(yīng)力相相關(guān)規(guī)范),基坑坑開挖變形后預(yù)應(yīng)應(yīng)力也會發(fā)生損失失,為了保證預(yù)應(yīng)應(yīng)力的強度,當(dāng)發(fā)發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失達(dá)達(dá)到一定程度時須須及時進(jìn)行補充,,復(fù)加預(yù)應(yīng)力。支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計楔形活活絡(luò)端端預(yù)應(yīng)力力箱體體支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計6.支撐節(jié)節(jié)點構(gòu)構(gòu)造6.4鋼支撐撐與鋼鋼腰梁梁斜交交處抗抗剪連連接節(jié)節(jié)點由于圍圍護(hù)墻墻表面面通常常不十十分平平整,,尤其其是鉆鉆孔灌灌注樁樁墻體體,為為使鋼鋼圍檁檁與圍圍護(hù)墻墻接合合得緊緊密,,防止止鋼圍圍檁截截面產(chǎn)產(chǎn)生扭扭曲,,在鋼鋼圍檁檁與圍圍護(hù)墻墻之間間采用用細(xì)石石混凝凝土填填實,,如二二者之之間縫縫寬較較大時時,為為了防防止所所填充充的混混凝土土脫落落,縫縫內(nèi)宜宜放置置鋼筋筋網(wǎng)。。當(dāng)支支撐與與圍檁檁斜交交時,,為傳傳遞沿沿圍檁檁方向向的水水平分分力,,在圍圍檁與與圍護(hù)護(hù)墻之之間需需設(shè)置置剪力力傳遞遞裝置置。對對于地地下連連續(xù)墻墻可通通過預(yù)預(yù)埋鋼鋼板,,對于于鉆孔孔灌注注樁可可通過過鋼圍圍檁的的抗剪剪焊接接件。。支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計1-鋼鋼支撐撐;2-鋼鋼腰梁梁;3--圍護(hù)護(hù)墻;;4--剪剪力塊塊;5--填嵌嵌混凝凝土鋼支撐撐與腰腰梁斜斜交時時連接接支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計6.支撐節(jié)節(jié)點構(gòu)構(gòu)造6.5支撐與與混凝凝土腰腰梁斜斜交處處抗剪剪連接接節(jié)點點通常情情況下下,圍圍護(hù)墻墻與混混凝土土圍檁檁之間間的結(jié)結(jié)合面面不考考慮傳傳遞水水平剪剪力。。當(dāng)基基坑形形狀比比較復(fù)復(fù)雜,,支撐撐采用用斜交交布置置時,,特別別是當(dāng)當(dāng)支撐撐采用用大角角撐的的布置置形式式時,,由于于角撐撐的數(shù)數(shù)量多多,沿沿著圍圍檁長長度方方向需需傳遞遞十分分巨大大的水水平力力,此此時如如圍護(hù)護(hù)墻與與圍檁檁之間間應(yīng)設(shè)設(shè)置抗抗剪件件和剪剪力槽槽,以以確保保圍檁檁與圍圍護(hù)墻墻能形形成整整體連連接,,二者者接合合面能能承受受剪力力,可可使得得圍護(hù)護(hù)墻也也能參參與承承受部部分水水平力力,既既可改改善圍圍檁的的受力力狀態(tài)態(tài)、又又可減減少整整體支支撐體體系的的變形形。圍護(hù)墻墻與圍圍檁結(jié)結(jié)合面面的墻墻體上上設(shè)置置的抗抗剪件件一般般可采采用預(yù)預(yù)埋插插筋,,或者者預(yù)埋埋埋件件,開開挖后后焊接接抗剪剪件,,預(yù)留留的剪剪力槽槽可間間隔抗抗剪件件布置置,其其高度度一般般與圍圍檁截截面相相同,,間距距150~200mm,槽深深50~70mm。支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計1--支撐撐;2--腰梁梁;3--地下下連續(xù)續(xù)墻;;4--預(yù)預(yù)留受受剪鋼鋼筋;;5--預(yù)預(yù)留剪剪力槽槽支撐與與混凝凝土腰腰梁斜斜交時時連接接支撐系系統(tǒng)的的設(shè)計計1.水平支支撐系系統(tǒng)計計算方方法水平支支撐系系統(tǒng)計計算可可分為為在土土壓力力水平力力作用用下的的水平平支撐撐計算算和豎向力力作用用下的的水平平支撐撐計算算?,F(xiàn)階段段的計計算手手段已已可實實現(xiàn)將將圍護(hù)護(hù)體、、內(nèi)支支撐以以及立立柱作作為一一個整整體采采用空空間模模型進(jìn)進(jìn)行分分析,,支撐撐構(gòu)件件的內(nèi)內(nèi)力和和變形形可以以直接接根據(jù)據(jù)其靜靜力計計算結(jié)結(jié)果確確定即即可,,但空空間計計算模模型其其實用用程度度上存存在若若干不不足,,因此此現(xiàn)階階段絕絕大部部分內(nèi)內(nèi)支撐撐系統(tǒng)統(tǒng)均采采用相相對簡簡便的的平面面計算算模型型進(jìn)行行分析析,當(dāng)當(dāng)采用用平面面計算算模型型進(jìn)行行分析析時,,水平平支撐撐計算算應(yīng)分分別進(jìn)進(jìn)行水水平力力作用用和豎豎向力力作用用下的的計算算。水平支支撐的的計算算方法法1.水平支支撐系系統(tǒng)計計算方方法1.1水平力力作用用下水水平支支撐的的計算算方法法1)支撐平平面有有限元元計算算方法法水平支支撐系系統(tǒng)平平面內(nèi)內(nèi)的內(nèi)內(nèi)力和和變形形計算算方法法一般般是將將支撐撐結(jié)構(gòu)構(gòu)從整整個支支護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)體體系中中截離離出來來,此此時內(nèi)內(nèi)支撐撐(包包括圍圍檁和和支撐撐桿件件)形形成一一自身身平衡衡的封封閉體體系,,該體體系在在土壓壓力作作用下下的受受力特特性可可采用用桿系系有限限元進(jìn)進(jìn)行計計算分分析,,進(jìn)行行分析析時,,為限限制整整個結(jié)結(jié)構(gòu)的的剛體體位移移,必必須在在周邊邊的圍圍檁上上添加加適當(dāng)當(dāng)?shù)募s約束,,一般般可考考慮在在結(jié)構(gòu)構(gòu)上施施加不不相交交于一一點的的三個個約束束鏈桿桿,形形成靜靜定約約束結(jié)結(jié)構(gòu),,此時時約束束鏈桿桿不產(chǎn)產(chǎn)生反反力,,可保保證分分析得得到的的結(jié)果果與不不添加加約束束鏈桿桿時得得到的的結(jié)果果一致致。水平支支撐的的計算算方法法內(nèi)支撐撐平面面模型型以及及約束束條件件確定定之后后,將將由平平面豎豎向彈彈性地地基梁梁法((如圖圖)或或平面面連續(xù)續(xù)介質(zhì)質(zhì)有限限元方方法得得到的的彈性性支座座的反反力作作用在在平面面桿系系結(jié)構(gòu)構(gòu)之上上,采采用空空間桿桿系有有限元元的方方法即即可求求得土土壓力力作用用下的的各支支撐桿桿件的的內(nèi)力力和位位移。。水平支支撐的的計算算方法法平面豎豎向彈彈性地地基梁梁法計計算簡簡圖平面連連續(xù)介介質(zhì)有有限元元法計計算模模型水平支支撐的的計算算方法法KB———內(nèi)支撐撐的壓壓縮彈彈簧系系數(shù)((kN/m2);α———與支撐撐松弛弛有關(guān)關(guān)的折折減系系數(shù),,一般般取0.5~1.0;混凝凝土支支撐與與鋼支支撐施施加預(yù)預(yù)壓力力時,,取α=1.0;E———支撐結(jié)結(jié)構(gòu)材材料的的彈性性模量量(kN/m2);A———支撐構(gòu)構(gòu)件的的截面面積((m2);l———支撐的的計算算長度度(m);S———支撐的的水平平間距距(m)。采用平平面豎豎向彈彈性地地基梁梁法或或平面面連續(xù)續(xù)介質(zhì)質(zhì)有限限元法法時需需先確確定彈彈性支支座的的剛度度,對對于形形狀比比較規(guī)規(guī)則的的基坑坑,并并采用用十字字正交交對撐撐的內(nèi)內(nèi)支撐撐體系系,支支撐剛剛度可可根據(jù)據(jù)支撐撐體系系的布布置和和支撐撐構(gòu)件件的材材質(zhì)與與軸向向剛度度等條條件按按如下下計算算公式式確定定。水平支支撐的的計算算方法法在求得得彈性性支座座的反反力之之后,,可將將該水水平力力作用用在平平面桿桿系結(jié)結(jié)構(gòu)之之上,,采用用有限限元方方法計計算得得到各各支撐撐桿件件的內(nèi)內(nèi)力和和變形形,也也可采采用簡簡化分分析方方法,,如支支撐軸軸向力力,按按圍護(hù)護(hù)墻沿沿圍檁檁長度度方向向的水水平反反力乘乘以支支撐中中心距距計算算,混混凝土土圍檁檁則可可按多多跨連連續(xù)梁梁計算算,計計算跨跨度取取相鄰鄰支撐撐點的的中心心距。。鋼圍圍檁的的內(nèi)力力和變變形宜宜按簡簡支梁梁計算算,計計算跨跨度取取相鄰鄰水平平支撐撐的中中心距距。水平支撐的的計算方法法對于較為復(fù)復(fù)雜的支撐撐體系,難難以直接根根據(jù)以上公公式確定彈彈性支撐的的剛度,且且彈性支撐撐剛度會隨隨著周邊節(jié)節(jié)點位置的的變化而變變化。這里里介紹一種種較為簡單單的處理方方法,即在在水平支撐撐的圍檁上上施加與圍圍檁相垂直直的單位分分布荷載p=1kN/m,求得圍檁檁上各結(jié)點點的平均位位移δ(與圍檁方方相垂直的的位移),,則彈性支支座的剛度度為:需指出的是是,上式反反映的是水水平支撐系系統(tǒng)的一個個平均支撐撐剛度。水平支撐的的計算方法法1.水平支撐系系統(tǒng)計算方方法1.1水平力作用用下水平支支撐的計算算方法2)支撐三維計計算方法一般情況下下,基坑外外側(cè)的超載載、水土壓壓力等側(cè)向向水平力通通過圍護(hù)體體,將全部部由坑內(nèi)的的內(nèi)支撐系系統(tǒng)進(jìn)行平平衡,圍護(hù)護(hù)體僅起到到擋土、止止水以及將將水平力通通過豎向抗抗彎的方式式全部傳遞遞給內(nèi)支撐撐,并不參參與坑外水水平力的分分擔(dān)。當(dāng)基坑形狀狀具有較強強的空間效效應(yīng)時,比比如拱形、、圓形情況況或者基坑坑角部區(qū)域域,圍護(hù)體體還將同時時承受部分分坑外水平平力,在該該情況下如如按照上述述計算方法法對內(nèi)支撐撐進(jìn)行內(nèi)力力和變形進(jìn)進(jìn)行計算分分析,將高高估了內(nèi)支支撐實際的的內(nèi)力和變變形,造成成不必要的的浪費,此此時應(yīng)采用用能考慮空空間效應(yīng)的的空間計算算模型。水平支撐的的計算方法法空間彈性地地基板法的的求解可采采用通用有有限元軟件件,一般可可先通過有有限元軟件件自帶的前前處理模塊塊或其它有有限元前處處理軟件建建立考慮圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)、、水平支撐撐體系和豎豎向支承系系統(tǒng)共同作作用的三維維有限元模模型,模型型需綜合考考慮結(jié)構(gòu)的的分布、開開挖的順序序等,然后后用有限元元程序分步步求解。下圖為基坑坑工程三維維計算模型型圖。水平支撐的的計算方法法基坑工程三三維計算模模型水平支撐的的計算方法法一般情況下下,基坑外外側(cè)的超載載、水土壓壓力等側(cè)向向水平力通通過圍護(hù)體體,將全部部由坑內(nèi)的的內(nèi)支撐系系統(tǒng)進(jìn)行平平衡,圍護(hù)護(hù)體僅起到到擋土、止止水以及將將水平力通通過豎向抗抗彎的方式式全部傳遞遞給內(nèi)支撐撐,并不參參與坑外水水平力的分分擔(dān)。當(dāng)基坑形狀狀具有較強強的空間效效應(yīng)時,比比如拱形、、圓形情況況或者基坑坑角部區(qū)域域,圍護(hù)體體還將同時時承受部分分坑外水平平力,在該該情況下如如按照上述述計算方法法對內(nèi)支撐撐進(jìn)行內(nèi)力力和變形進(jìn)進(jìn)行計算分分析,將高高估了內(nèi)支支撐實際的的內(nèi)力和變變形,造成成不必要的的浪費,此此時應(yīng)采用用能考慮空空間效應(yīng)的的空間計算算模型??臻g彈性地地基板法的的求解可采采用通用有有限元軟件件,一般可可先通過有有限元軟件件自帶的前前處理模塊塊或其它有有限元前處處理軟件建建立考慮圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)、、水平支撐撐體系和豎豎向支承系系統(tǒng)共同作作用的三維維有限元模模型,模型型需綜合考考慮結(jié)構(gòu)的的分布、開開挖的順序序等,然后后用有限元元程序分步步求解。水平支撐的的計算方法法1.水平支撐系系統(tǒng)計算方方法1.1水平力作用用下水平支支撐的計算算方法3)計算實例以下對某基基坑項目的的支撐系統(tǒng)統(tǒng)采用平面面有限元計計算方法分分析過程進(jìn)進(jìn)行說明,,該項目基基坑面積約約6500m2,開挖深度度約16.4m,基坑圍護(hù)護(hù)體采用鉆鉆孔灌注樁樁結(jié)合攪拌拌樁止水帷帷幕作為圍圍護(hù)體,基基坑豎向設(shè)設(shè)置三道鋼鋼筋混凝土土支撐,支支撐采用圓圓環(huán)支撐平平面布置形形式,平面面簡圖如下下圖所示::水平支撐的的計算方法法支撐平面布布置圖支撐平面計計算簡圖水平支撐的的計算方法法項目圍檁(mm)圓環(huán)撐(mm)角撐及腹桿(mm)連桿(mm)第一道支撐系統(tǒng)1200x7001500x700800x700600x600第二道支撐系統(tǒng)1300x8002200x1200900x800700x700第三道支撐系統(tǒng)1200x8002000x1000900x700700x700支撐信息一一覽表水平支撐的的計算方法法項目P(kN/m)δ(mm)K(MN/m2)第一道支撐系統(tǒng)10.0333第二道支撐系統(tǒng)10.01100第三道支撐系統(tǒng)10.0250支撐信息一一覽表a)確定支撐撐系統(tǒng)剛度度建立三道鋼鋼筋混凝土土支撐系統(tǒng)統(tǒng)的計算簡簡圖,如圖圖所示,其其后分別沿沿著圍檁作作用垂直向向的單位分分布荷載p=1kN/m,進(jìn)而求得得三道支撐撐系統(tǒng)在單單位分布荷荷載作用下下的平均位位移δ以及支撐系系統(tǒng)剛度K。水平支撐的的計算方法法b)計算支撐撐支座反力力根據(jù)以上通通過計算確確定的支撐撐剛度,采采用豎向彈彈性地基梁梁法求得第第一~三道道支撐系統(tǒng)統(tǒng)的支撐反反力,具體體如圖所示示。支撐反力計計算結(jié)果圖圖水平支撐的的計算方法法c)計算支撐撐系統(tǒng)的變變形和內(nèi)力力根據(jù)上圖可可知,第一一道支撐水水平荷載為為314kN/m,第二道支支撐水平荷荷載為1076.1kN/m,第三道道支撐水水平荷載載為536.3kN/m,將三道道支撐的的水平荷荷載分別別施加在在圍檁上上,求得得三道支支撐系統(tǒng)統(tǒng)的變形形和內(nèi)力力。水平支撐撐的計算算方法支撐變形形結(jié)果圖圖支撐軸力力計算結(jié)結(jié)果圖水平支撐撐的計算算方法1.水平支撐撐系統(tǒng)計計算方法法1.2豎向力作作用下水水平支撐撐的計算算方法豎向力作作用下,,支撐的的內(nèi)力和和變形可可近似按按單跨或或多跨梁梁進(jìn)行分分析,其其計算跨跨度取相相鄰立柱柱中心距距,荷載載除了其其自重之之外還需需考慮必必要的支支撐頂面面

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