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撑锚材料的选择及体系布置

306 2021-09-13 08:48:48

撑锚材料主要有; 木材、钢材和钢筋混凝土等材料。除了一些小型基坑有时采用木支撑外,目前在一般的建筑工程和市政工程的基坑中都采用钢结构或钢筋混凝土结构体系。有时在一个基坑中也有将钢和混凝土支撑混用的情况。钢结构支撑和混凝土结构支撑的优缺点如表 5-15。

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二、撑锚体系选型和布置

撑锚体系的选型和布置应根据下列因素综合考虑确定;

(1)基坑平面的形状、尺寸和开挖深度;

(2)基坑周围环境保护和临近地下 工程的施工情况;

(3)场地的工程地质和水文地质条件;

(4)主体工程地下结构的布置,土方工程和地下结构工程的施工顺序和施工方法;

(5) 地区 工程经验和材料供应情况。

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一般情况下撑锚结构的形式有平面支撑体系和斜向支撑体系。平面支撑体系由腰梁(或围檩)、水平支撑和立柱组成。水平支撑可用对撑、或对撑桁架; 斜角撑或斜撑桁架; 边桁架及八字撑等形式组成的平面结构体系,如图 5-24 所示。

平面支撑体系整体性好,水平力传递可靠,平面刚度较大,适合于大小深浅不同的各种基坑,活用范围较广。

竖向斜撑体系由竖向斜撑、腰梁 (或围檩)和斜撑基础以及水平连系杆及立柱等构件组成,如图 5-25。竖向斜支撑要求土方采取"盆式"开挖,即先开挖基坑中部土方,沿四周围护墙边预留土坡,待斜撑安装后再挖除四周土坡。基坑变形受到土坡和斜撑基础的影响,一般适用于环境保护要求不高,开挖深度不大的基坑。

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1 平面支撑体系 

1.1 平面布置

支撑布置要注意不妨碍主题工程施工,通常支撑轴线平面位置应避开主题工程的柱网轴线。相邻支撑之间的水平距离不宜小于 4m,当采用机械挖十时不官小干 8m。各层支撑端部与围护墙之间一般都应设置围檩。当为地下连续墙时,如果在每个槽段的墙体 上有不少于两个支撑点则可用设置在墙体内 的暗梁代替围檩。

(1)钢结构支撑平面布置

因为钢围檩和围护墙之间的水平力传递性能较差,不宜采用斜角撑或斜撑析架为主体的体系,一般情况下 应优先采用相互正交、均匀布置的对撑或对撑桁架体系。后者可以为十方开挖留出较大的作业空间。对于宽度不大的长条形基坑,可以采用单向布置的对支撑体系。

当相邻支撑之间水平距离较大时,为减少围檩的计算跨度,可在支撑端部设置八字撑,八字撑应左右对称,长度不宜大于 9m,与围檩夹角以 60°为宜。沿围檩长度方向上的支撑点 (包括八字撑)间距不宜大干 4m,以减少用围檩的截面尺寸。

(2)混凝土支撑平面布置

混凝土支撑除可 以采用钢支撑的布置方式外,根据具体情况还可以采取以下布置方式∶

(a) 平面形状比较复杂的基坑可采用边桁架和对撑或斜角撑组成的平面支撑体系。边桁架可以加强支撑体系的整体刚度,提高围檩的水平抗弯能力,布置在基坑形状复杂的区段,可方便支撑布置。边桁架的矢高不宜大于12m,在其两端支座处应设置对撑或斜角撑加强。

(b) 在基坑平面中需要留设较大作业空间时,可采用边析架

和对称桁架或斜撑桁架组成的平面支撑体系; 对于规则的方形基坑可采用布置在基坑四角的斜撑析架所组成的平面支撑体系。在

布置对撑桁架或斜撑桁架时,要注意避免使支撑两端受到相差悬殊的侧压力。因为在这种情况下,支护结构容易产生不对称的变形,导致部分构件或局部节点受到事前没有估计到的内 力和变形而提前破坏。

2 竖向布置

在基坑垂直平面内,根据需要可以设置一道或多道支撑。 具体数量应根据开挖深度、地质条件和环境保护要求等因素由计算确定。在地下水位较高的软十地区,基坑深度小干 7m 时,可 设置一道支撑; 基坑深度为 10~16m 时,可设置 2~4 道竖向支撑。

当有多道支撑时,上下各层水平支撑轴线应尽量布置在同一竖向平面内,竖向相邻支撑的净距离不能小干2.5m,采用机械挖土时不能小于 3.5m。

为了不妨碍主体工程结构施工支撑顶面与地下室楼盖梁底面或楼板底面之间的净距离不宜小于 300mm,当支撑和用檩位干地下室竖向承重构件 (如柱子或混凝土墙)的垂直平面时, 支撑底面与地下 室底板顶面之间的净距离不应小于 700mm。

一般情况下 应利用围护墙的顶圈梁作为第一道支撑的围檩。当第—道支撑标高低干墙顶圈梁时,应另设围檩,在软土地区不宜低于自然地面以下 3m,在其它地区也不宜超过 4m。此时应考虑支撑设置前围护墙所产生的初始位移对支护结构各个计算工况的影响。在不影响地下室底板施工的情况下,最下面一道支撑的标高应尽可能降低,以改善支护结构的受力性能。

立柱应布置在纵横向支撑的交点处或桁架式支撑的节点位置上,并要避开主体工程梁、柱及混凝土承重墙的位置。立柱的间距应根据支撑构件的稳定要求和竖向荷载的大小确定,一般情况下不宜小于 15m,立柱下端应支撑在较好的土层上,开挖面以下的押入长度应满足 支撑结构对立柱承载力和变形的要求。

2 竖向斜撑体系的布置

斜撑坡度应与土坡的稳定边坡—致。为防 止开挖面以下墙前土体被动抗力受到斜撑基础上水平作用力的影响而降低,斜撑基础边缘与围护墙内侧之间距离不小于墙体在开挖面以下埋入深度的 1.5倍。如图 5-25。

在不影响主体结构施工的前提下,斜撑应尽可能沿围檀长度方向均匀对称布置,水平方向的间距不宜大于 6m。在基坑的角部可辅以布置水平支撑。当斜撑长度超过 15m 时,应在斜撑中部设置立柱,并在立柱与斜撑的节点上设置纵向连系杆。