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挡墙内支撑的组成及对支撑结构的构造要求!

368 2021-12-13 13:59:49

深基坑的支护体系由挡墙和支撑系统两部分组成,前面我们已介绍了几种挡墙形式,现在我们再介绍一下支撑系统。支撑系统主要有两大类,一类是基坑外拉锚形式,如我们前面介绍的土层锚杆,就属于这种形式另一类是基坑内支撑形式,目前较常用的是钢支撑和现浇钢筋混凝土支撑,这类内撑形式主要适用于软弱地层的深基坑工程中,尤其是对于基坑挡墙变形控制要求严格的城市建筑物密集地区,当周围地层条件不适宜于应用土锚时,往往选用内支撑的形式。

内支撑结构体系主要包括围檩(亦称腰梁)、支撑、立柱及其他附属构件。图121所示为钢管支撑体系示意图,上道支撑布置形式为角撑,下道支撑布置形式为对称。

支撑结构的围檩直接与挡墙相连,挡墙上的力通过围檩传递给支撑结构体系。支撑杆是支撑结构体系中的主要受力构件,一般均布置成平面体系,只有当基坑开挖不深(小于7m)、场地土质条件能满足基坑内预留土堤在斜撑安装和受力前的边坡稳定时。才考虑采用竖向斜撑体系。立柱是用来支承平面支撑体系的构件,通常设立在支撑交叉点处,立柱的下面要有立柱桩支承。

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钢支撑和现浇钢筋混凝土支撑两种类型比较起来,钢支撑具有拼装方便,施工速度快,可多次重复使用等优点,并可施加预应力。但钢支撑的承载能力不及钢筋混凝土支撑,支撑杆水平间距小,机械控土不方便,在变形控制上也不及钢筋混凝土,其柔度较大。现浇钢筋混凝土支撑最大的优点是刚度大、变形小、能有效地控制挡墙变形和周围地面的变形,但支撑的施工工期长,拆除不方便,需用爆破方法或人工方法拆除。

钢支撑的平面布置多为对撑和角撑;现浇钢筋混凝土支撑由于是现浇浇筑,其型式有多种,如对撑、角撑、桁架式支撑、圆形支撑以及多种型式的组合(图122)。边桁架支撑、圆形支撑平面体系能留设出较大的作业空间、便于挖土。通常情况下,相邻支撑之间的水平距离应满足土方工程的施工要求,一般不宜小于4m,机械挖土时还应适当扩大。

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下面介绍一下两类支撑形式的构造要求;

(1)钢支撑构造要求

1)钢围檩可采用H型钢、工字钢、槽钢或它们的组合截面,截面宽度应大于300mm。

2)钢围檩连接节点宜设置在支撑点附近,且不应超过支撑间距的1/3;围檩分段的预制长度不应小于支撑间距的 2 倍;拼接点的强度不应低于构件的截面强度。

3)钢围檩安装前,应在围护挡墙上设置安装牛腿。安装牛腿可用角钢或直径不小于 25mm 的钢筋与挡墙主筋或预埋件焊接组成的钢筋牛腿,其间距不宜大于2m,牛腿焊缝应由计算确定。

4)钢围檩与挡墙之间的空隙<一般要求留设不小于60mm 的水平向统长空隙),宜采用不低于C20 的细石混凝土填充。

5)通常情况下应利用围护挡墙的顶圈梁兼作第一道水平支撑的围檩;当第一道水平支撑标高低于顶圈梁时,另设围檩,但不宜低于自然地面以下 2. 5m。

6)支撑杆的截面可采用H型钢、钢管、工字钢、槽钢或它们的组合截面。

7)水平支撑的现场安装节点应尽量设置在纵横向支撑的交汇点附近。相邻两横向(或纵向)水平支撑间的纵向(或横向)支撑的安装节点数不宜多于两个,节点强度不应低于构件的截面强度。

8)纵向和横向钢支撑的交汇点宜在同一标高上连接。当纵横向支撑采用重迭连接时,其连接构造及连接件的强度应满足支撑在平面内的强度和稳定要求。

9)钢支撑与钢围檩的连接可采用焊接或螺栓连接。支撑端头应设置厚度不小于10mm的钢板作封头端板,端板与支撑杆件满焊,焊缝高度及长度能承受全部支撑力或与支撑等强度。节点处支撑与围檩的翼缘和腹板均应加焊加劲板,肋板数量、尺寸应满足支撑端头局部稳定要求和传递支撑力的要求,一般加劲板的厚度不小于10mm,焊缝高度不小于6mm。

(2)现浇钢筋混凝土支撑构造要求

1)钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于C20

2)钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇筑,基坑平面转角处的围檩连接点应按刚节点设计。

3)支撑构件的长细比应不大于75,连系构件的长细比应不大于120,截面高度不应小于其竖向平面计算跨度的1/20。围檩的截面高度(水平向截面尺寸)不应小于其水平向计算跨度的1/8,截面宽度不应小于支撑的截面高度。

4)支撑和围檩的纵向钢筋直径不宜小于16mm,沿截面四周纵向钢筋的最大间距应小于200mm。箍筋直径不应小于8mm,间距不大于25Omm。支撑的纵向钢筋在围檩内的锚固长度不宜小于30倍钢筋直径。

5)混凝土围檩与围护墙之间不留水平间隙。在竖向平面内围檩可采用吊筋与墙体连接,吊筋的间距一般不大于1.5m,直径应根据围檩及水平支撑的自重由计算确定。

(3)立柱的构造要求

1)立柱通常采用格构式钢柱、钢管或H型钢立柱,立柱的长细比一般不应大于25。

2)钢立柱下面(基坑开挖面以下)要有立柱桩支承,立柱桩宜采用直径不小于 650mm 的钻孔灌注桩,其上部钢立柱在桩内的埋入长度应不小于钢立柱长边的 4倍,并与桩内钢筋笼焊接。

3)立柱桩下端应支承在较好的土层上,开挖面以下的埋入长度应满足支撑结构对立柱承载力和变形的要求,一般宜大于基坑开挖深度的2倍,并且穿过淤泥或淤泥质土层。立柱桩可以借用工程桩,也可以单独设计立柱桩。

4)立柱与水平支撑杆的连接可采用铰接构造。当采用钢牛腿连接时,钢牛腿的强度和稳定应由计算确定。

5)立柱穿过主体结构底板的部位要设止水带,止水带通常采用钢板、钢板满焊在钢立柱的杆件四周,与混凝土底板浇注在一起。