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岩土研究院

钢支撑预加轴力的作用

387 2021-07-15 15:33:26

根据基坑支护结构的内力计算可知,通常计算得出的钢支撑轴向最大变形只有一般为10mm~15mm,但是实际监测得到的工程施工中钢支撑的变形可能达到20~30mm,两者相差近一倍。钢支撑是随着基坑的开挖逐层安装到位,受限于施工水平和安装工艺,钢支撑与地下连续墙的预埋钢板之间、钢支撑与钢围檩之间以及钢围檩与地下连续墙之间总不可避免地留有一定的施工缝隙。力的传递需要构件之间的大面积接触,地连墙从开始产生水平位移到钢支撑开始对地连墙产生支撑力,首先要消除钢支撑与地连墙之间的间隙,施工间隙的消除是以牺牲维护结构的变形为代价。对钢支撑施加预加轴力可以提前消除钢支撑与地连墙耦合支护体系的松弛,消除支护系统的间隙,达到控制变形的目的。

大部分基坑事故不是由于支护结构的破坏造成的,而是因为结构的连接部位失效造成的。钢支撑之间的连接一般是螺栓连接,有些部位是焊接,通过施加预加轴力可以检验钢支撑与地连墙之间连接的可靠性,保证支护体系的安全。

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根据以上对钢支撑预加轴力的作用的分析,可以知道钢支撑预加轴力主要是为了控制基坑变形。预加轴力值太小不足以完全消除支护系统的松弛,钢支撑与钢围檩、钢围檩檀与地连墙之间仍然存在间隙,这种情况系地下连续墙最终的侧移量较大。预加轴力值太大会造成地连墙向外位移,上文绪论中也提到,城市主干道上的地铁基坑周边管线很多而且复杂,地下连续墙和周围土体的位移造成管线的位移,造成管线破裂的风险。确定并施加一个既可以消除钢支撑与地连墙耦合支护体系的间隙和松弛又能控制基坑的变形的预加轴力对于发挥钢支撑与地连墙耦合支护体系的支护效果十分重要。

在日本钢支撑是基坑支撑的主要结构形式,钢支撑在日本地下工程中应用广泛。曰本的钢支撑设计依据为《道路土工饭设横造物工指斜》,其确定钢支撑轴力大小的主要

思想是钢支撑的预加轴力尽可能等于开挖部分土体的对围护墙的土压力。

中国基坑钢支撑设计主要依据是《规程》JGJ120-2012和《钢结构支护技术规范》GB500017,《规程》JGJ120-2012中要求,钢支撑的预加轴力取0.5~0.8倍标准轴力。

为了研究钢支撑预加轴力对钢支撑地连墙耦合支护体系支护效果的影响,本文以太原地铁2号线大南门站为背景,通过现场实测结合理正深基坑7.0BP1、FLAC3D5.0对钢支撑预加轴力展开系统性的研究。