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岩土研究院

支撑体系的优点、缺点和局限性

462 2021-04-02 17:42:53


支撑体系就是指由钢或钢筋混凝土构件组成的用以承受围护墙体传递来的土压力、水压力等外荷载的结构体系。基坑工程的支撑体系能增加围护结构的刚度,改善围护结构的受力条件,满足基坑整体受力性能和稳定性的要求。


支撑体系按材料的不同可分为钢支撑、钢筋混凝土支撑、钢和钢筋混凝土组合支撑按受力形式不同可分为单跨压杆式支撑、多跨压杆式支撑、双向多跨压杆式支撑、水平桁架式支撑、大直径环梁及边桁架相结合的支撑、斜撑等类型。


支撑体系的优点主要体现在以下几个方面

(1)施工质量较易控制。无论是支撑体系还是围护结构,最常见的是钢筋混凝土构件,也有钢构件,由于其工艺本身的特点,使施工人员和监督人员较易控制其质量。质量的稳定程度较高。

(2)可充分发挥材料在性质上的优点,达到经济的目的。作为支撑构件,不论是多道钢管交叉支撑还是钢筋混凝土对撑和角撑,在受水平力时基本上都是受压构件。近年来采用较多的钢筋混凝土支撑正符合混凝土材料抗压能力强而抗拉能力弱的特点。

(3)适于在软土地基中采用。深厚软土地基中的土压力较大,对于支撑体系而言,仅需加大相应断面提高其承载力即可,因此,支撑支护体系尤其适用于软土深基坑。

(4)在一定条件下可缩短工期。支撑构件可以一次性开挖浇筑成形。当各种条件具备时,可以实行机械化开挖,包括支撑下方的土体在内。如能加大开挖分层,施工占用的工期是很短的。


支撑体系的缺点和局限性主要包括以下几个方面:

(1)形成支撑并使其具有一定的强度,需占用一定的工期。由于深基坑工程往往应在旱季施工完毕,所以工期是非常宝贵的。

(2)支撑的存在有时对大规模机械化开挖不利。

(3)基坑四周围护后,当开挖深度较大时,机械进出基坑不甚方便,尤其是到开挖的最后阶段,挖土机械退出基坑时需要整体或解体吊出。


从地质条件来看,支撑体系适用于各种条件下的基坑工程,而最能发挥其优越性的是软弱地基中的基坑工程,这是因为支撑体系的支撑构件自身的承载力只与构件的强度、截面尺寸和形式有关,而不受周围土质的影响。


从开挖深度来看,支撑体系适用的基坑深度不受限制。至于多大的开挖深度、出现多大的土压力适宜采用支撑体系,则应通过技术和经济比较来确定。


从基坑的平面尺寸来看,支撑体系适用于平面尺寸不太大的基坑。过大的基坑必然导致支撑的长度与断面太大,以至于可能出现经济上不合理的情况。


从围护的平面布置来看,支撑体系一般适用于周圈围护或对边围护,这样才能在支撑杆件中形成对称的轴力,否则要满足静力平衡条件,还要进行一些特殊的处理。