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支挡式结构形式、各构件主要设计参数、设计内容和步骤介绍

924 2021-03-15 17:59:39


支挡式结构(retaining structure)是由挡土构件(排桩或地下连续墙)和锚杆或支撑组成的一类支护结构体系的统称,其结构形式有∶

(1)锚拉式支挡结构,即以挡土构件和锚杆为主的支挡式结构,包括挡土结构和锚拉结构(锚杆、冠梁和腰梁)两部分;

(2)支撑式支挡结构,即以挡土构件和支撑为主的支挡式结构,包括挡土结构和支撑结构(支撑、冠梁、腰梁和立柱)两部分;

(3)悬臂式、双排桩、咬合桩等。


各类支挡式结构的剖面示意见图5.1。支挡式结构受力明确,计算方法和工程实践相对成熟,是目前应用最多也较为可靠的支护结构形式。


  • 支挡结构中的主要构件有桩、地下连续墙、锚杆(索)和内支撑以及冠梁、腰梁和立柱等。支挡结构的设计主要围绕这些构件进行。各构件的主要设计参数如下∶



(1)∶主要有桩径、桩长、桩距以及桩身混凝土强度等级和钢筋配置;

(2)地下连续墙∶ 主要有墙体厚度以及墙身混凝土强度等级和钢筋配置;

(3)锚杆∶ 主要有水平和竖向间距、倾角、孔径、锚固长度和自由段长度、杆材和注浆材料、预加荷载及锁定值等;

(4)内支撑∶主要有支撑结构平面布置(如对撑、角撑或桁架等)、水平和竖向间距、预加荷载等;支撑有钢管支撑、型钢支撑和混凝土支撑三种,钢管支撑设计参数是钢管直径和壁厚,型钢支撑主要设计参数是型钢型号,混凝土支撑主要设计参数是支撑的截面尺寸、混凝土强度等级及钢筋配置等;

(5)冠梁∶主要有截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋配置;

(6)腰梁∶有钢筋混凝土腰梁和型钢腰梁,对钢筋混凝土腰梁,设计参数与冠梁相同,对型钢腰梁主要是型钢型号;

(7)立柱∶立柱有钢格构、钢管、型钢或钢管混凝土等形式,不同形式的设计参数也不同;另外,立柱下应设置基础,因此还包括基础参数。


  • 支挡式结构的设计内容和步骤有∶

(1)查阅建筑与结构设计图及勘察报告,确定基坑平面尺寸和开挖深度;在对周边环境进行调查的基础上,结合当地经验选择支挡结构类型;

(2)结合建筑总图和地质条件对挡土构件(桩、墙)进行平面和竖向布置,确定支挡结构与地下室外墙之间的净空间尺寸及桩 (墙)顶标高;

(3)选择支挡结构构件及各构件设计参数;

(4)初步确定支挡结构的嵌固深度,选择计算剖面和土层参数,建立计算模型,采用平面杆系弹性支点法或连续介质有限元分析方法计算结构的内力和变形,然后进行截面承载力验算,进行支护结构的构件和节点设计;

(5)基坑变形估算,必要时提出对环境保护的工程技术措施;

(6)进行整体稳定、抗倾覆稳定、抗隆起稳定以及抗渗稳定性验算,确定嵌固深度满足强度与稳定性要求;

(7)必要时进行地下水控制设计;

(8)基坑土体开挖与监测设计;

(9)编制施工说明,绘制施工图。