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支撑结构设计材料选择

321 2021-08-23 10:47:20

深基坑支护体系由两部分组成,一是围护墙,还有是内支撑或者土层锚杆。它们与挡土桩墙一起,以增强支护结构的整体稳定,不仅直接关系到基坑的安全和土方开挖,对基坑的工程造价和施工进度影响也很大。

作用在挡墙上的水、土压力可以由内支撑有效地传递和平衡,也可以由坑外设置的土锚维持其平衡,它们还能减少支护结构的位移。

内支撑可以直接平衡两端围护墙上所受到的侧压力,构造简单,受力明确。 土锚设置在围护墙的背后,为挖土、结构施工创造了空间,有利于提高施工效率。在软土地区,特别是在建筑密集的城市中,应用比较多的还是支撑,因此本章以介绍支撑的设计与施工为主。


支撑结构概述

1.支撑材料的选择

目前在一般建筑工程和市政工程中采用的支撑系统,按其材料可分为钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土支撑,根据工程情况,有时在同一个基坑中采用钢和钢筋混凝土的组合支撑。

钢结构支撑具有自重小,安装和拆除都很方便,而且可以重复使用等优点。根据土方开挖进度,钢支撑可以做到随挖随撑,并可施加预紧力,这对控制墙体变形是十分有利的。因此,在一般情况下,应优先采用钢支撑。由于钢结构支撑整体刚度较差,安装市点比较多,当节点构造不合理,或施工不当不符合设计要求,往往容易造成因节点变形与钢支撑变形。进而造成基坑过大的水平位移。有时甚至由干市卢破坏。造成断—点而破坏整体的后果。对此应通过合理设计、严格现场管理和提高施工技术水平等措施加以控制。

现浇钢筋混凝土结构支撑具有较大的刚度,适用于各种复杂平面形状的基坑。现浇节点不会产生松动而增加墙体位移 。工程实践表明,在钢结构支撑施工技术水平不高的情况下,钢筋混凝土支撑具有更高的可靠性。但混凝土支撑有自重大、材料不能重复使用, 安装和拆除需要较长工期等缺点。当采有用爆破方法拆除支撑时,会出现噪声、震动以及碎

块飞出等危害,在闹市区施工应予注意。由于混凝土支撑从钢筋、模板、浇捣至养护的整个施工过程需要较长的时间,因此不能做到随挖随撑,这对挖制墙体变形是不利的,对于大型基坑的下部支撑采用钢筋混凝土时应特别慎重。

2.支撑体系的结构形式

1)单跨压杆式支撑。当基坑平面呈窄长条状、短边的长度不很大时,采用这种形式具有受力明确,施工安装方便等优点,图6-1 即为这种形式的示意图。

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2)多跨压杆式支撑。当基坑平面尺寸较大,支撑杆件在基坑短边长度下的极限承载力尚不能满足围护系统的要求时,就需要在支撑杆件中部设置着干支点,就组成了多跨压杆式支撑系统,如图6-2所示。

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3.支撑布置的基本形式

一般情况下,支撑布置的基本形式有水平支撑体系和竖向斜撑体系两种。

1)水平支撑体系由围檩(即布置在围护墙内侧,并沿水平方向四周兜转的圈梁),水平支撑和立柱组成,如图 6-3 所示。水平支撑可以分为;贯通基坑全长或全宽的对撑或对撑桁架;位于基坑角部两邻边之间的斜角撑或斜撑析架;位于对撑或对撑桁架端部的八字撑;由围檩和靠近基坑边的对撑为弦杆的边桁架;支撑之间的边系杆等。

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水平支撑体系整体性好,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,适用范围较广。

2)竖向斜撑体系由围檩、竖向斜撑、斜撑基础、水平连系杆以及立柱等组成,如图 6- 4所示。

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竖向斜撑体系要求土方采取"盆形"开挖,即先开挖中部七方,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变形的影响,一般适用于环境保护要求不高,开挖深度不大的基坑。对于平面尺寸较大,形状复杂的基坑,采用竖向斜撑方案可以获得较好的经济效果。