１ｔＣ『ＪＮｏＬ００Ｙ １Ｎｆ ＯＲＭＡ¨ＯＮ 工业技术 钢结构支撑在某工程深基坑支护施工的应用 纪双龙 （深圳市宝安区石岩事处 广东深圳 ５ １ ８０００） 摘要：本文主要研究钢结构支撑在深基坑工程中应用，探讨钢结构支撑在深基坑中的设计与施工方法。 关键词：基坑支护 钢结构 支撑体秉 中图分类号：Ｔｔ ７ ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－３７９ｌ（２００８）１ｌ（ｂ）～００７２－－０１ 近年城市中的高层建筑数量急剧增 多，市政工程大量建设，这些大规模的工程 项目都涉及到深基坑的土方开挖与支护。 基坑工程包括支护结构设计和施工、地下 用对撑或对撑加角撑等。 要将支撑系统的作用以弹簧模拟，对支护 支撑轴线应避开主体工程的柱网轴 体系本身而言其计算基本是精确的。对于 线，水平及竖向支撑布置要考虑便于挖土、 复杂基坑支撑系统，宜按空间弹性抗力法 结构楼盖布置及便于拆撑和换撑等。当相 计算支护结构的内力、变形及支撑内力， 水控制、基坑土方开挖、工程监测和周围 邻支撑间的水平距离较大时，宜在支撑端 环境保护等方面。依据建筑物的埋深要求 部设置八字撑以缩小支撑点间距；立柱一 以及人防、停车库等功能需要，常在地面 般应设置在纵横向支撑的交点处或平面桁 以下设置一层或多层地下室，因而基坑的 （框）架式支撑的节点处，并应避开主体工程 深度通常会超过６ｍ，成为深基坑，且占地 粱、柱及承重墙位置，立柱间距取决于支 面积较大。基坑开挖时，除了钢筋砼护壁 撑杆件的稳定性和竖向荷载的大小，一般 桩或地下连续墙等竖向围护挡土结构外， 不宜超过ｌ ５ｍ。 还需要与水平支撑共同构成一个承受基坑 开挖后侧向土压力的体系。 ４钢结构支撑体系内力计算方法 为了施工方便，水平支撑一般采用平 钢结构的常用计算方法有平面抗力法 面杆系结构，其外围是一圈刚度很大的围 和空间弹性抗力法，平面抗力法是将围护 檩，中间由直撑、斜撑和连杆等构成。常见 结构简化为平面问题的变形及内力计算。 的水平支撑有钢筋砼结构、钢结构支撑。 ４．１平面抗力法 钢结构支撑由于安装、拆除方便快速而使 ①等值梁方法：假定支护结构为一根 用较广泛，但发生安全事故的基坑工程也 在侧压力作用下的梁，以弯矩为零处作为 多数是钢结构支撑体系。 假想铰支点，计算该点以上部分的内力，同 时求得支座反力。 １工程简介 ②弹性地基杆法：将支护结构假设为 某大厦，地上２６层，地下两层，占地面 竖向弹性地基杆系，结构外侧作用的侧压 积ｌ０９４５ｍ！，基坑面积约为８７００（１ ３５ｍ 力按照朗肯理论或库仑理论进行计算，支 ６５ｍ）ｍ ，基坑开挖深度１０．２ｍ。周围管线 撑系统和坑底以下的土抗力假设为弹簧支 和建筑物较多，在北侧张杨路离红线约 座，对支护结构根据需要划分为有限单元 １Ｏｍ有一共同沟，基地南侧距红线４ｍ处有 体，通过形成梁、链杆系统的整体刚度矩 一根中２００自来水管，东侧紧临红线外测 阵用数值分析方法求解。 ３００、巾４５０污水管各一根，周围环境对围 ③连续梁法：将支撑体系的某一段帽 护结构变形控制要求较严。 梁隔离出来作为结构设计的控制段，建立 多跨连续梁的计算模型，假定一定的荷载 ２钢结构支撑 条件，从静力平衡法或弹性抗力法中得到 基坑采用两道钢结构支撑，第一道围 帽梁对围护结构的作用力，将支撑按支座 檩是钢筋砼围檩，第二逋是钢结构围檩。 条件处理，求得帽梁内力和支座反力，然后 第一道钢结构支撑通过预埋的钢板与围檩 根据支座反力求得支撑内力，但该法忽略 连接较好，安装时的作业空间较大，焊接质 了支撑本身的变形，也未考虑围护结构与 量较好，基础施工监测结果显示的受力状 帽梁的相互作用。 况也较好。第二道钢围檩由于分段施工， ④均布力法：将支撑系统从支护体系 平直度较差，拼接处理不到位，与护壁桩的 中隔离出来，认为周围作用着均布荷载，其 连接不密实。由于高温天气，导致最外一 荷载值可从围护结构半面计算中得到，并 榀直撑中午时局部失稳，后经及时采取降 根据支撑体系的实际受力和变形特点对其 温、局部加固、增加支撑等措施，避免了基 添加一定的边界条件，使之成为几何不变 坑事故的发生。后经计算，该榀支撑中午 体。该法在整个支撑系统的平面上进行受 高温时增加的温度内力高达３０００ｋＮ，温度 力和变形分析，在工程中应用较普遍，它与 内力是导致支撑局部失稳的主要因素。 连续梁法相比计算精度明显较高，更符合 基坑支撑实际受力情况，但仅考虑了帽粱 ３钢结构支撑材料的选用及平面布置类型 与支撑的相互作用，而未考虑帽梁与支护 钢支撑常用的材料有钢管和型钢两 结构的相互作用，因此也具有很大的近似 种，钢管大多选用ｆ６０９钢管，壁厚可为 性。 １０ｍｍ，ｌ２ｍｍ，１４ｍｍ；型钢支撑大多选用Ｈ ４．２空间弹性抗力法 型钢，或选用组合型钢；平面布置常用的有 将帽梁、挡墙、内支撑作为整体计算， 对撑、角撑、边桁架、边框架、圆拱形撑 荷载为土压力和水压力，作用方向垂直于 等。一般情况下平面形状接近方形的基 挡墙所构成的平面。空间弹性抗力法是将 坑，如尺寸较小宜采用角撑，尺寸较大宜采 支护体系完全从土体中隔离出来进行计 用环形、边桁架支撑；长方形基坑则宜采 算，由于帽粱和支撑一起参与计算，不再需 ７２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 同时还应考虑不同开挖阶段及地 结构施 工过程中对换撑的各种工况进行计算，从 中找出最不利内力组合和最大变形，据此 进行构件设计。 ５地下水控制及基坑土方开挖 ５．１地下水控制 土方开挖之前必须对地下水进行控 制，常用的方法有排水、降水和回灌等。基 坑内降水时，由于围护墙具有挡水作用，不 影响基坑外的地下水位，可减小基坑内土 层含水量而使其产生固结，便于机械在基 坑内挖土和运土。在地下水位较高的软士 地区，基坑开挖前大多进行预降水，基坑外 降水亦可使土层固结和降低地下水位，减 小土、水压力，对支护结构设计有利，但坑 外降水时如基坑附近有建（构）筑物、道路 等设施，则要防止因土层固结产生过大沉 降而带来危害，必要时应采取回灌措施来 控制附近的地下水位，深基坑降水大多采 用喷射井点和真空深井。 ５ ２基坑土方开挖 基坑土方开挖必须遵循时空效应的原 则 坑开挖的每个步骤的开挖空间几何尺 寸、围护墙无支撑暴露面积和时间等施工 参数对基坑变形都具有明显的相关性），做 到随挖随撑、先撑后挖、分层开挖、限时 开挖，尽量缩短基坑无支撑暴露时间，有效 控制基坑变形量。 ６结语 钢支撑自重轻，装拆方便且迅速，可减 少围护墙因无支撑时间长和土体蠕变而导 致变形增大；可施加预压力，并根据围护墙 变形情况及时调整预压力值加以控制；作 为工具式结构，可多次重复使用；钢管内支 撑施工质量较易控制，不受地层，适用 于各种地质条件下的基坑工程。由于钢支 撑与混凝土相比具有明显的优越性，因此 在基坑支护结构中得到越来越广泛的应 用。 参考文献 【ｌ】崔自治．深基坑支撑效应［Ｊ］．宁夏大学 学报（自然科学版），２００６，３． ｉ２】赵志缙，应惠清．简析深基坑工程设计 施工手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版 社，１９９８． 【３】张在明．南京地铁车站深基坑稳定性分 析和钢支撑移换技术【Ｊ】．铁道建筑技 术，２００４（２）．
