2022年土木工程基坑工程內(nèi)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

基坑工程內(nèi)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算導(dǎo)讀：一、內(nèi)支撐體系的構(gòu)成基本構(gòu)件：支護(hù)樁（墻）、圍檁、水平支撐、鋼立柱、立柱樁。二、支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容：支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)；支撐結(jié)構(gòu)體系的布置；水平支撐的豎向設(shè)置；斜撐體系的豎向

一、內(nèi)支撐體系的構(gòu)成

基本構(gòu)件：支護(hù)樁（墻）、圍檁、水平支撐、鋼立柱、立柱樁。

二、支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容：

支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)；支撐結(jié)構(gòu)體系的布置；水平支撐的豎向設(shè)置；斜撐體系的豎向布置；支撐節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造；水平支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算；豎向支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算；坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固設(shè)計(jì)計(jì)算；換撐設(shè)計(jì)；

1、支撐的結(jié)構(gòu)型式(支撐材料的選擇)

1）支撐結(jié)構(gòu)可采納鋼支撐；

優(yōu)點(diǎn)：自重輕、安裝和拆除便利、施工速度快、可以重復(fù)利用（環(huán)保、綠色）。且安裝后能馬上發(fā)揮支撐作用，削減由于時(shí)間效應(yīng)而增加的基坑位移是非常有效的。

缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和安裝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，施工質(zhì)量和水平要求較高。適用于對(duì)撐、角撐等平面外形簡(jiǎn)潔的基坑。

2）支撐結(jié)構(gòu)可采納鋼筋混凝土支撐；

優(yōu)點(diǎn)：剛度大，整體性好，布置敏捷，適應(yīng)于不同外形的基坑，而且不會(huì)因節(jié)點(diǎn)松動(dòng)而引起基坑位移，施工質(zhì)量簡(jiǎn)單得到保證。

缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)制作和養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)，拆除工程量大，支撐材料不能重復(fù)利用。

3）支撐結(jié)構(gòu)可采納鋼支撐與鋼筋混凝土支撐的組合；

鋼支撐和鋼筋混凝土支撐的10點(diǎn)區(qū)分

鋼支撐

鋼筋混凝土支撐

材料

采納鋼管或型鋼

鋼筋混凝土

施工方法

預(yù)制后現(xiàn)場(chǎng)拼裝

現(xiàn)場(chǎng)澆筑

節(jié)點(diǎn)

焊接或螺旋連接

一次澆筑而成

適應(yīng)性

適用于對(duì)撐布置方案，平面布置變化受限制；只能受壓，不能受拉，不宜用作深基坑的第一道支撐

易于通過調(diào)整斷面尺寸和平面布置形式為施工留出較大的挖土空間，既能受壓，又能受拉，亦經(jīng)得起施工設(shè)備的撞擊

對(duì)布置的限制

荷載水平低，支撐在豎向和水平向的間距都比較小

荷載水平高，布置不受限制，可放大截面尺寸以滿意較大間距的要求

支撐的形成

安裝結(jié)束時(shí)即已形成支撐作用，還可以用千斤頂施加軸力以調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形

混凝土結(jié)硬以后才能整體形成支撐作用，混凝土收縮變形大，影響支撐內(nèi)力的增長(zhǎng)

重復(fù)使用的可能性

在等寬度的溝渠開挖時(shí)可做成工具式重復(fù)使用，但在建筑基坑中因尺寸各異難以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用的要求

無法重復(fù)使用

支撐的利用或拆除

拆除便利，但無法在永久性結(jié)構(gòu)中使用

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作永久性結(jié)構(gòu)的一部分時(shí)鋼筋混凝土支撐可以作為永久性結(jié)構(gòu)的構(gòu)件；但如不作為永久性構(gòu)件，則拆除工作量比較大

支撐體系的剛度與變形

剛度小，整體變形大

剛度大，整體變形小

支撐體系的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性取決于現(xiàn)場(chǎng)拼裝的質(zhì)量，包括節(jié)點(diǎn)軸線的對(duì)中精度、桿件受力的偏心程度以及節(jié)點(diǎn)連接的牢靠性，個(gè)別節(jié)點(diǎn)的失穩(wěn)會(huì)引起整體破壞

現(xiàn)澆的鋼筋混凝土體系節(jié)點(diǎn)堅(jiān)固，支撐體系的穩(wěn)定性牢靠

4）選型時(shí)應(yīng)考慮的因素：

1、基坑的平面外形、尺寸和開挖深度；2、基坑周邊環(huán)境條件；3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)（樁、墻）的型式；4、土方開挖與支撐安裝工序；5、支撐拆除方式；6、主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工要求。

2、支撐結(jié)構(gòu)體系的布置

內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)可采納水平支撐體系或豎向斜撐體系。水平支撐體系通常由圍檁、水平支撐和立柱三部分組成；豎向斜撐體系通常由圍檁、斜撐和斜撐基礎(chǔ)等構(gòu)件組成。

1）內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)選型與布置應(yīng)綜合考慮基坑外形、開挖深度、四周環(huán)境及施工挨次等因素，并盡可能對(duì)稱、勻稱布置。

水平支撐可采納由對(duì)撐、角撐、圓環(huán)撐、邊桁架及連系桿件等結(jié)構(gòu)型式組成的平面結(jié)構(gòu)。

2）支撐桿件宜避開主體地下結(jié)構(gòu)的墻、柱等豎向構(gòu)件。不應(yīng)阻礙地下室主體結(jié)構(gòu)施工。

3）水平支撐應(yīng)在同一平面內(nèi)形成整體，上、下各道支撐桿件的中心線宜布置在同一豎向平面內(nèi)。

4）水平支撐的立柱宜盡量設(shè)置在支撐的節(jié)點(diǎn)處。支撐的平面布置應(yīng)有利于利用工程樁作為支撐立柱。

5）支撐的平面布置應(yīng)盡量便于土方開挖。

6）對(duì)于大型深基坑，支撐的平面布置應(yīng)有利于主體結(jié)構(gòu)分區(qū)分片施工，有利于基坑中主樓的施工。

7）支撐桿件相鄰水平距離應(yīng)確保支撐系統(tǒng)整體變形和支撐構(gòu)件承載力在要求范圍內(nèi)，即支撐的平面布置應(yīng)有利于支撐桿件的設(shè)計(jì)。當(dāng)支撐系統(tǒng)采納鋼砼圍檁時(shí)，間隔一般為8.0~10.0m。當(dāng)采納鋼圍檁時(shí)，支撐點(diǎn)間距不宜大于4m；當(dāng)相鄰支撐之間的水平距離較大時(shí)，應(yīng)在支撐端部?jī)蓚?cè)與圍檁之間設(shè)置八字撐，八字撐宜左右對(duì)稱，與圍檁的夾角不宜大于60度。

8）基坑平面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避開消失陽角，當(dāng)不行避開時(shí)，應(yīng)作加強(qiáng)設(shè)計(jì)。

9）水平支撐整體或單獨(dú)受力單元宜必需與圍檁共同組成幾何不變體系，優(yōu)先采納超靜定體系。為防止一個(gè)方向支撐的位移致使另一個(gè)方向支撐失穩(wěn)，宜采納基坑長(zhǎng)邊短向?qū)敁闻c角撐分別受力