2023装配式型钢组合基坑支护技术规程

装配式型钢组合基坑支护技术规程.2.16H型混凝土板桩预应力钢棒和钢绞线的张拉控制应力及每根钢筋的张拉力宜符合表6.2.16-1和表6.2.16-2的规定。表6.2.16-1预应力钢棒张拉控制应力及每根钢筋张拉力值钢棒公称直径，mm10.712.6张拉控制应力，MPa355355每根钢筋张拉力，kN31.9544.38表6.2.16-2预应力钢绞线张拉控制应力及每根钢筋张拉力值钢棒公称直径，mm12.715.2张拉控制应力，MPa465465每根钢筋张拉力，kN31.9549.706.2.17接头计算应符合下列公式的规定：接头抗拉计算应符合下列规定：（6.2.17-1）（6.2.17-2）式中：F——接头卡口部位拉力设计值；Mu——桩身正截面抗弯弯矩；h0——截面有效高度：受拉区各层钢筋合力点至截面受压边缘的距离；hp——接头卡口部位的高度；fbc——构件的抗压承载力；n——连接板处高强螺栓的数目；nf——传力摩擦面数目；μ——摩擦面抗滑移系数，取0.35；P——一个高强螺栓的预拉力；hg——连接盖板的厚度；f——连接盖板的抗拉强度。接头抗剪计算应符合下列规定：（6.2.17-3）Qp——H型构件的桩身抗剪承载力；ns——接头处单节桩头高强螺栓的数目。6.3施工6.3.3水泥土搅拌墙的施工顺序一般有跳打方式、单侧挤压方式、先行钻孔套打方式。跳打方式一般适用于N值30以下的土层。施工顺序如图6.3.3-1所示，先施工第一单元，然后施工第二单元。第三单元的A轴和C轴插入到第一单元的C轴和第二单元的A轴孔中，两端完全重叠，依次类推，施工完成水泥土搅拌墙，这种施工顺序较为常见。图6.3.3-1跳打方式施工顺序单侧挤压方式一般适用于N值30以下的土层。在搅拌桩机来回行走受到限制，或在施工水泥土搅拌墙转角部位时，通常采用这种施工方式，其具体施工顺序如图6.3.3-2所示。这种方式先施工第一单元，第二单元的A轴插入第一单元的C轴，边孔重叠施工，依次类推，施工完成水泥土搅拌墙。图6.3.3-2单侧挤压方式施工顺序先行钻孔套打方式适用于N值30以上的硬质土层，在水泥土搅拌墙施工时，用装备有大功率减速机的钻孔机先行钻孔，局部松动硬土层，然后用三轴搅拌机跳打或单侧挤压方式施工完成水泥土搅拌墙。搅拌直径与先行钻孔直径关系见表6.3.3。先行施工时，可加入膨润土等外加剂便于松动土层。表6.3.3搅拌桩直径与先行钻孔直径关系表（mm）搅拌桩直径6508501000先行钻孔直径400~650500~850700~10006.3.4采用现浇式钢筋混凝土导墙时，导墙混凝土强度等级不应低于C20，厚度不应小于200mm，宜采用双向配筋，钢筋不宜小于Φ12（HRB400），间距不宜大于200mm。 采用导向沟时，钢板应进行有效连接。6.3.5渠式切割水泥土连续墙施工时多采用三步施工法。三步施工法中第一步横向前行时注入稳定液进行掘削，一定距离后切割终止；主机反向回行（第二步），即向相反方向移动，移动过程中链状刀具旋转，使切割土体进一步混合搅拌，此工况可根据土层性质选择是否再次注入稳定液；主机正向回位（第三步），链状刀具底端注入水泥浆液，使切割土与水泥浆液混合搅拌。当墙体深度不大于25m，切割箱先行挖掘横向推进速度可达到2.0m/h时，可采用直接注入固化液搅拌成墙的一工序施工方法；当墙体深度大于40m或先行挖掘、横向推进速度小于2.0m/h时，应采用先行挖掘、回撤挖掘、再注入固化液搅拌成墙的三工序施工方法。两步施工法一般用于墙体局部收尾处使用。浆液流动度的监控和调整，对于确保墙体质量、施工效率、防止事故举足轻重。稳定液混合泥浆流动度在粘性土中施工应适当加大，在砂土中施工应适当调低，具体可由现场试成墙确定。6.3.6根据铣削深搅设备下沉和提升过程中喷浆次数，可以分为单浆液模式和双浆液模式两种。当地层较软弱、墙体深度小于20m时宜采用单浆液模式，即搅拌下沉和提升过程中注入水泥浆液。当地层复杂、墙体深度较深时宜采用双浆液模式，即搅拌下沉过程中注入膨润土浆液，搅拌提升过程中注入水泥浆液，双浆液模式可以避免因槽段施工时间超过水泥浆液初凝时间而导致提钻困难，可提高深槽施工或施工因故中断情况下的安全性。6.3.7在钢构件表面涂抹减摩材料前，必须清除钢构件表面铁锈和灰尘。减摩材料涂抹厚度大于1mm，并涂抹均匀，以确保减摩材料层的粘结质量。钢构件依靠自重插入有利于垂直度控制，若无法依靠自重插入，可借助带有液压钳的振动锤等辅助手段下沉到位，严禁采用多次重复起吊型钢并松钩下落的插入方法。6.3.8目前预制桩的施工方法主要有锤击贯入法、静压法及植入、中掘法等。锤击贯入沉桩时存在桩身较易损伤、对环境有噪声、振动、油烟污染等问题，它的应用在城市中受到了一定的限制。静压法适用于浅层土易穿越，桩端持力层较致密、坚硬的场地。表层土质软弱且压机作业面承载力低的场地应预先处理，方可采用静力压桩法，以免在这样的场地出现桩机陷机、桩位偏移过大、周边环境隆沉而对邻近道路、管线、建筑物产生危害等事故。当采用抱压方式沉桩时，由于抱压力过大而发生桩身破损的现象也时有发生。因此，当场地存在孤石或障碍物较多且不易清除的地层，桩端以上存在难以穿透的坚硬黏性土、密实的砂土、碎石土层的场地时或可能因垂直、抱压力过大引起桩身破损时，宜选用植入法或中掘法沉桩，并应通过现场沉桩工艺试验确定其适用性。另外采用植入工法具有以下几个优点：1）施工时挤土效应小；2）成桩后桩身完整无损伤；3）桩身承载力及耐久性提高。管桩施工也可配合引孔辅助法沉桩，它是减轻挤土效应常用的一种有效方法，也可采用引孔法穿越坚硬夹层增加桩的入土深度。6.4质量检验与验收6.4.3钻取桩芯强度试验是在搅拌桩达到一定龄期后，通过地质钻机，连续钻取全桩长范围内的桩芯进行无侧限抗压强度试验。取样点应取沿桩长不同深度和不同土层处的5点，以反映桩深不同处的水泥土强度，在基坑坑底附近应设取样点。钻取桩芯宜采用直径不小于φ110的钻头，试块宜直接采用圆柱体，直径即为所取得桩芯芯样直径，宜采用1:1的高径比。一般认为钻取桩芯强度试验是一种比较可靠的桩身强度检验方法，但该方法缺点也较明显，主要是由于钻取桩芯过程和试验中总会在一定程度上损伤搅拌桩；取芯过程中一般采用水冲法成孔，由于桩的不均匀性，水泥土易产生损伤破碎；钻孔取芯完成后，对芯样的处置方式也会对试验结果产生影响，如芯样运输、取芯后制作试块的过程中会产生较大扰动等。由于以上原因导致一般通过钻取桩芯强度试验得到的搅拌桩强度值偏低，特别是较目前一些规范和手册上的要求值低，考虑工程实际情况和对水泥土搅拌桩强度及检测方法的试验研究，建议将取芯检测值乘以1.2~1.3的系数。用双管单动取样器，且宜聘请有经验的专业取芯队伍，严格按照要求取样，钻取芯样应立即密封并及时进行强度试验。由于圆柱体抗压强度值与立方体抗压强度值之间的相互关系目前缺乏试验数据，圆柱体抗压强度值如何转换为立方体抗压强度值，还应结合工程实践有待进一步研究。

7装配式内支撑设计7.1一般规定7.1.1装配式内支撑结构选型装配式型钢支撑常见连接方式有盖板连接（图1-1）、榫卯式连接（图1-2）、盖板式连接（图1-3）。支撑按组合形式分为型钢组合支撑（图1-1～3）、钢管支撑（图1-4）、方钢支撑（图1-5）、鱼腹式支撑（图1-6）和钢弦式支撑（图1-7）。八字撑分大八字撑（图1-8）和普通八字撑（图1-2、图1-3）。图1-1装配式型钢支撑（槽钢连接）图1-2装配式型钢支撑（榫卯连接）图1-3装配式钢支撑（盖板连接）图1-4钢管支撑图1-5方钢支撑图1-6预应力鱼腹梁图1-7预应力钢弦梁图1-8大八字撑7.1.2装配式内支撑体系是基坑支护结构的一部分，其设计计算方法和要求都应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的有关规定，钢支撑是钢结构的一部分，其结构设计计算应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的相关要求。7.1.3内支撑结构设计时，应考虑地质条件的复杂性和基坑开挖步序的变化而出现的偶然状况，并应在设计上采取必要的防范措施。内支撑结构应考虑支护结构个别构件的提前失效而导致土压力作用位置的转移，尤其是在复杂环境或软弱土质中，并宜设置必要的冗余支撑，选用平面或空间的超静定结构。7.1.4基坑平面形状复杂、侧压力较大时，可以混合采用钢筋混凝土支撑与型钢组合支撑，充分利用混凝土支撑平面形状适应强、承载能力高，型钢组合支撑施工便捷、速度快的优势；但是应注意钢筋混凝土支撑与型钢组合支撑刚度差异较大，施工工期、工序不同，可能造成实际施工工况与设计工况有较大出入，因此应合理布置、深入分析，优化两者交界处的细部设计。7.1.5装配式内支撑体系的竖向承载能力较小，其水平支撑系统和竖向支撑系统设计时不考虑承受竖向施工荷载，考虑到施工平台及栈桥堆载较大，因此通常情况下型钢组合支撑不考虑兼做施工平台或栈桥，施工机械不能直接跨越或者直接在其上施工作业。需要设置堆场或栈桥时，应进行栈桥专项设计和计算。7.1.6装配式内支撑设计仅为基坑支护设计一个分项，其设计应纳入基坑支护设计中，整体考虑，不能独立于整体基坑支护设计之外。7.1.7构件之间除采用高强螺栓连接外，还可采用焊接连接，选用的焊条型号应与主体金属强度相适应。焊接一般用于拖座与钢立柱节点、剪刀撑与钢立柱节点、托架与挡土结构连接节点、钢立柱拼接节点等处。7.1.8预应力的施加和复加是预应力组合钢支撑体系控制基坑变形的关键，本条给出了预应力施加技术的原则要求。根据实际工程经验，预加轴力值太小，起到的作用有限；预加轴力太大，则有可能在施加预加轴力后造成基坑周边土体破坏。因此有必要对预加轴力的大小进行限制。在进行基坑变形计算时，应考虑到型钢支撑梁预加轴力的数值限制。7.1.10工厂化生产、装配式施工符合我国建筑工业化的发展方向，尽量采用标准件利于材料的重复使用和支撑系统的可靠性，非标准件的应用应确保支撑体系的整体性能满足要求，现场应重视节点构造的可靠性。7.1.11基坑平面形状规整，对型钢组合支撑平面布置和整体受力有利。角撑、八字撑与腰梁或压顶梁的夹角均宜在45°左右，支撑系统宜封闭，尽量避免开口支撑。7.1.12一般情况下基坑内同一道钢支撑设置于同一标高，但诸如地铁出入场线，出入口基坑，隧道暗埋段、匝道基坑等由于结构坡度较大，支撑竖向布置应优先满足支撑与下部结构的净空要求。施工机械不能在型钢支撑梁上作业，只能在型钢支撑梁下方挖土，且开挖过程中要注意避免机械碰撞型钢组合支撑构件。因此两道支撑之间、最下一道支撑与底板之间应留出足够施工空间。结构回筑阶段板上方有钢支撑时，为了便于施工，钢支撑与板净距可以在200mm左右，满足混凝土浇筑即可，施工人员可以翻越钢支撑；或者是净距大于700mm，施工人员可从钢支撑下方通行。因此规定不宜小于500mm。7.2计算原则7.2.1型钢组合支撑不考虑兼做施工堆场或栈桥，但是支撑之上须考虑日常检修、监测、以及预应力复加时的操作荷载，宜考虑不下于2kPa的竖向活荷载。温度变化将引起型钢组合支撑内力变化，但是目前对型钢组合支撑温度应力的研究较少。温度变化对型钢组合支撑的影响程度与温差及型钢支撑梁的长度有较大关系。根据经验，对于长度超过40米的支撑，可考虑10%~20%的支撑轴力变化。竖向立柱的沉降或隆起引起立柱与立柱之间、立柱与围护墙之间产生差异沉降，但是现有支撑平面有限元计算无法考虑到这部分影响。当差异沉降较大时，会使水平支撑产生次弯矩，变形较大时，有可能造成型钢组合支撑整体失稳。因此，当预估或实测差异沉降较大时，应按差异沉降量对型钢支撑梁按照连续梁进行计算分析并采取措施。7.2.2采用组合钢支撑体系的基坑支挡结构的计算有平面分析方法和空间分析方法两类计算方法。1）平面分析的计算方法。该计算方法将支护结构体系分解为挡土结构和支撑体系分别独立分析。挡土结构根据现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120采用平面杆系结构弹性支点法进行分析；内支撑结构可按平面结构进行分析，挡土结构传至内支撑的荷载应取挡土结构分析时得出的支点反力。对挡土结构和内支撑结构分别进行分析时，应考虑其相互之间的变形协调。2）空间分析的计算方法。该计算方法主要适用于空间效应明显的基坑工程。对于有明显空间效应的深基坑工程，平面分析作了过多的简化而不能反映实际结构的空间变形性状。空间分析方法可采用支护结构与鱼腹梁体系共同作用的三维"m"法和考虑土与支护结构共同作用的整体分析两种方法进行计算。三维"m"法继承了平面竖向弹性支点法中"m"法的计算原理，建立支护结构、水平支撑与竖向支承系统共同作用的三维计算模型并采用有限元方法进行求解。考虑土与支护结构共同作用的分析方法是按基坑实际工况进行三维模拟分析，该方法是岩土工程计算方法的发展方向，但需要可靠的计算参数，目前其结果直接应用于工程设计尚不成熟。实际工程中从可操作性角度考虑更普遍采用平面分析的计算方法，即将基坑支挡结构分解为挡土结构和支撑体系分别独立分析。采用该计算方法计算时，需确定钢支撑支挡结构的弹性支点刚度系数。装配式内支撑体系作为一种新的钢支撑技术，现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120尚无公式可直接计算该支撑体系的弹性支点刚度系数。目前该支撑体系的弹性支点刚度系数可通过对钢支撑体系整体建模进行线弹性结构分析后，根据计算分析结果得出的支点力和水平位移关系进行确定。当基坑平面形状方正规则时，计算宽度范围的弹性支点刚度系数可采用公式（1）进行计算，此时对撑平均刚度可根据现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120计算，钢支撑刚度可通过单独建模计算。经过上海大量工程的实际计算，预应力鱼腹式钢支撑体系的支撑整体平均刚度最终取决于鱼腹梁刚度，其整体平均刚度取值范围为2MN/m/m～5MN/m/m，大跨鱼腹梁支撑体系刚度取低值，小跨鱼腹梁支撑体系刚度取大值。与常规的钢筋混凝土支撑及钢支撑体系相比，预应力鱼腹式支撑刚度相对较弱，对挡土结构变形的控制更多依赖于预应力的施加与复加。设计计算中可根据基坑变形控制要求，通过调整预应力的大小使挡土结构变形满足规范要求。根据浙江经验，槽钢盖板式型钢组合支撑的平均刚度取值范围为2.5MN/m~3.5MN/m，支撑间距较密的情况（净距小于8米）平均刚度可适当增加。对弹性支点施加的预加轴力应根据基坑变形控制要求确定，同时施加预加轴力可在土方开挖前压缩支撑来减少土方开挖过程中的支撑压缩量，相当于增加了支撑刚度。分析时应考虑基坑各部位荷载不均匀性；当基坑各边的土压力相差较大时，在简化为平面杆系时，尚应考虑基坑各边土压力的差异产生的土体被动变形的约束作用，此时，可在水平位移最小的角点设置水平约束支座，在基坑阳角处不宜设置支座。7.2.5不同类型的构件应采用各自对应的计算单元，除了型钢支撑梁按照杆单元外，腰梁宜按照梁单元，三角传力件可按照平面板单元模拟。7.2.6装配式内支撑除了应与常规支撑一样需要针对基坑开挖工况和换撑工况两种工况进行受力和变形计算复核以外,考虑到预应力钢支撑在预应力施加阶段部分支撑构件尚未形成最终连接状态的情况，还需要对预应力施加工况下的支撑受力和变形进行计算复核。7.3支撑结构设计7.3.2型钢支撑梁的截面强度满足要求，则其中的单根型钢强度也能满足要求，对于型钢支撑梁中单根型钢的强度可不计算。如遇某肢型钢承受局部集中荷载时，应按照《钢结构设计规范》GB10017的要求对单根型钢进行验算。7.3.3本条给出了对撑、角撑组合截面稳定性验算的方法。预应力鱼腹式钢支撑体系由于自身的独特性，多组对撑之间并无横向联系，每一组对撑均以独立的状态进行受力，当对撑跨度较大如超过100m时，若不考虑立柱对其侧向约束作用，对撑平面内稳定性从计算角度是不满足的，而已成功实施完毕的工程中最大跨度的对撑有长达127m。因此，对撑平面内稳定性计算中应考虑立柱对其的侧向约束作用。经过多个算例采用能量法、简化法及三维数值分析方法进行计算分析，结果表明验算组合钢支撑水平向稳定时，立柱体系有限抗侧刚度的影响不可忽略，而且三种方法得到考虑立柱侧向约束后的长度系数结果接近，为了便于工程应用，本规程推荐采用简化法进行计算，即可采用现行《钢结构设计规范》GB50017压弯构件稳定性计算公式计算超长组合对撑水平向稳定性，考虑立柱侧向约束的计算长度系数可采用简化法的公式进行求解，并通过采用换算长细比公式对组合对撑的长细比进行放大修正，以考虑盖板与支撑的实际连接方式的不利影响。7.3.4本条给出了对撑与角撑组合构件中单根支撑杆件的平面外稳定性验算的方法。单根构件的平面内稳定性等同于组合构件平面内稳定性，满足7.3.4条公式即可。单根构件的计算长度取决于其上设置的连接板构造是否能起到约束作用。在满足构造设计要求的前提下，一般以盖板之间的中心间距作为计算长度。斜向布置的系杆由于其截面较小，节点连接较弱，可仅作为安全储备。7.3.6本条规定是为了避免对撑、角撑不在同一标高产生次应力，支撑杆件拼接节点强度不宜小于杆件强度，端板平齐拼接一般不能满足等强要求，可采用法兰拼接或翼缘增设连接板法拼接;对撑、角撑组合构件之间的间距一般取500mm、1000mm和1500mm三种。7.3.7对撑、角撑采用H型标准件组合构件，为了保证H型标准件在较大轴向压力作用下的稳定性，对撑、角撑H型标准件上下翼缘应对称设置盖板和系杆等缀件。对撑、角撑盖板布置时，下翼缘盖板遇托梁时可取消，以托梁替代相应位置盖板的作用。在拼接节点位置设置盖板可起到连接H型标准件翼缘的作用，加强拼接节点位置连接的整体性。7.3.9将钢腰梁简化为梁、钢支撑简化为铰接支座，钢支撑的设计轴力即为支座支撑力，再换算成梁上均布荷载，斜撑的水平分力换算为钢腰梁梁的轴力，再计算梁上弯矩、剪力、轴力等。钢腰梁分析和计算时，假设钢腰梁为等截面梁，钢支撑为铰接支座。在钢腰梁自重产生的弯矩相对较小的情况下，简化为（纯）受弯构件进行计算，其强度和稳定性计算均简化为公式。基坑斜撑作用于钢腰梁上，产生作用于钢腰梁的轴向压力，按压弯构件进行计算。钢腰梁的抗压计算时，应考虑多道斜撑分力的累加。如图2-1，当有两根斜撑时，产生斜撑分力P1、P2时，其计算轴力N＝P1＋P2，如图2-2所示。计算公式中，ϕ值的精确取值见《钢结构设计规范》（GB50017）附录C，在一般情况下，偏安全考虑，简化计算，ϕ值可以取0.9。图2-1基坑支撑体系示意图图2-2钢腰梁轴力示意图7.3.10型钢组合腰梁与围护墙之间设置抗剪连接件，多拼型钢之间采用高强螺栓连接，型钢-混凝土组合腰梁之间采用锚栓连接，锚栓的构造参见图3：图3型钢-混凝土组合腰梁锚栓连接构造锚栓由于受剪压作用，其锚固长度可按15D确定，若混凝土宽度小于要求锚栓锚固长度，可采用弯锚5D且总长不小于15D的形式。对型钢-混凝土组合腰梁（图4），计算组合截面特性时，需要在保证组合截面中性轴位置不变的原则下，将混凝土宽度按弹性模量的比值等效为钢材的宽度。图4型钢-混凝土组合腰梁截面示意由于螺栓排数较多可能受力不均，为防止受力最大螺栓破坏后其他螺栓逐个破坏，规定安全系数不小于3.0。7.3.11钢支撑和钢腰梁的重量由支承托架来支承，根据支承托架间距计算钢支撑和腰梁的作用于支承托架的重力，再计算作用于支承托架根部的弯矩M。7.3.12在工程施工中，支撑位置钢腰梁抗压强度不足，发生屈服的现象较常出现，因而，必须对支撑位置的钢腰梁进行加劲处理。根据基坑深度的不同，支撑轴力钢腰梁受力也相差较大，加劲板的数量应根据计算确定。加劲板安装如图5和图6所示。图5加劲板安装平面图（单位：mm）图6加劲板安装剖面图（单位：mm）7.3.15型钢组合腰梁与围护墙之间可通过设置T型传力件连接，T型传力件如图7和图8所示。图7 T型传力件平面图图8T型传力件详图当围护墙为型钢水泥土连续墙，T型传力件直接与型钢焊接；当围护墙为灌注桩、地下连续墙时，可在围护墙内预埋钢板，T型传力件焊接于预埋钢板上。当围护墙为型钢水泥土搅拌墙或灌注桩时，可隔一根桩设置一个T型传力件；当围护墙为地下连续墙时，T型传力件间距不大于1米。在三角传力件附件区域或其他剪力较大区域，T型传力件应加密，或采取其他有效的抗剪措施，如增加抗剪件。7.4支撑立柱7.4.1采用H型钢柱和矩形钢管混凝土柱作为钢支撑的竖向支承时，其拼接节点宜设置在基底以下。当地基土土质条件较差时，若基坑设置多道钢支撑，考虑到立柱隆起对钢支撑的影响，竖向支承系统宜采用灌注桩内插格构式（或H型钢）钢立柱的形式。7.4.2结构梁钢筋间距较密，遇到格构柱不利于钢筋绑扎，无论采取避开角钢或角钢上割洞的方式进行处理，对结构梁钢筋间距和格构柱的稳定都产生影响。为此应预先将桩位图与结构图进行比对，遇到冲突及早与设计沟通调整桩位或结构梁平面位置。若基坑为一柱一桩体系，则此条文不适用。型钢组合支撑中立柱一般为单跨结构，梁柱节点一般为铰接（图9）。立柱的计算长度可取竖向相邻水平支撑中心距，最下一层支撑应根据立柱嵌固情况、立柱桩的刚度综合考虑。考虑到立柱间差异变形过大对支撑受力安全会产生不利影响，以及立柱的抗侧移刚度直接影响组合支撑的水平向稳定性的综合因素，钢立柱之间应设置剪刀撑。钢立柱间设置剪刀撑（图10）可大大提高立柱的抗侧移刚度及冗余度，为保证剪刀撑提供足够的抗侧刚度，对撑和角撑区每跨的横向立柱均应设置剪刀撑，上下道支撑之间以及最下一道支撑与基底之间均应设置一对剪刀撑，剪刀撑与立柱夹角宜为45～60°。图9立柱示意图图10立柱设置方式与剪刀撑布置1-托梁;2-托座;3-立柱;4-剪撑;5-盖板对撑在施加预应力位置断开时,可在断开位置两侧分别设置一对立柱和一根托梁,亦可在断开位置仅设置一对立柱和两根托梁,以满足两侧支撑构件的竖向支承要求（图11、图12）。（a）支撑中部两对立柱加两根托梁示意图（b）支撑中部一对立柱加两根托梁示意图图11对撑预应力施加处立柱托梁构造（一）1-托梁;2-立柱;3-加载横梁;4-保力盒;5-H型钢构件;6-连接件;7-对撑;8托座;9-角钢（c）支撑端部两对立柱加两根托梁示意图（d）支撑端部一对立柱加两根托梁示意图（e）一对立柱加两根托粱剖面图图12对撑预应力施加处立柱托梁构造(二）1-托梁;2-立柱;3-加载横梁;4-保力盒;5-H型钢构件;6-连接件;7-对撑;8托座;9-角钢7.6.1本条给出了预应力鱼腹梁钢绞线、对撑、角撑构件的预应力取值方法。鱼腹梁钢绞线预加轴向拉力可减小基坑开挖后支护结构的水平位移、检验支撑连接节点的可靠性。但如果预加轴力过小，无法有效控制基坑变形；如果预加轴力过大，可能会使支挡结构产生过大反向变形、增大基坑开挖后的支撑轴力。根据以往的设计和施工经验,钢绞线预加轴向拉力取其轴向拉力设计值的60%～75%较合适，对撑、角撑构件预加轴向压力取其轴向压力设计值的60%～70%较合适。施工时应保证消除预应力损失后的锁定值为此预加力值。7.6.2预应力钢支撑体系拼装完成后，应进行预应力的施加。由于水平支撑系统是一个整体，对撑、角撑以及预应力鱼腹梁的受力相互关联影响，因此预应力施加过程应分多级荷载循序施加，并通过反复调整，确保各个构件的预加轴力达到设计要求。7.6.4本条给出预应力装置的尺寸、构造和位置等要求。预应力装置是由H型构件经加劲制成的加载横梁与专用的保力盒和垫板组成，加载横梁与对撑或角撑构件垂直相连，便于施加预应力和保持预应力的装置。其平面布置如图13、图14所示。考虑到当支撑长度较长时,支撑自身压缩变形以及支撑与托梁连接之间的摩擦影响等不利因素,仅在支撑的一端施加预应力,难以保证另一端产生的预应力效果,因此本条结合工程实践经验,对不同长度的支撑规定了预应力装置的数量及安装位置,以确保对对撑、角撑施加预应力控制基坑变形的效果。千斤顶加载后移除图13预应力装置的平面布置图（一）1-加载横梁；2-保力盒；3-H型标准件；4-千斤顶千斤顶加载后保压图14预应力装置的平面布置图（二）1-加载横梁；2-保力盒；3-H型标准件；4-千斤顶

8装配式内支撑施工与验收8.1一般规定8.1.1工程地质差异将导致支护结构承受的土压力不平衡。当分块安装型钢组合支撑且分块挖土时，不相等的土压力可能导致构件变形过大，高强螺栓剪断。立柱通常采用机械手静压插入土体，不设置立柱桩，受不良地质条件和地下障碍物的影响较大。提前查明不良地质条件可及时优化立柱长度和施工工艺；立柱位置也可根据地下障碍物进行调整。8.1.2钢支撑体系深化设计可以下述技术资料及文件作为依据：（1）总体施工筹划；（2）基坑开挖、结构回筑工况；(3)围护结构设计施工图（含地下连续墙分幅图）；(4)主体结构设计施工图；(5)降水井平面布置图。组合钢支撑不可被土方机械碰撞碾压，因此常用取土方法有：专用平台上跨支撑结合放坡取土、专用平台垂直取土、下穿支撑取土、盆式开挖等。1专用平台上跨支撑结合放坡取土方法土方挖掘机、运输车辆利用专用平台上跨支撑和放坡通道直接进入基坑取土。跨支撑平台设置如图1所示。跨越支撑的栈桥底面应高于支撑顶面不小于200mm。运土过程应保证运土道路边坡稳定性和路面的承载能力，运土坡道的坡度不宜大于1:8，坡道的宽度应满足车辆行驶的要求。图1跨越对撑、角撑平台1—型钢支撑梁；2—栈桥路基箱；3—栈桥梁；4—焊缝（栈桥梁与路基箱之间焊缝）2专用平台垂直取土方法垂直取土专用平台设置如图2所示。平台底面要求高于支撑的顶面大于200mm。运土车辆停放在平台上，挖土机在基坑取土工作面作业，通过长臂挖机或垂直运输机将平台下方的土体装入到运土车辆上。取土过程中应按照设计要求对施工栈桥的荷载进行控制，严禁触碰支撑。图2垂直取土专用平台1—路基箱；2—平台主梁；3—连杆；4—立柱；5—围护结构；6—组合支撑；7—角钢剪刀撑3下穿支撑取土方法在支撑下方的立柱之间，开挖运土通道，运土通道与支撑底部的高度应不小于运土车高度0.3m，在通道两侧的立柱上设置反光防撞拦杆和警示标贴，通道上方支撑设置反光警示标贴。运土通道坡度不宜大于1：8，其侧向土坡比不宜大于1：3。软弱土层应作处理或铺设路基箱、钢板后方可作为运土通道使用。专用平台有利于保护支撑和方便挖土，但增加成本。当型钢支撑梁与开挖面之间高度不满足土方机械行走要求且没有设置专用平台时，盆式开挖有一定的先进性，但应严格控制超挖。盆式开挖的流程如图3所示：（a）保留坑周土方；（b）然后按照型钢支撑梁；（c）挖除保留土方。（b） （c）图3盆式开挖示意图组合钢支撑专项施工方案应包含完备的应急预案。常见的险情及相应的应急预案有:1对撑、角撑向坑内水平位移接近或达到报警值。在基坑开挖过程中由于外部条件变化或者水土压力增大等原因引起角撑或者对撑位置向坑内的水平位移超过了报警值，应启动应急预案。应急预案为：在相应的角撑或者对撑上，使用液压千斤顶，调节支撑轴力，并监测变形，直至变形稳定，然后锁定轴力。要求调节过程中，缓慢加压，实时反馈变形的监测结果和变化趋势，以调整加载速率和加载量。2鱼腹梁向坑内水平位移接近或达到报警值。应急预案为：对鱼腹梁已加预应力的钢绞线进行补张拉和对备用钢绞线进行张拉，可以控制和减小鱼腹梁的变形。备用钢绞线应逐根张拉，同时应监测变形，变形稳定时，停止施加预应力。3钢腰梁轴向应力接近或达到报警值。应急预案：在受压段型钢腰梁内灌入速凝、微膨胀混凝土，要求20min内产生强度。4对撑或角撑应力接近或达到报警值。应急预案为：先在对撑、角撑端部位置的挡土结构处堆土反压，然后增加对撑或角撑型钢数量以降低支撑应力。5连接螺栓断裂。应急预案为：当断裂螺栓处有较多螺栓孔时，在剪断处增加连接螺栓数量或焊接。当螺栓无法增加时,可在剪断处加焊钢板连接。8.1.3钢支撑体系应可按图4进行施工。图4钢支撑体系施工流程图8.1.4应严格按设计要求施工钢支撑体系，严禁随意减少钢支撑数量、道数及对钢支撑布置作较大调整，严禁超挖。8.1.6采用预应力鱼腹式钢支撑体系的基坑工程，除了应按照本规程第9章进行第三方的基坑监测之外，钢支撑施工单位尚应进行施工监测，应在预应力钢支撑基坑施工过程中对钢支撑和钢绞线的内力以及立柱沉降进行监测，监测频率见表1。监测宜采用全自动连续监测系统。表1施工监测频率施工进程支撑内力、深层水平位移监测频制立柱沉降监测频率预应力施加阶段≥1次/h≥1次d基坑开挖阶段≥2次/d拆换撑阶段≥1次/h组合钢支撑体系主要依靠预应力控制基坑的变形，当监测数据显示预应力施加不能达到预期效果时，可根据监测数据对预应力施加流程和预应力数值进行调整。8.2安装8.2.1立柱是钢管支撑体系中重要的受力构件，不仅承受剪力作用，还要承受弯矩作用，因此，施工过程中必须严格按照设计图纸要求或规范要求进行。立柱材料应在工厂预制，现场拼装，考虑运输、吊装等因素影响。组合钢支撑自重较轻，约为钢筋混凝土支撑的十分之一，坑底地基承载力较高时，立柱可兼作立柱桩，此时立柱周围土方应均匀对称开挖；反之，应设置立柱桩，立柱桩可为钻孔灌注桩、水泥搅拌桩等。当立柱桩为钻孔灌注桩时，型钢和钢管会阻碍混凝土浇捣，建议采用后插法施工，插入时应采取措施保护立柱桩钢筋笼。有时坑内土体较坚硬，静压插入立柱有困难，可先引孔并灌入素混凝土，再插入立柱。立柱施工前应进行放样定位复核，立柱应避开主体结构的梁、柱、墙等位置。立柱与楼板的交接处应使模板预留“开口”以方便立柱回收。在采用立柱桩情况下，立柱可以不避开桩位置。立柱穿过地下结构底板部位防水层不能闭合，将影响结构防水效果。8.2.2预应力施加前后，托梁和型钢的相对位置会发生变化，故应在预应力施加完毕后在托梁上设置螺栓孔，再将托梁和型钢用高强螺栓连接。在组合支撑安装过程，托梁挠度较大，可能导致接头断开，有项目因此发生事故，故禁止托梁设置接头。为保证整个支撑体系受力合理,并能够可靠有效地施加预应力,钢支撑在节点处要受到三维约束,以防止侧向弯曲后轴向承载力下降,通常用U型抱箍约束支撑构件（图5-1）,以减短支撑的压缩计算长度,而提高支撑的受压承载力。支撑的三维约束节点构造只应约束垂直于支撑轴线的各向外力所引起的支撑弯曲,而不应约束支撑轴向伸缩。若三维约束节点为刚性连接,则每根支撑的轴向伸缩都将引起整个支撑体系的变形而增加支撑的次应力。因此支撑不宜和立柱、抱箍焊死。在立柱支托和支撑之间、抱箍和支撑之间要塞硬木锲,以便在桩身发生沉降或隆起时可释放过大的次应力,同时还能保证抱箍和支托的约束作用。图5-1钢管支撑与立柱桩连接示意图钢腰梁安装采用腰梁托架进行固定，腰梁托架一般采用8#角钢焊接而成，和围护墙用膨胀螺栓进行连接定位，钢腰梁就位后，单根钢管支撑一般每端焊接两个钢管支撑挂板，然后利用这两个钢管支撑挂板挂在钢腰梁上，利用千斤顶将单根钢管支撑一端的活动端顶出和钢腰梁紧密贴合后在活动端中敲入斜铁塞铁完成单根钢管支撑的安装（图5-2）。钢管支撑是轴向受压构件，为防止在施工过程中发生坠落，造成事故，应在钢腰梁上安装钢管支撑托架，本条对钢管支撑与钢管支撑座的搭接长度做了规定。图5-2腰梁托架和钢管支撑挂板示意图8.19构件应按使用计划的先后顺序进行适当堆放，按构件的形状和大小进行合理堆放，钢构件堆放时下方必须垫稳，堆放层高和与基坑之间的净距应符合相关标准和规范的要求。零部件和小型构件尽可能室内堆放，在室外堆放期间，宜将其进行苫盖，防止雨淋或被污染。堆放必须分类码放整齐、合理、标识明确、记录完整，并应设置明显的警戒标识。支撑材料一般用量较大，施工场地狭窄，考虑材料成本及少占用施工场地，支撑材料一般根据施工进度计划先后进场。8.2.3本条第1款,H型钢与混凝土冠梁（或腰梁）组合形成腰梁的形式多用于基坑第一道支撑，H型标准件与混凝土冠粱（或腰梁）之间通过预埋锚栓进行连接。施工应按以下顺序进行:安装H型钢腰梁→施工混凝土冠梁（或腰梁）模板→混凝土冠梁（或腰梁）钢筋绑扎→安装预埋锚栓→浇筑混凝土、养护成型。H型钢嵌入混凝土梁时（图6），嵌入区域混凝土梁截面削弱，施工时应增大该区域混凝土梁截面，确保增大后的梁截面有效高度h不小于原混凝土梁截面高度h。图6型钢嵌入混凝土冠粱(或腰梁）示意图1-H型钢腰梁；2-H型钢嵌块；3-混凝土梁8.2.4基坑土方开挖后，围护墙体表面的水泥土、泥浆、松软混凝土层等附着物会影响腰梁与围护墙的连接质量，在支撑腰梁施工前应将围护墙表面附着物完全清除。对于内插型钢的围护（SMW，旋喷插型钢围护），暴露出基坑内侧的型钢面；对于钢筋笼的围护（如钻孔桩、地下墙等围护），暴露出围护体，在安装钢腰梁处，暴露出用于焊接牛腿的钢筋。对于双榀（多榀）钢腰梁，型钢与型钢的翼板应间隔式拼接焊（如图7-1）或加缀板角焊（如图7-2），且尺寸应满足图示要求，缀板厚度不小于母材。图7-1型钢电焊拼接图（单位：mm）图7-2型钢加缀板拼接（单位：mm）在钢腰梁施工前，应根据基坑尺寸确定钢腰梁的施工顺序和钢腰梁的布置，避免钢腰梁现场安装接头出现于两根支撑的跨中或安装支撑处，如图7-3、图7-4。。图7-3错误做法一（接头设置于支撑处）图7-4错误做法二（接头设置于跨中）钢腰梁安装接头处应在顶面、底面、侧面处用钢缀板连接，钢缀板与母材采用角焊缝连接，焊缝有效高度不小于10mm，钢缀板厚度不小于母材，且与有效连接长度不小于200mm，如图8-1～3。图中单位为mm。图8-1连接腹板的缀板示意图图8-2连接翼板的缀板示意图图8-3安装接头剖面示意图钢腰梁对接接头的抗压、抗剪、抗弯强度应与原材料相同，电焊应由专业的电焊工实施，并采取有效措施保证电焊质量。钢腰梁采用拉结筋与围护结构进行连接加固是保证钢腰梁稳定性、防止滑落的有效措施，应在工程施工中广泛采用。拉结筋连接点间距宜控制在2～3m，且每段钢腰梁不小于两点，直径不小于Ф16，如图9-1、图9-2。图9-1型钢托架示意图图9-2钢板托架示意图在安装钢支撑之前，应保证排桩与钢腰梁接触点密贴。当支撑位置的钢腰梁与围护存在间隙时，应先采用钢板等措施垫实，再安装钢支撑，施加预应力，严禁在钢腰梁与桩体之间未垫实的情况下施加预应力。支撑安装并施加预应力后，钢腰梁与围护体之间的间隙必须立即采用C25以上细石混凝土填实。严禁不填实间隙，或采用双快水泥、泥土等代替细石混凝土，如图10。图10钻孔桩围护与钢腰梁之间填充图基坑转角处，钢腰梁应等高连接，两个方向的钢腰梁应紧贴围护,钢腰梁端头应电焊连接（可采用缀板连接两端头腰梁），可以采用加劲板有效焊接固定，加劲板数量不少于两块，加劲板采用20mm钢板，尺寸如图11。图11钢腰梁转角处处理（单位:mm）对于SMW等围护。当钢腰梁与型钢间间距小于10cm，则在钢腰梁与H型钢缝隙间加垫相应数量的钢板；若钢腰梁与型钢（桩体）间间距大于10cm，则在钢腰梁与型钢处加焊不少于三块加劲板。钢板高度与钢腰梁相同，宽度与腰梁型钢相同，如图12-1～3所示。图中单位为mm。对于钻孔桩等围护。在钢支撑施加应力前应先采用钢板垫实桩体位置，施加预应力完成后，再采细石砼填实钢腰梁与桩体之间的间隙，如图12-4。采用垫钢板措施时，钢板宽度应与围护型钢宽度相同，高度应与钢腰梁高度相同，并采用点焊等措施与围护有效连接。采用焊钢板时，必须确保钢板与围护的焊接质量，采用双面角焊缝连接，并保证与钢围护接触面的平整。图12-1围护型钢错位处理平面图图12-2垫钢板处理剖面图（≤10cm）图12-3焊钢板处理剖面图(＞10cm)图12-4SMW围护垫木块措施当钢腰梁上下错位时，可以通过在钢腰梁端头增加钢支撑来处理。当钢腰梁前后错位，当错位较小时（小于半个钢腰梁宽度），相邻钢腰梁的腹板、翼板应采用缀板连接，并在钢腰梁侧面加焊钢板作为连接板补强，如图13-1；当错位较大时（大于半个钢腰梁宽度），在前后错开的接头两侧各增加一道钢支撑，如图13-2。图13-1安装接头错位加缀板处理图（单位:mm）图13-2安装接头错位加支撑处理图（单位:mm）因斜向支撑与钢腰梁呈斜交，有一定夹角，存在平行于钢腰梁长度方向的分力，可能使钢腰梁存在后移，为使受力合力为零，按设计角度在钢腰梁上设置抗剪措施（如图14），确保了钢管支撑与端承板成垂直关系，然后进行支撑安装作业。图14-1抗剪措施安装示意图（固定端）图14-2抗剪措施安装示意图（活动端）8.2.12为保证螺栓连接构件之间力的传递，并考虑到预应力组合支撑安装和拆除的工效，经检测确定连接螺栓M24的终拧扭矩不小于105N·m是合适的。施工单位应在基坑实施过程中定期检查螺栓松紧度是否满足要求。8.2.5型钢组合支撑节点较多，对剪力和弯矩敏感，宜充分发挥钢材截面材料强度抵抗压力。若型钢腰梁未形成封闭受力体系，节点将承受剪力，尤其是在角撑与腰梁斜交区域，可能导致高强螺栓剪断。同理，型钢支撑梁与腰梁斜交时，不可由高强螺栓直接承受剪力，应设置专门传力构件，如图15所示，（a）是禁止的作法，（b）是推荐的作法。（a） （b）图15支撑梁与腰梁斜交8.3预应力的施加与控制8.3.1通常情况下，型钢组合支撑预应力施加按设计要求即可。当监测数据显示预应力施加不能达到预期效果时，可根据监测数据对预应力施加程序和数值进行调整。8.3.2钢支撑施加预应力的目的是可以较有效的进行基坑变形的主动控制。在支撑安装完毕后，经检查确认各节点连接状况符合要求后方可施加预应力。施加预应力应根据工程实际选用合适的加压设备，使用前必须进行检测标定，液压泵必须带有压力表，以控制液压泵的压力和加压的速率。对钢支撑施加预应力相当于对施工质量进行检验，因而压力要分级施加，同时观测钢支撑和周边环境的反应，避免产生事故。钢管支撑固定端焊接牢固后，在钢管支撑活动端安装千斤顶，施工设计预加应力的10%左右后暂停，检查钢管支撑及各部件的情况，若出现不正常位移或变形，应及时采取有效措施处理。钢管支撑安装后，在施加预应力的过程中，应注意观察桩、墙体变形、上层支撑的状态，同时为保证桩、墙体受力均匀。施加预应力后，因钢构件发生弹性变形等，在每一次预应力施加过程中会产生一定的预应力损失，为了减小预应力损失过大，故应分阶段逐级施加锁定。因此在预应力达到设计值时，需要检查各个连接点有无松动、变形是否超出允许值。钢材热胀冷缩明显。夏期施工，支撑产生较大温度应力时，应及时采取降温措施，必要时减小预应力；冬期施工，支撑收缩使支撑端头或连接位置出现空隙，应及时插入铁楔，必要时增大预应力。8.4钢支撑的拆除与回收8.4.1本条对利用主体结构作为换撑结构做出具体规定。由于过早换撑、混凝土强度不足容易造成混凝土结构构件开裂，为保证结构的安全和作用功能，提出了混凝土强度的要求。该强度通常反映为同条件养护混凝土时间的强度。换撑结构连接形式采用在主体结构上预埋钢板，需进行钢管支撑与预埋钢板焊接。焊接施工质量及验收应满足设计或相关规范的要求。支撑拆除过程是把由支撑承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构的过程。因此，必须在基坑回填至基坑位置或主体结构混凝土强度达到设计要求的强度值时方可进行支撑拆除。也就是说，为保证基坑安全，拆除支撑要做好基坑内结构受力体系转换。8.4.3钢支撑拆除为一道重要环节，拆除时机或者工况把握不好，盲目施工，极易造成事故。因此，为确保拆撑安全，本条对钢管支撑拆除顺序做了具体规定。在分区域拆除支撑时，当对撑或角撑两侧的鱼腹梁不能同时拆除时，在先拆除鱼腹梁的一侧，应保留该鱼腹梁的部分腰梁和三角连接件，以保持对撑或角撑两侧的支点受力平衡。钢绞线按分级卸载比例对应的根数依次切断。预应力通过专门装置分配给各单根型钢，每根型钢的内力不同，盖板和系杆的作用之一是防止型钢扭曲。围护墙在预加力作用下也有一定的往坑外变形。无序拆除支撑会导致基坑周边变形明显增大，尤其是围护墙侧向刚度较小时。分件拆除和分类堆放的目的是为了方便构件的回收和重复使用。8.4.10钢支撑拆除后围护结构将产生应力重分布，有可能造成桩体局部变形过大，危及基坑及周边环境的安全，因此，拆撑过程中必须加强基坑的监控量测和现场巡视，切实做到信息化施工。8.5施工安全与环境保护8.5.2出现8.5.2所述情况时必须立刻停止作业，待问题解决后方可继续施工。与混凝土支撑相比，在出现险情时，组合钢支撑可采取的加固手段多、速度快、效果好，实际工程中可通过增设支撑、补加预应力等措施增强支撑系统整体受力性能。8.5.6拆除作业前应做好安全教育和作业前的安全准备工作，检查安全帽、安全绳等是否合格。

9开挖与监测9.1一般规定9.1.2本条是对采用装配式支护结构的基坑工程，监测实施范围的界定。基坑支护结构以及周边环境的变形和稳定与基坑的开挖深度有关，相同条件下基坑开挖深度越深，支护结构变形或位移以及对周边环境的影响也越大。支护安全等级为一、二级的基坑开挖深度大，一旦支护结构失效、岩土体变形或位移过大对周边环境、地下主体结构施工安全影响很严重，因此固定对一、二级基坑工程应实施基坑工程监测。因装配式基坑支护结构的构件质量较为稳定，但节点位置较为薄弱或容易应力集中或突变，因此在用于软土地区（注：松散填土、淤泥、淤泥质土、软塑黏土等可视为软土。）及采用悬臂式装配式基坑支护结构实施过程中如果疏于监测，容易引起工程事故，故本条文对软土地质的三级基坑，要求进行第三方监测。基坑工程的安全性还与场地的岩土工程条件以及周边环境的复杂性密切相关。原建设部建质[2003]82号文《建筑工程预防坍塌事故若干规定》中规定：深基坑是指开挖深度超过5m的基坑、或深度未超过5m但地质条件和周边环境较复杂的基坑。但装配式基坑支护结构的应用案例不很充分，且软土地质条件应用较多，为确保工程安全，本条要求以3m为界，有利于施工安全。9.1.3现场监测应采用仪器监测与巡视检查相结合的方法，多种观测方法互为补充、相互验证。仪器监测可以取得定量的数据，进行定量分析；以目测为主的巡视检查更加及时，可以起到定性、补充的作用，从而避免片面地分析和处理问题。例如观察周边建筑和地表的裂缝分布规律、判别裂缝的新旧区别等，对于分析基坑工程对邻近建筑的影响程度有着重要作用。9.1.4监测单位应严格按照审定后的监测方案对基坑工程进行监测，不得任意减少监测项目、测点，降低监测频率。当在实施过程中，由于客观原因需要对监测方案作调整时，应按照工程变更的程序和要求，向建设单位提出书面申请，新的监测方案经审定后方可实施。9.3监测9.3.1基坑工程自动化监测能避免人工监测不及时、准确等确定，但尚处于推广应用阶段，因此应充分因地制宜、具体问题具体分析来编制各个项目的自动化监测方案，确保监测方案、监测硬件、监测系统、监测数据分析和处理、预警等环节能正常发挥自动化监测的优势作用。9.3.2本条文共列出了17项监测项目，与现行其它监测标准一致的情况下，针对装配式基坑支护结构的特殊特点，进行了补充完善。其中，将装配式支护桩侧向土