2022预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程

预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程目次1总则 附录H原材料、标准件等构配件进场的分项工程检验批验收表表H原材料、标准件等构配件进场的分项工程检验批验收记录工程名称检验批部位施工单位项目经理监理单位总监理工程师施工依据标准分包单位负责人项目质量合格标准施工单位检验评分记录或结果监理(建设)单位验收记录或结果备注主控项目1钢材2装配连接件3钢绞线4锚盘和夹片5标标准件、辅助件和非标准件6加载用千斤顶、油泵、仪表一般项目1钢材2装配连接件3钢绞线4锚盘和夹片5标标准件、辅助件和非标准件6加载用千斤顶、油泵、仪表旋工单位检验评定结果班组长（或专业工长）：年月日质检员（或项目技术负责人）：年月日监理(建设)单位验收结论监理工程师：(建设单位项目技术人员)年月日附录J支撑构件安装的分项工程检验批验收表表J支撑构件安装的分项工程检验批质量验收记录工程名称检验批部位施工单位项目经理监理单位总监理工程师施工依据标准分包单位负责人项目质量合格标准施工单位检验评分记录或结果监理(建设)单位验收记录或结果备注主控项目1腰梁标高和轴线2鱼腹梁水平度3对撑或角撑两端标高4螺栓、锚栓5钢绞线规格和数量一般项目2螺栓连接情况3托架、托座标高4相邻托座和托架高差5托座与托梁连接螺栓6腰梁的对接拼装中心轴偏差7钢绞线排列编号顺序8预应力施加的施工记录9对撑、角撑整体挠曲度立柱插入深度偏差旋工单位检验评定结果班组长年月日质检员：年月日监理(建设)单位验收结论监理工程师：(建设单位项目技术人员)年月日预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程条文说明目次1总则 803基本规定 814预应力鱼腹式基坑钢支撑体系构成 825设计 835.1一般规定 835.2结构分析 835.3预应力鱼腹梁 885.4对撑与角撑 935.5立柱和连接件 976施工 1016.1一般规定 1016.2构件安装 1046.3预应力施加与控制 1056.4支撑拆除与回收 1057质量检验 1067.1一般规定 1067.2原材料与构配件进场验收 1068监测 107附录G常用预应力鱼腹梁钢绞线数量与水平荷载设计值对应关系一览表 108《预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程》条文说明1总则预应力鱼腹式钢支撑作为基坑工程的一种支撑形式，采用标准化构件形成的装配式钢支撑结构体系，可通过预应力的施加和附加控制支挡结构变形，采用大跨度预应力鱼腹梁形成支撑杆件间的较大空间，具有绿色环保、节能降耗和施工迅速的特点。该技术已在上海、江苏、浙江等多地的多项工程中应用，越来越多的地区也开始采用该技术。但国内目前尚没有该技术统一的专项标准，由于各地区经验的差异，其设计、施工和质量验收等要求尚不明确统一，使得该技术的设计、施工水平参差不齐。为使预应力鱼腹式钢支撑技术的设计、施工和检验规范化，做到安全可靠、技术先进、经济合理、确保质量及保护环境，制定本规程。预应力鱼腹式钢支撑仅为基坑工程中的一个分项，其设计、施工和质量检验与验收应纳入整个基坑工程的范畴中，必须与基坑工程的其它分项（包括支挡结构、地基加固、基坑降水、支护体系和土方开挖等）相结合，并结合工程地方经验，综合考虑工程地质条件、水文地质条件、主体结构与基坑情况、周边环境条件与要求、工程造价等因素，切实做到精心设计、精心施工，确保基坑工程和主体结构的施工安全，满足周边环境保护的要求。

3基本规定预应力鱼腹式支撑体系是基坑支挡结构的一部分，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。预应力的施加与复加是预应力鱼腹式支撑体系控制基坑变形的关键技术，本条给出了预应力施加技术的原则要求。该支撑体系的安装和拆除应按照设计工况要求进行，也可以根据基坑工程的特点，结合土方开挖或结构换撑形成的情况，采用流水作业安装和拆除支撑构件。预应力鱼腹式水平支撑体系的竖向承载能力较小，其水平支撑系统和竖向支承系统设计时也不考虑承受竖向施工重载，因此其支撑结构不能兼作为施工平台或栈桥，因此施工机械不能直接跨越或者在直接在其上施工作业。预应力鱼腹式水平支撑体系对撑、角撑及鱼腹梁在基坑实施过程中，始终维持设计要求之预应力是其控制基坑变形的关键，因此本条重点针对对撑、角撑及鱼腹梁钢绞线的内力监测提出信息化监测要求，为基坑实施过程中支撑体系是否进行预应力复加提供依据。其余监测项目与常规基坑工程相类似，应符合现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497的有关规定。4预应力鱼腹式基坑钢支撑体系构成预应力鱼腹式钢支撑体系由不同功能的标准件和辅助件装配而成。本节明确了体系的构成，附录A～E提供了各个构件的形式和规格。两部分内容结合起来，可以对预应力鱼腹式钢支撑体系有完整的了解，以便展开设计和施工。鱼腹梁的跨度包括两端锚固端或连接件的长度，跨度不同时鱼腹梁的结构型式也不同，应对照相关附录进行选择。预应力鱼腹式钢支撑采用螺栓对标准件进行装配，形成可以承受水平围压的支撑体系。安装次序结合精度要求先后进行，其中预应力鱼腹梁的安装精度要求最高，应最先装配到位；对撑、角撑体系受力直接，安装过程中可以通过构配件组合的调整，消化安装误差的影响。预应力鱼腹式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。5设计5.1一般规定预应力鱼腹式钢支撑主要由标准件组成，因此比较适合在形状规则的基坑工程中应用。当基坑工程形状不规则，预应力鱼腹式钢支撑平面布置困难时，可以采用与钢筋混凝土支撑相结合的平面布置方式，在形状不规则之处设置钢筋混凝土支撑，借此调整基坑形状以适合预应力鱼腹式钢支撑的平面布置。预应力鱼腹式水平支撑体系所有构件均可由螺栓连接装配而成，但对于一些受力大且复杂的部位，当采用螺栓连接不能满足工程安全要求时，可根据设计计算采用焊接连接。5.2结构分析预应力鱼腹式钢支撑竖向刚度较小，不能用作施工机械等重载作用施工平台，但支撑之上需考虑施工人员行走荷载、支撑检修荷载以及预应力复加时操作荷载，宜考虑不小于2kPa的竖向活荷载。 温度变化会引起钢支撑轴力改变，但由于对钢支撑温度应力的研究较少，目前对此尚无成熟的计算方法。温度变化对钢支撑的影响程度与支撑构件的长度有较大的关系，根据经验，对长度超过40m的支撑，认为可考虑10%~20%的支撑内力变化。 现阶段内支撑计算一般不考虑支撑立柱与挡土构件之间、各支撑立柱之间的差异沉降，但支撑立柱下沉或隆起，会使支撑立柱与挡土结构之间、立柱与立柱之间产生一定的差异沉降。当差异沉降较大时，在支撑构件上增加的偏心距，会使水平支撑产生次应力。因此，当预估或实测差异沉降较大时，应按此差异沉降量对内支撑进行计算分析并采取措施。采用预应力鱼腹式钢支撑体系的支护结构的内力变形分析方法可遵照现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120规定，采用平面杆系弹性支点法进行内力和变形计算，并进行各项基坑稳定性计算。对于弹性支点法中的弹性支点刚度取值，由于鱼腹梁结构的特殊性，目前现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》尚无公式可直接计算，可通过对预应力鱼腹式钢支撑体系进行整体建模进行线弹性结构分析，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。经过大量工程的实际计算，预应力鱼腹式支撑体系的支撑整体平均刚度取决于鱼腹梁刚度，其整体平均刚度取值范围为2kN·m/m～4kN·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。预应力鱼腹式钢支撑体系作为一种相对新颖的钢支撑体系，与常规钢支撑体系存在一些区别，因此本条结合该支撑体系的特点对其计算方面提出一些原则性的要求。总体来看，预应力鱼腹式钢支撑体系计算有以下两类计算方法：1）平面分析方法。即将鱼腹梁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》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）空间分析方法。实际的支护结构为空间结构，对于有明显空间效应的深基坑工程时，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和与鱼腹梁体系共同作用的三维“m”法和考虑土与支护结构进行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，但需要可靠的试验参数，目前其结果直接应用于工程设计尚不成熟。实际工程中更普遍采用平面分析法，即鱼腹梁支护结构体系分解为挡土结构和支撑体系分别独立分析。以下以一算例进行说明： 工程算例：设计条件与计算参数某基坑工程基坑面积约7000m2，基坑开挖深度11m。基坑支护结构安全等级为一级。场地地层从上至下依次为表层为约5m厚的松散填土层，其下为约5m厚的软塑状态的粉质粘土夹粉土层，开挖面以下为可塑～硬塑的粉质粘土层。土的c、j值计算采用勘察报告提供的抗剪强度指标综合建议值。支护桩变形、内力计算和各项稳定验算均采用砂性土水土分算、粘性土水土合算原则，地面超载取20kPa。弹性支点法计算支点水平反力采用平面杆系结构弹性支点法进行计算。根据大量工程实践返算，鱼腹式钢支撑体系的弹性支点刚度为2.0～5.0MN/m/m。结合工程实际，弹性支点刚度取2MN/m/m进行试算。计算支护结构内力、变形结果如下图所示。图1弹性支点法计算结果支反力如下：抗力相对桩顶深度(m)最小值(kN/m)最大值(kN/m)支撑第1道支撑0.40175.0215.5第2道支撑5.25180.0207.5换撑第1道换撑10.00-45.7256.7第2道换撑5.000.0461.9支撑平面布置根据基坑几何尺寸进行鱼腹式钢支撑体系的规划和布置。根据弹性支点法计算支点水平反力，参照本规程附录F、G选取核实的对撑、角撑杆件尺寸和数量以及鱼腹梁的跨度，并进行支撑平面布置。图2支撑结构布置图支撑平面整体计算采用商业有限元计算软件进行支撑平面整体计算。4.1基本假设（1）平面问题处理；（2）施加预应力时坑外土体抗力采用仅受压弹簧模拟；（3）作用在腰梁上的主动土压力按均布荷载考虑。4.2计算模型严格按照实际工程原型尺寸进行建模，其中腰梁、腹杆采用梁单元，对撑、角撑、斜腹杆采用杆单元，钢绞线采用仅受拉杆单元，大三角桁架由于刚度大，与单根H型钢相比，可考虑成一个刚域，故大三角桁架采用平面板单元。建立好的支护结构模型如图3所示。图3有限元模型网格划分4.3计算过程数值计算按照预应力鱼梁式钢支撑安装先后顺序分为三个工况进行模拟。工况1：激活除钢绞线以外的支撑结构网格组，施加边界土压力弹簧，施加对撑、角撑预应力；工况2：施加钢绞线预应力值；工况3：施加土压力荷载。以上三个工况中，工况3为最不利工况，以下为工况3的计算结果。支撑位移图及杆件轴力图如下（其余内力结果略）：图4XY向支撑位移图图5杆件轴力图构件设计计算根据平面整体计算得到的轴力、弯矩、剪力，可按本规程及现行国家标准《钢结构设计规范》验算各杆件和节点的强度、稳定性和变形，计算过程省略。预应力鱼腹式钢支撑体系除了应与常规支撑体系一样，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。除此之外，由于预应力鱼腹式支撑体系需要施加较大的预应力，而且在预应力施加阶段，部分支撑构件尚未形成最终的连接状态，因此需要对预应力施加的工况的支撑体系进行受力复核。预应力鱼腹式钢支撑体系除了对构件进行强度和稳定性等承载力计算之外，尚应对支撑杆件的变形和挠度进行验算。5.3预应力鱼腹梁本条给出了鱼腹梁的结构型式与标准尺寸模数。组合FS体系系在常规FS体系端部配置AS连接件，设计计算套用总跨度减去4m的常规FS。SS-428用于大跨度且土压力更大、钢绞线需求更多时。本条给出了选用鱼腹梁规格的表格，可以根据承载的水平力和钢绞线数量选用，详见附录G。预应力鱼腹梁选型一般是根据基坑深度初步确定支撑竖向间距,按剖面计算预估出作用在鱼腹梁上的水平力,然后查取附录G表格选择最大适用的跨度,根据可用跨度布置结构平面。结构平面布置完成后还需经过整体平面或三维计算，复核位移及承载力等，以最终确定所有构件的规格。由于附录G不可能包含所有类型，如果遇到特殊情况，可在本条规定及其他相关规定的基础上通过计算确定合理有效的结构形式。根据以往工程经验，FS鱼腹梁钢绞线与上弦梁夹角宜控制在23°左右,SS鱼腹梁钢绞线与上弦梁夹角宜控制在30°～38°,夹角越大，刚度越大，承载力越大，但因端部偏心也变大从而导致端部弯矩变大，需综合考虑确定。矢跨比即计算矢高s（跨中钢绞线至上弦梁中心点的垂直距离）与计算跨径Ln+2L1（图5.3.4）之比，和夹角有直接的关系，夹角越大，矢跨比越大。鱼腹梁承受其跨度区域内由竖向挡土结构传递的水土压力，通过两端的连接件将作用于其上的荷载传递至对撑和角撑中。本条文给出了钢绞线的数量计算方法，根据鱼腹梁的结构布置形式，下弦钢绞线各段的拉力基本相同。鱼腹梁钢绞线施工和使用过程中会在以下几个方面产生预应力损失：1)钢绞线张拉过程中会因压实锚具而产生的锚固损失；2)在钢绞线张拉锚固后，因钢绞线长度继续增加而导致的松弛损失；3)后序钢绞线张拉对前序钢绞线已有内力产生的序次损失；4）在折现或曲线形钢绞线的端点、折点等处，张拉时因接触面摩阻力而产生的摩擦损失；5）钢绞线张拉后变形增大造成的预应力损失；6）钢绞线温度变化引起的损失；7）张拉系统引起的预应力损失等。因此预应力鱼腹梁钢绞线除应选用低松弛高强度钢绞线、增加减摩措施、分级张拉、在钢绞线锁定后进行补偿张拉外，计算的钢绞线控制力另加上10%作为预应力损失值，以弥补这些因素引起的预应力损失。钢绞线强度设计值的确定，关系到结构的安全可靠，材料有效利用，成本经济合理。工程建设标准化协会标准《预应力钢结构技术规程》CECS212规定我国建筑工程中，对重要的动力荷载作用下的钢绞线，其设计强度取极限抗拉强度40%～55%。即在现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定的钢绞线抗拉强度设计值的基础上折减0.57～0.78。由于基坑钢支撑是临时结构，钢绞线材料的短期允许拉力可采用长期允许拉力乘以1.35进行计算，折减系数取为0.80～1.0，基坑安全等级为一级时可取0.8，二级时可取0.9。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（0.6～0.8）倍较合适。除拼接节点在满足等强构造可按刚接连续考虑外，搭接节点由于均采用端板平齐螺栓连接，翼缘与翼缘之间未连接，传递弯矩能力很有限，所以更接近于铰接或半刚接，本条偏安全考虑，建议杆件之间连接节点按铰接考虑。三角连接件是对撑、角撑与鱼腹梁的汇合点，受力最为复杂且作用最重要，关系到整个体系的安全。为分担三角件传给钢梁的剪力及保证节点的约束能力，可按图6采取如下构造：1)钢筋混凝土冠梁与三角连接件接合面设置地脚螺栓及抗剪键；2)地脚螺栓采用M24(10.9级)特制螺栓，三角件AS300、AS350、AS400，在接触面分别设置不少于46、48、50根间距为100mm的地脚螺栓；3)抗剪键采用材料为Q345B，截面为400mm×400mm×800mm（L）的钢构件，嵌入混凝土梁中。抗剪键及地脚螺栓的抗剪承载力可按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017计算。第二道及以下钢支撑处的三角连接件节点与挡土结构之间也应采取类似有效的连接构造，以保证节点的安全。图6钢筋混凝土冠梁与三角连接件接合区域试验和分析同时表明，随着抗剪连接件数目的减少，钢梁与钢梁或混凝土梁的共同工作能力会不断降低，导致二者交界面产生过大的滑移，从而影响钢梁塑性性能的充分发挥，并使构件在承载力极限状态延性降低。因此，现行国家标准《钢结构设计规范》规定采用部分抗剪连接的组合梁，其抗剪连接件的实际数目不得少于50%，同时抗剪连接件必须具备足够的柔性。从下图中可以看出，当抗剪连接程度为50%时，极限抗弯承载力折减到约85%，减小有限。由于腰梁截面主要由轴力控制，弯矩较小，如按截面完全抗剪控制会不经济也不现实，且会导致螺栓数量太多而间距过小，大大削弱了型钢截面，所以规范5.3.8条规定不小于12根M24，经计算其抗剪连接程度约为25%，此时的极限抗弯承载力折减到约60%，截面模量可折减0.6。图7承载力与抗剪连接程度关系《不同抗剪连接程度组合梁挠度的研究》一文提出组合梁挠度随抗剪连接程度的关系如下η=-0.005/r2+0.180/r+0.825(r≥0.05)，当r=0.25时，η=1.465，即挠度是完全抗剪（当成一根梁计算）时的1.465倍。反算可得，抗弯刚度折减约0.68，偏于安全，可统一取为0.6。鱼腹梁的上弦梁作为腰梁的一部分，剖面构造如图8所示。图8（a）为首道腰梁示意图，图8（b）为第二道及以下腰梁示意图，腰梁与挡土结构之间可采用如图所示T型传力件连接或其他更有效的连接措施。多拼型钢之间采用螺栓连接，型钢与混凝土冠梁之间采用锚栓连接，锚栓可采用图9所示构造。（a）型钢-混凝土组合腰梁(b)型钢组合腰梁1-H型构件；2-混凝土梁；1-H型构件；2-传力件；3-托架；3-托架；4-挡土结构4-挡土结构图8腰梁的剖面图图9型钢与混凝土之间锚栓连接构造1—钢筋φ22；2—钢筋连接器M24×70；3—螺杆M24×60；4—型钢翼缘本规程组合梁中抗剪连接采用弹性阶段设计法，即取实际的弯矩进行计算。由于在弹性阶段，弯矩作用导致螺栓或锚栓的受力会不均匀，最大剪力为平均剪力的2倍，另由于螺栓排数较多而导致的受力不均，强度折减系数至少取0.7，综合考虑，为防止受力最大螺栓破坏后其他螺栓各个击破，因此本规程规定安全系数取不小于3.0。当截面为型钢与混凝土组合梁时，计算组合截面特性时，需要在保证组合梁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。腰梁连续封闭设置有利于传力和增加体系的冗余度,当因特殊情况或采用组合支护体系形成不封闭腰梁时,应复核并加强钢腰梁与挡土构件之间的抗剪连接，避免产生不平衡受力。鱼腹梁的构造和计算同等重要，本条规定能有效保证力的传递、避免鱼腹梁杆件的局部失稳、增加鱼腹梁体系的超静定次数及抗连续倒塌性能。由于鱼腹梁构造特殊，且均为装配式，节点繁多，所以必须加强构造要求，才能保证基坑的变形控制及体系安全的基本需求。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。杆件的拼接节点由于需满足与构件等强的要求，需采用高强螺栓承压型连接，并设置翼缘连接板，且此螺栓不宜重复使用。当腰梁与挡土结构之间设置T型传力件时，T型传力件与钢腰梁及挡土结构之间应连续焊接。当挡土结构为灌注桩、型钢水泥土搅拌墙、钢板桩时，每根支护桩均需设置T型传力件；当挡土结构为地下连接墙时，T型传力件间距不宜大于1m。对三角连接件等受剪力较大区域，应在T型连接件基础上增加额外构造连接，如增加浇筑细石混凝土并设置抗剪螺栓或抗剪键。当挡土结构为灌注桩或地下连续墙时，传力件与挡土结构间采用过渡钢板连接，如图10（a）所示。当挡土结构为型钢水泥土搅拌墙或钢板桩时，传力件与挡土结构间可直接焊接，如图10（b）所示。(a)(b)图10T型传力件与挡土结构连接示意图T型传力件；2—过渡钢板；3—挡土结构（灌注桩、地下连接墙）；4—钢筋；5—挡土结构（工法桩、钢板桩）5.4对撑与角撑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杆件呈垂直相连，便于施加预应力和保持预应力的装置。其平面布置如图10所示：千斤顶加载后移除（b）千斤顶加载后保压1—加载横梁；2—保力盒；3—H型标准件；4—自锁式千斤顶图10预应力装置的平面布置图本条给出了对撑、角撑组合截面稳定性验算的方法。由于立柱刚度有限，不能起到刚性支座的作用，但若完全不考虑立柱的弹性支座作用，对于较长对撑、角撑组合截面将面临稳定性难以计算通过的问题。因此，验算对撑、角撑稳定性时，宜考虑立柱弹性支座作用，对于支撑计算长度的减小起一定作用。根据陈绍蕃《具有多道弹性支撑杆的钢柱稳定计算》，文中给出了具有1～4道弹性撑杆的钢柱临界力随撑杆弹簧刚度变化的简化关系式和普遍适用于多道撑杆的近似公式，可供设计参考。1(a)1(b)1(c)1(d)图11多道弹性约束压杆临界压力的统一曲线式中：——支撑分段长度；——立柱抗侧刚度；——支撑分段数，即弹性约束支座个数加1，适用范围为j≥3；——支撑段的弹性临界力,。支撑计算长度按下列公式计算：(2)(3)为方便设计，经计算，对一般土质，支撑不超过3道，立柱总高（基底至首道支撑中心的距离）不超过15m，立柱截面采用不小于□300的方钢管混凝土柱，立柱间距不大于12m，且每道支撑间均设置柱间剪刀撑时，对撑组合型钢对Y轴的失稳破坏均晚于其抗压强度破坏，则此稳定性一般不是控制因素。其他不利条件下计算长度和稳定性需按实际情况计算。计算立柱抗侧移刚度时应考虑柱底嵌固程度、节点的刚度影响。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5.4.3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。本条给出了对撑、角撑构件的预加轴向压力的取值方法。对撑、角撑构件预加轴向压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。根据大量鱼腹式钢支撑体系基坑的实践经验，对撑、角撑构件预加轴向压力取其轴向压力设计值的（0.5～0.6）倍较合适。施工时应保证消除预应力损失后的锁定值为此预加力值。本条规定是为了避免对撑、角撑与鱼腹梁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。对撑角撑区域的腰梁与上节鱼腹梁上弦梁腰梁首尾相连，形成封闭整体设置于基坑周边。腰梁节点不宜承受较大拉力，所以一般可在施加预应力之前，对撑角撑区域的腰梁宜与鱼腹梁上弦梁腰梁脱开，待预加力施加完成之后，再将两者用螺栓连为整体，以避免腰梁承受拉力。一般情况下，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，通常于对撑、角撑H型标准件上下翼缘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。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，提高节点传递弯矩的能力。考虑到支撑杆件本身的压缩变形，以及U型卡及托梁对支撑杆件的摩擦影响，当一端施加预应力后，另一端将会损失一部分预加力，支撑杆件越长，损失越大。所以当支撑杆件较长时，为最大限度消除此损失，在两端分别设置预应力装置。5.5立柱和连接件H型钢柱一般情况下用于土质较好的基坑，若地基土土质较差，宜在型钢插入前施工水泥土搅拌桩或高压旋喷桩。对于矩形钢管混凝土柱，拼接节点宜位于基底以下（图12）。当地基土土质条件较差时，若基坑设置多道鱼腹式钢支撑，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钢立柱的形式。图12常用立柱拼接节点构造5.5.2～5.5.3鱼腹式钢支撑体系中立柱一般为单跨结构，且梁柱节点为铰接，冗余度较小。立柱的不均匀沉降或较大隆起、不对称开挖或施工机械碰撞导致立柱倾斜、弯折都将可能对支撑体系受力安全产生较不利的影响。所以，需要充分考虑各种不利因素的影响，复核立柱和立柱桩的承载力。立柱设置剪刀撑（图13）可大大提高立柱的抗侧移刚度及冗余度。每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。沿基坑周边鱼腹梁区域设置的立柱可不设置剪刀撑。图13立柱设置方式与剪刀撑布置1-托梁；2-托座；3-立柱；4-剪刀撑；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14）。（a）对撑中部预应力施加处设置两对立柱两根托梁情形下平面图（b）对撑端部预应力施加处设置两对立柱两根托梁情形下平面图（c）对撑中部预应力施加处设置一对立柱两根托梁情形下平面图（d）对撑端部预应力施加处设置一对立柱两根托梁情形下平面图（e）剖面图图14对撑预应力施加处立柱托梁构造1-托梁；2-立柱；3-加载横梁；4-保力盒；5-H型构件；6-连接件当土压力较大时，可采用双层支撑（图15）。双层支撑间可设置垫梁，亦可紧贴并用螺栓连接。图15双层支撑及三角托架结构剖面图1-支撑构件；2-腰梁；3-垫梁；4-托架；5-挡土结构6施工6.1一般规定预应力鱼腹式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预警值。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，应启动应急安全预案。应急安全预案为：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，以调整加载的速率和加载量。2 鱼腹梁向坑内水平位移接近或达到预警值。应急安全预案为：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预警值。应急安全预案：（1）在受压段加设槽钢纵向肋板（如图16所示），增加受压型钢横截面积，降低钢腰梁上的压应力。（2）在受压段型钢腰梁内，灌入速凝、微膨胀混凝土，要求20分钟内产生强度，如图17所示。图16钢腰梁中增加纵向肋板图17钢腰梁中灌入速凝微膨胀混凝土4 对撑或角撑应力接近或达到预警值应急安全预案：先在对撑、角撑端部位置的挡土结构处堆土反压（如图18），然后增加对撑或角撑支撑型数量，降低支撑型钢应力。图18在坑壁反压土堆降低支撑受力5 连接螺栓断裂。应急预案：（1）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。（2）当螺栓无法增加时，可在剪断处加焊钢板连接。鱼腹式钢支撑常用的取土方法有：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19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19跨越对撑、角撑平台1—对撑、角撑；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20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20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—钢支撑；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。通常情况下，鱼腹式钢支撑的预应力施加程序按照本条执行，预应力数值按照设计数值施加。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预应力数值进行调整。6.2构件安装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、柱和桩位置。立柱与楼板的交接处应使模板预留“开口”以方便立柱回收。托梁和支撑杆件采用螺栓连接。预应力施加前后，托梁和支撑杆件的位置会发生相对移动，应在预应力施加完毕后在托梁上设置螺栓孔。钢绞线应先编号后安装。编号的基本原则是：编号小的钢绞线位于鱼腹梁桥架的底部、位于锚具的上部，编号大的钢绞线位于鱼腹梁桥架的上部、位于锚具的底部。鱼腹梁预应力施加时，按照钢绞线编号从小到大的顺序依次进行张拉。目的是避免桥架底层的钢绞线被上层钢绞线挤压，影响预应力施加效果。本条第1款，H型钢与混凝土梁组合形成腰梁的形式多用于第一道基坑支撑，混凝土梁多为压顶梁。H型钢与混凝土梁之间通过预埋螺栓进行连接。施工应按以下顺序进行：1安装H型钢腰梁；2施工混凝土腰梁模板；3混凝土腰梁钢筋绑扎；4安装预埋螺栓；5浇筑混凝土、养护成型。H型钢嵌入混凝土梁时（如图21所示），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h2不小于原混凝土梁截面高度h1。图21型钢嵌入混凝土腰梁示意图为保证螺栓连接构件之间力的传递，并考虑到装配式鱼腹梁钢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。6.3预应力施加与控制为了保证预应力的均匀施加，预应力应遵循“分级”、“循环”的加压原则。本条给出的预应力施加图为4级循环加压，施工中预应力的循环加压次数不宜小于本条规定次数。为避免预应力施加后，型钢腰梁受拉破坏，应在预应力施加前将鱼腹梁与两侧腰梁间螺栓脱开。对钢绞线施加预应力时，采用“双控”措施，需对所采用的钢绞线进行标定，确定其拉力与伸长量的关系。根据标定得到的结果，通过测量其伸长量来检测钢绞线施加预应力锁定后其保留的预应力值。由于钢绞线采用自锁式夹片锁定预应力，在钢绞线锁定时有部分的预应力损失，因此，在施加预应力时应对钢绞线进行超张拉，其超张拉量可通过检测钢绞线的拉力值来确定。6.4支撑拆除与回收在分区域拆除支撑时