《现代土木工程施工专项技术》 课件 8.7内撑式支护

第八章深基坑支护施工技术大连理工大学建设工程学部宋永发8.7内撑式支护8.7.1概述内撑式支护主要由支护结构和挡土体系两部分组成。作为基坑围护结构墙体的支承，内撑式支护结构对保证基坑稳定和控制周围地层变形起着极大的作用。内支撑可以直接平衡两端围护墙上所受的侧压力，构造简单，受力明确;锚杆设置在围护墙的外侧，为挖土、结构施工创造了空间，有利于提高施工效率。深基坑开挖中采用内支撑系统的围护方式已得到广泛的应用。特别对于软土地区基坑面积大、开挖深度深的情况，内支撑系统由于具有无需占用基坑外侧地下空间资源、可提高整个围护体系的整体强度和刚度以及可有效控制基坑变形的特点而得到了大量的应用。8.7.1概述内支撑构造内支撑可以直接平衡两端围护墙上所受的侧压力，构造简单，受力明确;锚杆设置在围护墙的外侧，为挖土、结构施工创造了空间，有利于提高施工效率。深基坑开挖中采用内支撑系统的围护方式已得到广泛的应用。特别对于软土地区基坑面积大、开挖深度深的情况，内支撑系统由于具有无需占用基坑外侧地下空间资源、可提高整个围护体系的整体强度和刚度以及可有效控制基坑变形的特点而得到了大量的应用。内支撑体系内支撑体系内支撑支护的基本构件是围檩、水平支撑、钢立柱以及立柱桩。水平支撑是平衡围护墙外侧水平作用力的主要构件，要求传力直接、平面刚度好而且分布均匀。在施工线程中常见的内支撑体系有单层或多层平面支撑体系、竖向斜撑体系两类。平面支撑体系可以直接平衡支撑两端围护墙上所收到的侧压力，其构造简单，受力明确，使用范围广。但当支撑长度较大时，应考虑支撑自身的弹性压缩以及温度应力等因素对基坑位移的影响。竖向斜撑体系的作用是将围护墙所受的水平力通过斜撑传到基坑中部先浇筑好的斜撑基础上。对于平面尺寸较大，形状不很规则的基坑，采用斜支撑体系施工比较方便，也可大幅节省支撑材料。但墙体位移受到基坑周边土坡变形、斜撑弹性压缩以及斜撑基础变形等多种因素的影响，在设计计算时应给予合理考虑。此外，土方施工和支撑安装应保证对称性。8.7.2内支撑材料支撑材料可以采用钢或混凝土，也可以根据实际情况采用钢—混凝土组合的支撑形式。钢结构支撑自重轻、安装和拆除方便、施工速度快以及可以重复使用，安装后能立即发挥支撑作用，对减少由于时间效应而增加的基坑位移十分有效。因此如有条件应优先采用钢结构支撑。钢支撑的节点构造和安装相对比较复杂，如处理不当，会由于节点的变形或节点传力的不直接而引起基坑过大的位移。因此，提高节点的整体性和施工技术水平是至关重要的。现浇混凝土支撑刚度大，整体性好，可以采取灵活的布置方式适应于不同形状的基坑，而且不会因节点松动而引起基坑的位移，施工质量相对容易得到保证，所以使用面也较广。但是混凝土支撑在现场需要较长的制作和养护时间，制作后不能立即发挥支撑作用，需要达到一定的强度后，才能进行其下土方作业，施工周期相对较长。同时，混凝土支撑采用爆破方法拆除时，对周围环境也有一定的影响，爆破后的清理工作量也很大，支撑材料不能重复利用。8.7.3内支撑施工原则8.7.4无论何种支撑、其总体施工原则都是相同的，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖”的原则进行施工，尽量减小基坑无支撑暴露时间和空间。同时应根据基坑工程等级、支撑形式、场内条件等因素，确定基坑开挖的分区及其顺序。宜先开挖周边环境要求较低的一侧土方，并及时设置支撑。环境要求较高一侧的土方开挖，宜采用对称开挖、限时完成支撑或垫层的方式。内支撑式支护施工8.7.5以钢支撑施工为例，施工工艺如下：测量定位当挖土至钢支架底部以下30cm时，立即组织专职人员根据设计图纸对支架进行测量、布置和定位。支架定位允许偏差要求为:2cm(水平位置偏差)，1.5cm(高度偏差)。标记钢支架的安装高度和水平位置。起吊钢支撑移到相应安装部位后，缓慢的将钢支撑安放在围檩的托架上。钢支撑吊到位后，先不松开吊钩，将一端的活动头拉出顶住钢围檩，再将液压千斤顶放入顶压位置，为方便施工并保持千斤顶加力一致，千斤顶用托架固定。液压千斤顶在施工时应平衡顶压，保持千斤顶的轴力方向与支撑的中线平行。内支撑式支护施工8.7.5钢支撑安装基坑开挖到钢支撑设计标高以下0.5米，开始安装架设钢支撑。第二道与第三道钢支撑在支撑范围内均支撑在围檩上。考虑钢支撑安装后土方开挖及运输机械的通道，从每层开挖面的中部预先拉槽，槽的高度以上一层钢支撑底部下6m控制，两侧留2-3m宽的平台，作为护墙土体。钢支撑采用法兰连接，每根钢支撑的安装轴线偏心不大于20mm；钢支撑拼装时应相互错开螺母连接方向，并应在平整地方进行拼装，采用对角和分级分序将螺母扳紧，使各螺栓受力均匀。经检查合格的钢支撑应按部位进行编号，以免用错。内支撑式支护施工8.7.5施加预应力钢支撑安装好并调整标高后，然后用两台千斤顶在活动端逐级施加预应力，施加预应力值按设计要求至无明显衰减时停止，以液压表读数计算预加力为控制依据。预压力的施加在活动端两侧同时进行，由专人统一指挥，以保证施工达到同步协调。钢支撑拆除钢支撑的拆除严格按照设计要求的程序拆除，遵循“先换撑，后拆撑”的原测。拆除顺序为：拆除时用起重机将钢支撑吊紧，在活动端设两台千斤顶，施加轴力至活动端松动，逐级卸载，再吊起钢支撑。