装配式型钢斜抛撑在基坑支护工程中的应用

装配式型钢斜抛撑在基坑支护工程中的应用

彭建茂

（中国二十冶集团有限公司，上海 200941）

摘 要：近年来基坑工程所面对的环境条件日趋复杂，深基坑开挖不仅要保证基坑自身的安全与稳定，而且需要控制其对周边环境的影响。当受到周边环境条件限制时，可采用带支撑的板式围护。装配式型钢斜抛撑作为支撑的一种特殊形式，其相对于不带支撑的悬臂式结构能更好地控制变形，所以在环境条件相对复杂时，在基坑支护工程中的应用较为广泛。文章集合实例分析，从装型钢斜抛撑内支撑系统技术原理分析入手，针对装配式型钢斜抛撑在基坑支护工程中的应用要点进行了分析，以供参考。关键词：装配式；型钢；斜抛撑；基坑；支护工程中图分类号：TV551.4 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2016）12-0143-01

基坑工程正向深度大、跨度大、形状不规则、环境要求高、施工速度快、绿色环保无污染的方向快速发展，支护系统的结构型式亦更加灵活多样。传统的基坑支护体系由于受用地红线、深大基坑本身的特性和基坑周围建筑物的影响而受到限制，出现了装配式型钢斜抛撑组合支护结构，该组合支护结构用于深基坑大面积开挖时控制变形好，具有减少工程造价、缩短施工工期等优越性。1 技术原理

装配式型钢斜抛撑是由双拼H型钢、缀板、加压端、端头板、承台、锚固板及管桩等构件组成，其中加压端可以施加相应的预应力，自动控制基坑工程变形，并保护周边施工环境。2 工程概况

某基坑工程基坑深10m，基坑周长约353m，基坑东侧为新区大道，北侧为建设东路，与基坑的距离为50～70m，且基坑东、西、北侧与各类管线距离均较远，而南侧的小区道路下有雨、污管，并且基坑南侧为一高层建筑物和小区道路。基坑东、北、西三侧安全等级为二级，基坑南侧安全等级为一级。该基坑南侧支护桩向基坑内的水平位移和基坑外地表土体沉降的控制值分别为30、24mm。文章数值模型选取典型断面为基坑南侧支撑桩加承台的斜抛撑支护基坑的断面。3 应用要点

3.1  模型建立

（1）为了建模计算的方便，需要对模型进行适当的假定。文章对该数值模型进行了如下假定：假设土体为均质、各向同性连续的材料；假定每层土体均为水平单一均质的土体；不考虑基坑开挖前期支护桩、承台下支撑桩的施工对基坑变形的影响；不考虑基坑周边地面堆载、超载对基坑变形的影响。

（2）基坑形状近似正方形，基坑每侧边长约88m，取基坑长度的一半（对称），即44m，基坑深度为10m建立模型。坑外土体的沉降范围约为1～4倍的基坑开挖深度。因此，坑外土体模型的长度取为基坑开挖深度的5倍，即50m，土体模型深度方向的尺寸也取为基坑开挖深度的5倍，即50m。经试算，在本工程

地质条件下，边界的最大变形小于2mm，稳定验算条件与实腹式柱相同。在水平基本可忽略边界效应对计算结果影响。面内（虚轴），由于各分肢之间不是实3.2  支护桩的水平位移

体相连，构件在平面内的抗剪刚度较小，数值模拟中各个工况下的支护桩构件的稳定性将受到剪切变形的影响。水平位移与工程实测结果的对比曲线，在支撑跨度较大，中间需设立柱时，立见图1。由图1可知：工况以下基坑为柱可作为支撑构件的弹性支撑点，此时悬臂开挖，支护桩的最大水平位移出现支撑计算长度应取全长；当弹簧刚度大在桩顶，其数值模拟最大水平位移为于一定数值时，立柱方起到刚性支座的12.0mm。在该工况下，基坑内土体开挖作用，支撑的计算长度取立柱间距离。时还未施加斜抛撑，支护桩在基坑内的3.4  装配式型钢斜抛撑施工效果

一侧由于坑内水平侧向土压力的减少，该项目工期要求较高，需在雨季到使支护桩在基坑内外两侧受到的水平土来之前完成基坑支护部分的全部施工。压力不平衡，导致支护桩向基坑内移动；通过选用装配式型钢斜抛撑为内支撑，在工况一下支护桩的底端水平位移较小，在保证基坑安全的基础上，出土效率大这是由于支护桩在土体中的嵌固深度较大提高，同时相对其他内支撑形式，装大（支护桩的嵌固深度为10.0m），工配式型钢斜抛撑拆装速度占有绝对优势，况一下开挖的土体较少，对支护桩底端为地下室施工节省了较多时间。该项目向基坑内的移动影响较小。从支撑安装到最终拆除仅耗时两月，满

图1 各个工况下的坑外地表土体沉降与实测结果的对比曲线

比较工况三与工况二，支护桩向基足了建设单位对于工期的要求，为业主

坑内的水平位移最大值均不在支护桩顶，创造了可观的经济效益。由于该项目距而是位于支护桩的某一深度处，这与装离老旧居民楼较近，因此对基坑位移提配式型钢斜抛撑作用在支护桩上有关。出了较高的要求。通过提前施加预应力，工况三下支护桩向基坑内数值模拟的水基坑开挖到底后，周边老式居民楼均未平位移最大值比工况二下支护桩向基坑出现裂缝，居民正常生活未受影响。内数值模拟的水平位移最大值增大了约6mm，比工况二与工况一下支护桩向基坑4 结束语

内数值模拟的水平位移最大值的增加量装配式型钢斜抛撑支护形式在实际要大，说明基坑中央处土体的开挖对支工程不但满足了设计和施工的最初要求。护桩向基坑内的水平位移影响较大。在工该支护形式能够有效控制初期围护结构程实践中，当开挖基坑中央处的土体时，水平位移和坑外地表沉降，同时在施工应当加大对支护桩向基坑内的水平位移环境保护、缩短施工工期，以及在工程的观测频率，防止出现支护桩的水平位造价控制等方面有着很重要的优势。移值超过基坑安全等级要求的控制值。3.3  支撑整体稳定性分析

参考文献：

为保持型钢组工作期间特性不变，[1]张大长,蒋刚,林致添,等.装配式型钢工形钢与缀板（缀条）之间的连接强度基础抗压抗拔承载力的试验及计算[J].岩土力（及螺栓的数量及强度）应有足够的安学,2009,(7):2096-2100+2118.

全度。因此，在设计中，在垂直面内（实[2]刘发前.装配式型钢内支撑稳定性设计[J].轴），支撑稳定性能与实腹式构件无异，

城市道桥与防洪,2016,(5):81-83+10-11.

143