2022預應力魚腹式基坑鋼支撐技術規(guī)程

預應力魚腹式基坑鋼支撐技術規(guī)程目次1總則 附錄H原材料、標準件等構配件進場的分項工程檢驗批驗收表表H原材料、標準件等構配件進場的分項工程檢驗批驗收記錄工程名稱檢驗批部位施工單位項目經(jīng)理監(jiān)理單位總監(jiān)理工程師施工依據(jù)標準分包單位負責人項目質量合格標準施工單位檢驗評分記錄或結果監(jiān)理(建設)單位驗收記錄或結果備注主控項目1鋼材2裝配連接件3鋼絞線4錨盤和夾片5標標準件、輔助件和非標準件6加載用千斤頂、油泵、儀表一般項目1鋼材2裝配連接件3鋼絞線4錨盤和夾片5標標準件、輔助件和非標準件6加載用千斤頂、油泵、儀表旋工單位檢驗評定結果班組長（或專業(yè)工長）：年月日質檢員（或項目技術負責人）：年月日監(jiān)理(建設)單位驗收結論監(jiān)理工程師：(建設單位項目技術人員)年月日附錄J支撐構件安裝的分項工程檢驗批驗收表表J支撐構件安裝的分項工程檢驗批質量驗收記錄工程名稱檢驗批部位施工單位項目經(jīng)理監(jiān)理單位總監(jiān)理工程師施工依據(jù)標準分包單位負責人項目質量合格標準施工單位檢驗評分記錄或結果監(jiān)理(建設)單位驗收記錄或結果備注主控項目1腰梁標高和軸線2魚腹梁水平度3對撐或角撐兩端標高4螺栓、錨栓5鋼絞線規(guī)格和數(shù)量一般項目2螺栓連接情況3托架、托座標高4相鄰托座和托架高差5托座與托梁連接螺栓6腰梁的對接拼裝中心軸偏差7鋼絞線排列編號順序8預應力施加的施工記錄9對撐、角撐整體撓曲度立柱插入深度偏差旋工單位檢驗評定結果班組長年月日質檢員：年月日監(jiān)理(建設)單位驗收結論監(jiān)理工程師：(建設單位項目技術人員)年月日預應力魚腹式基坑鋼支撐技術規(guī)程條文說明目次1總則 803基本規(guī)定 814預應力魚腹式基坑鋼支撐體系構成 825設計 835.1一般規(guī)定 835.2結構分析 835.3預應力魚腹梁 885.4對撐與角撐 935.5立柱和連接件 976施工 1016.1一般規(guī)定 1016.2構件安裝 1046.3預應力施加與控制 1056.4支撐拆除與回收 1057質量檢驗 1067.1一般規(guī)定 1067.2原材料與構配件進場驗收 1068監(jiān)測 107附錄G常用預應力魚腹梁鋼絞線數(shù)量與水平荷載設計值對應關系一覽表 108《預應力魚腹式基坑鋼支撐技術規(guī)程》條文說明1總則預應力魚腹式鋼支撐作為基坑工程的一種支撐形式，采用標準化構件形成的裝配式鋼支撐結構體系，可通過預應力的施加和附加控制支擋結構變形，采用大跨度預應力魚腹梁形成支撐桿件間的較大空間，具有綠色環(huán)保、節(jié)能降耗和施工迅速的特點。該技術已在上海、江蘇、浙江等多地的多項工程中應用，越來越多的地區(qū)也開始采用該技術。但國內目前尚沒有該技術統(tǒng)一的專項標準，由于各地區(qū)經(jīng)驗的差異，其設計、施工和質量驗收等要求尚不明確統(tǒng)一，使得該技術的設計、施工水平參差不齊。為使預應力魚腹式鋼支撐技術的設計、施工和檢驗規(guī)范化，做到安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理、確保質量及保護環(huán)境，制定本規(guī)程。預應力魚腹式鋼支撐僅為基坑工程中的一個分項，其設計、施工和質量檢驗與驗收應納入整個基坑工程的范疇中，必須與基坑工程的其它分項（包括支擋結構、地基加固、基坑降水、支護體系和土方開挖等）相結合，并結合工程地方經(jīng)驗，綜合考慮工程地質條件、水文地質條件、主體結構與基坑情況、周邊環(huán)境條件與要求、工程造價等因素，切實做到精心設計、精心施工，確?；庸こ毯椭黧w結構的施工安全，滿足周邊環(huán)境保護的要求。

3基本規(guī)定預應力魚腹式支撐體系是基坑支擋結構的一部分，其設計計算方法和要求都應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120的有關規(guī)定。預應力的施加與復加是預應力魚腹式支撐體系控制基坑變形的關鍵技術，本條給出了預應力施加技術的原則要求。該支撐體系的安裝和拆除應按照設計工況要求進行，也可以根據(jù)基坑工程的特點，結合土方開挖或結構換撐形成的情況，采用流水作業(yè)安裝和拆除支撐構件。預應力魚腹式水平支撐體系的豎向承載能力較小，其水平支撐系統(tǒng)和豎向支承系統(tǒng)設計時也不考慮承受豎向施工重載，因此其支撐結構不能兼作為施工平臺或棧橋，因此施工機械不能直接跨越或者在直接在其上施工作業(yè)。預應力魚腹式水平支撐體系對撐、角撐及魚腹梁在基坑實施過程中，始終維持設計要求之預應力是其控制基坑變形的關鍵，因此本條重點針對對撐、角撐及魚腹梁鋼絞線的內力監(jiān)測提出信息化監(jiān)測要求，為基坑實施過程中支撐體系是否進行預應力復加提供依據(jù)。其余監(jiān)測項目與常規(guī)基坑工程相類似，應符合現(xiàn)行國家標準《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》GB50497的有關規(guī)定。4預應力魚腹式基坑鋼支撐體系構成預應力魚腹式鋼支撐體系由不同功能的標準件和輔助件裝配而成。本節(jié)明確了體系的構成，附錄A～E提供了各個構件的形式和規(guī)格。兩部分內容結合起來，可以對預應力魚腹式鋼支撐體系有完整的了解，以便展開設計和施工。魚腹梁的跨度包括兩端錨固端或連接件的長度，跨度不同時魚腹梁的結構型式也不同，應對照相關附錄進行選擇。預應力魚腹式鋼支撐采用螺栓對標準件進行裝配，形成可以承受水平圍壓的支撐體系。安裝次序結合精度要求先后進行，其中預應力魚腹梁的安裝精度要求最高，應最先裝配到位；對撐、角撐體系受力直接，安裝過程中可以通過構配件組合的調整，消化安裝誤差的影響。預應力魚腹式鋼支撐體系拼裝完成后，應進行預應力的施加。由于水平支撐系統(tǒng)是一個整體，對撐、角撐以及預應力魚腹梁的受力相互關聯(lián)影響，因此預應力施加過程應分多級荷載循序施加，并通過反復調整，確保各個構件的預加軸力達到設計要求。5設計5.1一般規(guī)定預應力魚腹式鋼支撐主要由標準件組成，因此比較適合在形狀規(guī)則的基坑工程中應用。當基坑工程形狀不規(guī)則，預應力魚腹式鋼支撐平面布置困難時，可以采用與鋼筋混凝土支撐相結合的平面布置方式，在形狀不規(guī)則之處設置鋼筋混凝土支撐，借此調整基坑形狀以適合預應力魚腹式鋼支撐的平面布置。預應力魚腹式水平支撐體系所有構件均可由螺栓連接裝配而成，但對于一些受力大且復雜的部位，當采用螺栓連接不能滿足工程安全要求時，可根據(jù)設計計算采用焊接連接。5.2結構分析預應力魚腹式鋼支撐豎向剛度較小，不能用作施工機械等重載作用施工平臺，但支撐之上需考慮施工人員行走荷載、支撐檢修荷載以及預應力復加時操作荷載，宜考慮不小于2kPa的豎向活荷載。 溫度變化會引起鋼支撐軸力改變，但由于對鋼支撐溫度應力的研究較少，目前對此尚無成熟的計算方法。溫度變化對鋼支撐的影響程度與支撐構件的長度有較大的關系，根據(jù)經(jīng)驗，對長度超過40m的支撐，認為可考慮10%~20%的支撐內力變化。 現(xiàn)階段內支撐計算一般不考慮支撐立柱與擋土構件之間、各支撐立柱之間的差異沉降，但支撐立柱下沉或隆起，會使支撐立柱與擋土結構之間、立柱與立柱之間產(chǎn)生一定的差異沉降。當差異沉降較大時，在支撐構件上增加的偏心距，會使水平支撐產(chǎn)生次應力。因此，當預估或實測差異沉降較大時，應按此差異沉降量對內支撐進行計算分析并采取措施。采用預應力魚腹式鋼支撐體系的支護結構的內力變形分析方法可遵照現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120規(guī)定，采用平面桿系彈性支點法進行內力和變形計算，并進行各項基坑穩(wěn)定性計算。對于彈性支點法中的彈性支點剛度取值，由于魚腹梁結構的特殊性，目前現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》尚無公式可直接計算，可通過對預應力魚腹式鋼支撐體系進行整體建模進行線彈性結構分析，根據(jù)計算分析結果得出的支點力和水平位移關系進行確定。經(jīng)過大量工程的實際計算，預應力魚腹式支撐體系的支撐整體平均剛度取決于魚腹梁剛度，其整體平均剛度取值范圍為2kN·m/m～4kN·m/m，大跨魚腹梁支撐體系剛度取低值，小跨魚腹梁支撐體系剛度取大值。 與常規(guī)的鋼筋混凝土支撐及鋼支撐體系相比，預應力魚腹式支撐剛度相對較弱，對擋土結構變形的控制更多依賴于預應力的施加與復加。設計計算中可根據(jù)基坑變形控制要求，通過調整預應力的大小使擋土結構變形滿足規(guī)范要求。預應力魚腹式鋼支撐體系作為一種相對新穎的鋼支撐體系，與常規(guī)鋼支撐體系存在一些區(qū)別，因此本條結合該支撐體系的特點對其計算方面提出一些原則性的要求?？傮w來看，預應力魚腹式鋼支撐體系計算有以下兩類計算方法：1）平面分析方法。即將魚腹梁支護結構體系分解為擋土結構和支撐體系分別獨立分析。擋土結構根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》采用平面桿系結構彈性支點法進行分析；內支撐結構可按平面結構進行分析，擋土結構傳至內支撐的荷載應取擋土結構分析時得出的支點力。對擋土結構和內支撐結構分別進行分析時，應考慮其相互之間的變形協(xié)調。2）空間分析方法。實際的支護結構為空間結構，對于有明顯空間效應的深基坑工程時，平面分析作了過多的簡化而不能反映實際結構的空間變形性狀。空間分析方法可采用支護結構和與魚腹梁體系共同作用的三維“m”法和考慮土與支護結構進行整體分析兩種方法進行計算。三維“m”法繼承了平面豎向彈性支點法中“m”法的計算原理，建立支護結構、水平支撐與豎向支承系統(tǒng)共同作用的三維計算模型并采用有限元方法進行求解。考慮土與支護結構共同作用的分析方法是按基坑實際工況進行三維模擬分析，該方法是巖土工程計算方法的發(fā)展方向，但需要可靠的試驗參數(shù)，目前其結果直接應用于工程設計尚不成熟。實際工程中更普遍采用平面分析法，即魚腹梁支護結構體系分解為擋土結構和支撐體系分別獨立分析。以下以一算例進行說明： 工程算例：設計條件與計算參數(shù)某基坑工程基坑面積約7000m2，基坑開挖深度11m?；又ёo結構安全等級為一級。場地地層從上至下依次為表層為約5m厚的松散填土層，其下為約5m厚的軟塑狀態(tài)的粉質粘土夾粉土層，開挖面以下為可塑～硬塑的粉質粘土層。土的c、j值計算采用勘察報告提供的抗剪強度指標綜合建議值。支護樁變形、內力計算和各項穩(wěn)定驗算均采用砂性土水土分算、粘性土水土合算原則，地面超載取20kPa。彈性支點法計算支點水平反力采用平面桿系結構彈性支點法進行計算。根據(jù)大量工程實踐返算，魚腹式鋼支撐體系的彈性支點剛度為2.0～5.0MN/m/m。結合工程實際，彈性支點剛度取2MN/m/m進行試算。計算支護結構內力、變形結果如下圖所示。圖1彈性支點法計算結果支反力如下：抗力相對樁頂深度(m)最小值(kN/m)最大值(kN/m)支撐第1道支撐0.40175.0215.5第2道支撐5.25180.0207.5換撐第1道換撐10.00-45.7256.7第2道換撐5.000.0461.9支撐平面布置根據(jù)基坑幾何尺寸進行魚腹式鋼支撐體系的規(guī)劃和布置。根據(jù)彈性支點法計算支點水平反力，參照本規(guī)程附錄F、G選取核實的對撐、角撐桿件尺寸和數(shù)量以及魚腹梁的跨度，并進行支撐平面布置。圖2支撐結構布置圖支撐平面整體計算采用商業(yè)有限元計算軟件進行支撐平面整體計算。4.1基本假設（1）平面問題處理；（2）施加預應力時坑外土體抗力采用僅受壓彈簧模擬；（3）作用在腰梁上的主動土壓力按均布荷載考慮。4.2計算模型嚴格按照實際工程原型尺寸進行建模，其中腰梁、腹桿采用梁單元，對撐、角撐、斜腹桿采用桿單元，鋼絞線采用僅受拉桿單元，大三角桁架由于剛度大，與單根H型鋼相比，可考慮成一個剛域，故大三角桁架采用平面板單元。建立好的支護結構模型如圖3所示。圖3有限元模型網(wǎng)格劃分4.3計算過程數(shù)值計算按照預應力魚梁式鋼支撐安裝先后順序分為三個工況進行模擬。工況1：激活除鋼絞線以外的支撐結構網(wǎng)格組，施加邊界土壓力彈簧，施加對撐、角撐預應力；工況2：施加鋼絞線預應力值；工況3：施加土壓力荷載。以上三個工況中，工況3為最不利工況，以下為工況3的計算結果。支撐位移圖及桿件軸力圖如下（其余內力結果略）：圖4XY向支撐位移圖圖5桿件軸力圖構件設計計算根據(jù)平面整體計算得到的軸力、彎矩、剪力，可按本規(guī)程及現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》驗算各桿件和節(jié)點的強度、穩(wěn)定性和變形，計算過程省略。預應力魚腹式鋼支撐體系除了應與常規(guī)支撐體系一樣，需要針對基坑開挖工況和換撐工況兩種工況進行受力和變形計算復核。除此之外，由于預應力魚腹式支撐體系需要施加較大的預應力，而且在預應力施加階段，部分支撐構件尚未形成最終的連接狀態(tài)，因此需要對預應力施加的工況的支撐體系進行受力復核。預應力魚腹式鋼支撐體系除了對構件進行強度和穩(wěn)定性等承載力計算之外，尚應對支撐桿件的變形和撓度進行驗算。5.3預應力魚腹梁本條給出了魚腹梁的結構型式與標準尺寸模數(shù)。組合FS體系系在常規(guī)FS體系端部配置AS連接件，設計計算套用總跨度減去4m的常規(guī)FS。SS-428用于大跨度且土壓力更大、鋼絞線需求更多時。本條給出了選用魚腹梁規(guī)格的表格，可以根據(jù)承載的水平力和鋼絞線數(shù)量選用，詳見附錄G。預應力魚腹梁選型一般是根據(jù)基坑深度初步確定支撐豎向間距,按剖面計算預估出作用在魚腹梁上的水平力,然后查取附錄G表格選擇最大適用的跨度,根據(jù)可用跨度布置結構平面。結構平面布置完成后還需經(jīng)過整體平面或三維計算，復核位移及承載力等，以最終確定所有構件的規(guī)格。由于附錄G不可能包含所有類型，如果遇到特殊情況，可在本條規(guī)定及其他相關規(guī)定的基礎上通過計算確定合理有效的結構形式。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，F(xiàn)S魚腹梁鋼絞線與上弦梁夾角宜控制在23°左右,SS魚腹梁鋼絞線與上弦梁夾角宜控制在30°～38°,夾角越大，剛度越大，承載力越大，但因端部偏心也變大從而導致端部彎矩變大，需綜合考慮確定。矢跨比即計算矢高s（跨中鋼絞線至上弦梁中心點的垂直距離）與計算跨徑Ln+2L1（圖5.3.4）之比，和夾角有直接的關系，夾角越大，矢跨比越大。魚腹梁承受其跨度區(qū)域內由豎向擋土結構傳遞的水土壓力，通過兩端的連接件將作用于其上的荷載傳遞至對撐和角撐中。本條文給出了鋼絞線的數(shù)量計算方法，根據(jù)魚腹梁的結構布置形式，下弦鋼絞線各段的拉力基本相同。魚腹梁鋼絞線施工和使用過程中會在以下幾個方面產(chǎn)生預應力損失：1)鋼絞線張拉過程中會因壓實錨具而產(chǎn)生的錨固損失；2)在鋼絞線張拉錨固后，因鋼絞線長度繼續(xù)增加而導致的松弛損失；3)后序鋼絞線張拉對前序鋼絞線已有內力產(chǎn)生的序次損失；4）在折現(xiàn)或曲線形鋼絞線的端點、折點等處，張拉時因接觸面摩阻力而產(chǎn)生的摩擦損失；5）鋼絞線張拉后變形增大造成的預應力損失；6）鋼絞線溫度變化引起的損失；7）張拉系統(tǒng)引起的預應力損失等。因此預應力魚腹梁鋼絞線除應選用低松弛高強度鋼絞線、增加減摩措施、分級張拉、在鋼絞線鎖定后進行補償張拉外，計算的鋼絞線控制力另加上10%作為預應力損失值，以彌補這些因素引起的預應力損失。鋼絞線強度設計值的確定，關系到結構的安全可靠，材料有效利用，成本經(jīng)濟合理。工程建設標準化協(xié)會標準《預應力鋼結構技術規(guī)程》CECS212規(guī)定我國建筑工程中，對重要的動力荷載作用下的鋼絞線，其設計強度取極限抗拉強度40%～55%。即在現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》規(guī)定的鋼絞線抗拉強度設計值的基礎上折減0.57～0.78。由于基坑鋼支撐是臨時結構，鋼絞線材料的短期允許拉力可采用長期允許拉力乘以1.35進行計算，折減系數(shù)取為0.80～1.0，基坑安全等級為一級時可取0.8，二級時可取0.9。魚腹梁鋼絞線預加軸向拉力可減小基坑開挖后支護結構的水平位移、檢驗支撐連接節(jié)點的可靠性。但如果預加軸力過小，無法有效控制基坑變形，如果預加軸力過大，可能會使支擋結構產(chǎn)生過大反向變形、增大基坑開挖后的支撐軸力。根據(jù)以往的設計和施工經(jīng)驗，鋼絞線預加軸向拉力取其軸向拉力設計值的（0.6～0.8）倍較合適。除拼接節(jié)點在滿足等強構造可按剛接連續(xù)考慮外，搭接節(jié)點由于均采用端板平齊螺栓連接，翼緣與翼緣之間未連接，傳遞彎矩能力很有限，所以更接近于鉸接或半剛接，本條偏安全考慮，建議桿件之間連接節(jié)點按鉸接考慮。三角連接件是對撐、角撐與魚腹梁的匯合點，受力最為復雜且作用最重要，關系到整個體系的安全。為分擔三角件傳給鋼梁的剪力及保證節(jié)點的約束能力，可按圖6采取如下構造：1)鋼筋混凝土冠梁與三角連接件接合面設置地腳螺栓及抗剪鍵；2)地腳螺栓采用M24(10.9級)特制螺栓，三角件AS300、AS350、AS400，在接觸面分別設置不少于46、48、50根間距為100mm的地腳螺栓；3)抗剪鍵采用材料為Q345B，截面為400mm×400mm×800mm（L）的鋼構件，嵌入混凝土梁中?？辜翩I及地腳螺栓的抗剪承載力可按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017計算。第二道及以下鋼支撐處的三角連接件節(jié)點與擋土結構之間也應采取類似有效的連接構造，以保證節(jié)點的安全。圖6鋼筋混凝土冠梁與三角連接件接合區(qū)域試驗和分析同時表明，隨著抗剪連接件數(shù)目的減少，鋼梁與鋼梁或混凝土梁的共同工作能力會不斷降低，導致二者交界面產(chǎn)生過大的滑移，從而影響鋼梁塑性性能的充分發(fā)揮，并使構件在承載力極限狀態(tài)延性降低。因此，現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》規(guī)定采用部分抗剪連接的組合梁，其抗剪連接件的實際數(shù)目不得少于50%，同時抗剪連接件必須具備足夠的柔性。從下圖中可以看出，當抗剪連接程度為50%時，極限抗彎承載力折減到約85%，減小有限。由于腰梁截面主要由軸力控制，彎矩較小，如按截面完全抗剪控制會不經(jīng)濟也不現(xiàn)實，且會導致螺栓數(shù)量太多而間距過小，大大削弱了型鋼截面，所以規(guī)范5.3.8條規(guī)定不小于12根M24，經(jīng)計算其抗剪連接程度約為25%，此時的極限抗彎承載力折減到約60%，截面模量可折減0.6。圖7承載力與抗剪連接程度關系《不同抗剪連接程度組合梁撓度的研究》一文提出組合梁撓度隨抗剪連接程度的關系如下η=-0.005/r2+0.180/r+0.825(r≥0.05)，當r=0.25時，η=1.465，即撓度是完全抗剪（當成一根梁計算）時的1.465倍。反算可得，抗彎剛度折減約0.68，偏于安全，可統(tǒng)一取為0.6。魚腹梁的上弦梁作為腰梁的一部分，剖面構造如圖8所示。圖8（a）為首道腰梁示意圖，圖8（b）為第二道及以下腰梁示意圖，腰梁與擋土結構之間可采用如圖所示T型傳力件連接或其他更有效的連接措施。多拼型鋼之間采用螺栓連接，型鋼與混凝土冠梁之間采用錨栓連接，錨栓可采用圖9所示構造。（a）型鋼-混凝土組合腰梁(b)型鋼組合腰梁1-H型構件；2-混凝土梁；1-H型構件；2-傳力件；3-托架；3-托架；4-擋土結構4-擋土結構圖8腰梁的剖面圖圖9型鋼與混凝土之間錨栓連接構造1—鋼筋φ22；2—鋼筋連接器M24×70；3—螺桿M24×60；4—型鋼翼緣本規(guī)程組合梁中抗剪連接采用彈性階段設計法，即取實際的彎矩進行計算。由于在彈性階段，彎矩作用導致螺栓或錨栓的受力會不均勻，最大剪力為平均剪力的2倍，另由于螺栓排數(shù)較多而導致的受力不均，強度折減系數(shù)至少取0.7，綜合考慮，為防止受力最大螺栓破壞后其他螺栓各個擊破，因此本規(guī)程規(guī)定安全系數(shù)取不小于3.0。當截面為型鋼與混凝土組合梁時，計算組合截面特性時，需要在保證組合梁中性軸位置不變的原則下，將混凝土寬度按彈性模量的比值等效為鋼材的寬度。腰梁連續(xù)封閉設置有利于傳力和增加體系的冗余度,當因特殊情況或采用組合支護體系形成不封閉腰梁時,應復核并加強鋼腰梁與擋土構件之間的抗剪連接，避免產(chǎn)生不平衡受力。魚腹梁的構造和計算同等重要，本條規(guī)定能有效保證力的傳遞、避免魚腹梁桿件的局部失穩(wěn)、增加魚腹梁體系的超靜定次數(shù)及抗連續(xù)倒塌性能。由于魚腹梁構造特殊，且均為裝配式，節(jié)點繁多，所以必須加強構造要求，才能保證基坑的變形控制及體系安全的基本需求。錨栓由于受剪壓作用，其錨固長度可按15D確定，若混凝土寬度小于要求錨栓錨固長度，可采用彎錨5D且總長不小于15D的形式。桿件的拼接節(jié)點由于需滿足與構件等強的要求，需采用高強螺栓承壓型連接，并設置翼緣連接板，且此螺栓不宜重復使用。當腰梁與擋土結構之間設置T型傳力件時，T型傳力件與鋼腰梁及擋土結構之間應連續(xù)焊接。當擋土結構為灌注樁、型鋼水泥土攪拌墻、鋼板樁時，每根支護樁均需設置T型傳力件；當擋土結構為地下連接墻時，T型傳力件間距不宜大于1m。對三角連接件等受剪力較大區(qū)域，應在T型連接件基礎上增加額外構造連接，如增加澆筑細石混凝土并設置抗剪螺栓或抗剪鍵。當擋土結構為灌注樁或地下連續(xù)墻時，傳力件與擋土結構間采用過渡鋼板連接，如圖10（a）所示。當擋土結構為型鋼水泥土攪拌墻或鋼板樁時，傳力件與擋土結構間可直接焊接，如圖10（b）所示。(a)(b)圖10T型傳力件與擋土結構連接示意圖T型傳力件；2—過渡鋼板；3—擋土結構（灌注樁、地下連接墻）；4—鋼筋；5—擋土結構（工法樁、鋼板樁）5.4對撐與角撐本條給出預應力裝置的尺寸、構造和位置等要求。預應力裝置是由H型構件經(jīng)加勁制成的加載橫梁，與專用的保力盒和墊板組成，加載橫梁與對撐或角撐桿件呈垂直相連，便于施加預應力和保持預應力的裝置。其平面布置如圖10所示：千斤頂加載后移除（b）千斤頂加載后保壓1—加載橫梁；2—保力盒；3—H型標準件；4—自鎖式千斤頂圖10預應力裝置的平面布置圖本條給出了對撐、角撐組合截面穩(wěn)定性驗算的方法。由于立柱剛度有限，不能起到剛性支座的作用，但若完全不考慮立柱的彈性支座作用，對于較長對撐、角撐組合截面將面臨穩(wěn)定性難以計算通過的問題。因此，驗算對撐、角撐穩(wěn)定性時，宜考慮立柱彈性支座作用，對于支撐計算長度的減小起一定作用。根據(jù)陳紹蕃《具有多道彈性支撐桿的鋼柱穩(wěn)定計算》，文中給出了具有1～4道彈性撐桿的鋼柱臨界力隨撐桿彈簧剛度變化的簡化關系式和普遍適用于多道撐桿的近似公式，可供設計參考。1(a)1(b)1(c)1(d)圖11多道彈性約束壓桿臨界壓力的統(tǒng)一曲線式中：——支撐分段長度；——立柱抗側剛度；——支撐分段數(shù)，即彈性約束支座個數(shù)加1，適用范圍為j≥3；——支撐段的彈性臨界力,。支撐計算長度按下列公式計算：(2)(3)為方便設計，經(jīng)計算，對一般土質，支撐不超過3道，立柱總高（基底至首道支撐中心的距離）不超過15m，立柱截面采用不小于□300的方鋼管混凝土柱，立柱間距不大于12m，且每道支撐間均設置柱間剪刀撐時，對撐組合型鋼對Y軸的失穩(wěn)破壞均晚于其抗壓強度破壞，則此穩(wěn)定性一般不是控制因素。其他不利條件下計算長度和穩(wěn)定性需按實際情況計算。計算立柱抗側移剛度時應考慮柱底嵌固程度、節(jié)點的剛度影響。本條給出了對撐與角撐組合構件中單根支撐桿件的平面外穩(wěn)定性驗算的方法。單根構件的平面內穩(wěn)定性等同于組合構件平面內穩(wěn)定性，滿足5.4.3條公式即可。單根構件的計算長度取決于其上設置的連接板構造是否能起到約束作用。在滿足構造設計要求的前提下，一般以蓋板之間的中心間距作為計算長度。斜向布置的系桿由于其截面較小，節(jié)點連接較弱，可僅作為安全儲備。本條給出了對撐、角撐構件的預加軸向壓力的取值方法。對撐、角撐構件預加軸向壓力可減小基坑開挖后支護結構的水平位移、檢驗支撐連接節(jié)點的可靠性。但如果預加軸力過小，無法有效控制基坑變形，如果預加軸力過大，可能會使支擋結構產(chǎn)生過大反向變形，增大基坑開挖后的支撐軸力。根據(jù)大量魚腹式鋼支撐體系基坑的實踐經(jīng)驗，對撐、角撐構件預加軸向壓力取其軸向壓力設計值的（0.5～0.6）倍較合適。施工時應保證消除預應力損失后的鎖定值為此預加力值。本條規(guī)定是為了避免對撐、角撐與魚腹梁不在同一標高產(chǎn)生次應力；支撐桿件拼接節(jié)點強度不宜小于桿件強度，端板平齊拼接一般不能滿足等強要求，可采用法蘭拼接或翼緣增設連接板法拼接。對撐角撐區(qū)域的腰梁與上節(jié)魚腹梁上弦梁腰梁首尾相連，形成封閉整體設置于基坑周邊。腰梁節(jié)點不宜承受較大拉力，所以一般可在施加預應力之前，對撐角撐區(qū)域的腰梁宜與魚腹梁上弦梁腰梁脫開，待預加力施加完成之后，再將兩者用螺栓連為整體，以避免腰梁承受拉力。一般情況下，對撐、角撐采用H型標準件組合構件，為了保證H型標準件在較大軸向壓力作用下的穩(wěn)定性，通常于對撐、角撐H型標準件上下翼緣設置蓋板和系桿等綴件。對撐、角撐蓋板布置時，下翼緣蓋板遇托梁時可取消，以托梁替代相應位置蓋板。在拼接節(jié)點位置設置蓋板可起到連接H型標準件翼緣的作用，提高節(jié)點傳遞彎矩的能力?？紤]到支撐桿件本身的壓縮變形，以及U型卡及托梁對支撐桿件的摩擦影響，當一端施加預應力后，另一端將會損失一部分預加力，支撐桿件越長，損失越大。所以當支撐桿件較長時，為最大限度消除此損失，在兩端分別設置預應力裝置。5.5立柱和連接件H型鋼柱一般情況下用于土質較好的基坑，若地基土土質較差，宜在型鋼插入前施工水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁。對于矩形鋼管混凝土柱，拼接節(jié)點宜位于基底以下（圖12）。當?shù)鼗镣临|條件較差時，若基坑設置多道魚腹式鋼支撐，考慮到立柱隆起對鋼支撐的影響，豎向支承系統(tǒng)宜采用灌注樁內插格構式鋼立柱的形式。圖12常用立柱拼接節(jié)點構造5.5.2～5.5.3魚腹式鋼支撐體系中立柱一般為單跨結構，且梁柱節(jié)點為鉸接，冗余度較小。立柱的不均勻沉降或較大隆起、不對稱開挖或施工機械碰撞導致立柱傾斜、彎折都將可能對支撐體系受力安全產(chǎn)生較不利的影響。所以，需要充分考慮各種不利因素的影響，復核立柱和立柱樁的承載力。立柱設置剪刀撐（圖13）可大大提高立柱的抗側移剛度及冗余度。每道支撐之間以及最下一道支撐與基底之間均應設置一對剪刀撐。沿基坑周邊魚腹梁區(qū)域設置的立柱可不設置剪刀撐。圖13立柱設置方式與剪刀撐布置1-托梁；2-托座；3-立柱；4-剪刀撐；5-蓋板對撐在施加預應力位置斷開時，可在斷開位置兩側分別設置一對立柱和一根托梁，亦可在斷開位置僅設置一對立柱和兩根托梁以滿足兩側支撐構件的豎向支承要求（圖14）。（a）對撐中部預應力施加處設置兩對立柱兩根托梁情形下平面圖（b）對撐端部預應力施加處設置兩對立柱兩根托梁情形下平面圖（c）對撐中部預應力施加處設置一對立柱兩根托梁情形下平面圖（d）對撐端部預應力施加處設置一對立柱兩根托梁情形下平面圖（e）剖面圖圖14對撐預應力施加處立柱托梁構造1-托梁；2-立柱；3-加載橫梁；4-保力盒；5-H型構件；6-連接件當土壓力較大時，可采用雙層支撐（圖15）。雙層支撐間可設置墊梁，亦可緊貼并用螺栓連接。圖15雙層支撐及三角托架結構剖面圖1-支撐構件；2-腰梁；3-墊梁；4-托架；5-擋土結構6施工6.1一般規(guī)定預應力魚腹式鋼支撐專項施工方案應包含完備的應急預案。常見的險情及相應的應急預案有：1 對撐、角撐向坑內水平位移接近或達到預警值。在基坑開挖過程中由于外部條件變化或者水土壓力增大等原因引起角撐或者對撐位置向坑內的水平位移超過了報警值，應啟動應急安全預案。應急安全預案為：在相應的角撐或者對撐上，使用液壓千斤頂，調節(jié)支撐軸力，并監(jiān)測變形，直至變形穩(wěn)定，然后鎖定軸力。要求調節(jié)過程中，緩慢加壓，實時反饋變形的監(jiān)測結果和變化趨勢，以調整加載的速率和加載量。2 魚腹梁向坑內水平位移接近或達到預警值。應急安全預案為：對魚腹梁已加預應力的鋼絞線進行補張拉和對備用鋼絞線進行張拉，可以控制和減小魚腹梁的變形。備用鋼絞線應逐根張拉，同時應監(jiān)測變形，變形穩(wěn)定時，停止施加預應力。3 鋼腰梁軸向應力接近或達到預警值。應急安全預案：（1）在受壓段加設槽鋼縱向肋板（如圖16所示），增加受壓型鋼橫截面積，降低鋼腰梁上的壓應力。（2）在受壓段型鋼腰梁內，灌入速凝、微膨脹混凝土，要求20分鐘內產(chǎn)生強度，如圖17所示。圖16鋼腰梁中增加縱向肋板圖17鋼腰梁中灌入速凝微膨脹混凝土4 對撐或角撐應力接近或達到預警值應急安全預案：先在對撐、角撐端部位置的擋土結構處堆土反壓（如圖18），然后增加對撐或角撐支撐型數(shù)量，降低支撐型鋼應力。圖18在坑壁反壓土堆降低支撐受力5 連接螺栓斷裂。應急預案：（1）當斷裂螺栓處有較多螺栓孔時，在剪斷處增加連接螺栓數(shù)量或焊接。（2）當螺栓無法增加時，可在剪斷處加焊鋼板連接。魚腹式鋼支撐常用的取土方法有：1 專用平臺上跨支撐結合放坡取土方法。土方挖掘機、運輸車輛利用專用平臺上跨支撐和放坡通道直接進入基坑取土?？缰纹脚_設置如圖19所示?？缭街蔚臈虻酌鎽哂谥雾斆娌恍∮?00mm。運土過程應保證運土道路邊坡穩(wěn)定性和路面的承載能力，運土坡道的坡度不宜大于1:8，坡道的寬度應滿足車輛行駛的要求。圖19跨越對撐、角撐平臺1—對撐、角撐；2—棧橋路基箱；3—棧橋梁；4—焊縫（棧橋梁與路基箱之間焊縫）2 專用平臺垂直取土方法。垂直取土專用平臺設置如圖20所示。平臺底面要求高于支撐的頂面大于200mm。運土車輛停放在平臺上，挖土機在基坑取土工作面作業(yè)，通過長臂挖機或垂直運輸機將平臺下方的土體裝入到運土車輛上。取土過程中應按照設計要求對施工棧橋的荷載進行控制，嚴禁觸碰支撐。圖20垂直取土專用平臺1—路基箱；2—平臺主梁；3—連桿；4—立柱；5—圍護結構；6—鋼支撐；7—角鋼剪刀撐3 下穿支撐取土方法。在支撐下方的立柱之間，開挖運土通道，運土通道與支撐底部的高度應不小于運土車高度0.3m，在通道兩側的立柱上設置反光防撞攔桿和警示標貼，通道上方支撐設置反光警示標貼。運土通道坡度不宜大于1:8，其側向土坡比不宜大于1：3。軟弱土層應作處理或鋪設路基箱、鋼板后方可作為運土通道使用。通常情況下，魚腹式鋼支撐的預應力施加程序按照本條執(zhí)行，預應力數(shù)值按照設計數(shù)值施加。當監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示預應力施加不能達到預期效果時，可根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對預應力施加程序和預應力數(shù)值進行調整。6.2構件安裝立柱施工前應進行放樣定位復核，立柱應避開主體結構的梁、柱和樁位置。立柱與樓板的交接處應使模板預留“開口”以方便立柱回收。托梁和支撐桿件采用螺栓連接。預應力施加前后，托梁和支撐桿件的位置會發(fā)生相對移動，應在預應力施加完畢后在托梁上設置螺栓孔。鋼絞線應先編號后安裝。編號的基本原則是：編號小的鋼絞線位于魚腹梁橋架的底部、位于錨具的上部，編號大的鋼絞線位于魚腹梁橋架的上部、位于錨具的底部。魚腹梁預應力施加時，按照鋼絞線編號從小到大的順序依次進行張拉。目的是避免橋架底層的鋼絞線被上層鋼絞線擠壓，影響預應力施加效果。本條第1款，H型鋼與混凝土梁組合形成腰梁的形式多用于第一道基坑支撐，混凝土梁多為壓頂梁。H型鋼與混凝土梁之間通過預埋螺栓進行連接。施工應按以下順序進行：1安裝H型鋼腰梁；2施工混凝土腰梁模板；3混凝土腰梁鋼筋綁扎；4安裝預埋螺栓；5澆筑混凝土、養(yǎng)護成型。H型鋼嵌入混凝土梁時（如圖21所示），嵌入?yún)^(qū)域混凝土梁截面削弱，施工時應增大該區(qū)域混凝土梁截面，確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。圖21型鋼嵌入混凝土腰梁示意圖為保證螺栓連接構件之間力的傳遞，并考慮到裝配式魚腹梁鋼支撐安裝和拆除的工效，經(jīng)檢測確定連接螺栓（M24）的終擰扭矩不小于105N.m是合適的。6.3預應力施加與控制為了保證預應力的均勻施加，預應力應遵循“分級”、“循環(huán)”的加壓原則。本條給出的預應力施加圖為4級循環(huán)加壓，施工中預應力的循環(huán)加壓次數(shù)不宜小于本條規(guī)定次數(shù)。為避免預應力施加后，型鋼腰梁受拉破壞，應在預應力施加前將魚腹梁與兩側腰梁間螺栓脫開。對鋼絞線施加預應力時，采用“雙控”措施，需對所采用的鋼絞線進行標定，確定其拉力與伸長量的關系。根據(jù)標定得到的結果，通過測量其伸長量來檢測鋼絞線施加預應力鎖定后其保留的預應力值。由于鋼絞線采用自鎖式夾片鎖定預應力，在鋼絞線鎖定時有部分的預應力損失，因此，在施加預應力時應對鋼絞線進行超張拉，其超張拉量可通過檢測鋼絞線的拉力值來確定。6.4支撐拆除與回收在分區(qū)域拆除支撐時