《現(xiàn)代土木工程施工專項(xiàng)技術(shù)》 課件 8.7內(nèi)撐式支護(hù)

第八章深基坑支護(hù)施工技術(shù)大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部宋永發(fā)8.7內(nèi)撐式支護(hù)8.7.1概述內(nèi)撐式支護(hù)主要由支護(hù)結(jié)構(gòu)和擋土體系兩部分組成。作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體的支承，內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)保證基坑穩(wěn)定和控制周圍地層變形起著極大的作用。內(nèi)支撐可以直接平衡兩端圍護(hù)墻上所受的側(cè)壓力，構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確;錨桿設(shè)置在圍護(hù)墻的外側(cè)，為挖土、結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了空間，有利于提高施工效率。深基坑開(kāi)挖中采用內(nèi)支撐系統(tǒng)的圍護(hù)方式已得到廣泛的應(yīng)用。特別對(duì)于軟土地區(qū)基坑面積大、開(kāi)挖深度深的情況，內(nèi)支撐系統(tǒng)由于具有無(wú)需占用基坑外側(cè)地下空間資源、可提高整個(gè)圍護(hù)體系的整體強(qiáng)度和剛度以及可有效控制基坑變形的特點(diǎn)而得到了大量的應(yīng)用。8.7.1概述內(nèi)支撐構(gòu)造內(nèi)支撐可以直接平衡兩端圍護(hù)墻上所受的側(cè)壓力，構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確;錨桿設(shè)置在圍護(hù)墻的外側(cè)，為挖土、結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了空間，有利于提高施工效率。深基坑開(kāi)挖中采用內(nèi)支撐系統(tǒng)的圍護(hù)方式已得到廣泛的應(yīng)用。特別對(duì)于軟土地區(qū)基坑面積大、開(kāi)挖深度深的情況，內(nèi)支撐系統(tǒng)由于具有無(wú)需占用基坑外側(cè)地下空間資源、可提高整個(gè)圍護(hù)體系的整體強(qiáng)度和剛度以及可有效控制基坑變形的特點(diǎn)而得到了大量的應(yīng)用。內(nèi)支撐體系內(nèi)支撐體系內(nèi)支撐支護(hù)的基本構(gòu)件是圍檁、水平支撐、鋼立柱以及立柱樁。水平支撐是平衡圍護(hù)墻外側(cè)水平作用力的主要構(gòu)件，要求傳力直接、平面剛度好而且分布均勻。在施工線程中常見(jiàn)的內(nèi)支撐體系有單層或多層平面支撐體系、豎向斜撐體系兩類。平面支撐體系可以直接平衡支撐兩端圍護(hù)墻上所收到的側(cè)壓力，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，受力明確，使用范圍廣。但當(dāng)支撐長(zhǎng)度較大時(shí)，應(yīng)考慮支撐自身的彈性壓縮以及溫度應(yīng)力等因素對(duì)基坑位移的影響。豎向斜撐體系的作用是將圍護(hù)墻所受的水平力通過(guò)斜撐傳到基坑中部先澆筑好的斜撐基礎(chǔ)上。對(duì)于平面尺寸較大，形狀不很規(guī)則的基坑，采用斜支撐體系施工比較方便，也可大幅節(jié)省支撐材料。但墻體位移受到基坑周邊土坡變形、斜撐彈性壓縮以及斜撐基礎(chǔ)變形等多種因素的影響，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)給予合理考慮。此外，土方施工和支撐安裝應(yīng)保證對(duì)稱性。8.7.2內(nèi)支撐材料支撐材料可以采用鋼或混凝土，也可以根據(jù)實(shí)際情況采用鋼—混凝土組合的支撐形式。鋼結(jié)構(gòu)支撐自重輕、安裝和拆除方便、施工速度快以及可以重復(fù)使用，安裝后能立即發(fā)揮支撐作用，對(duì)減少由于時(shí)間效應(yīng)而增加的基坑位移十分有效。因此如有條件應(yīng)優(yōu)先采用鋼結(jié)構(gòu)支撐。鋼支撐的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和安裝相對(duì)比較復(fù)雜，如處理不當(dāng)，會(huì)由于節(jié)點(diǎn)的變形或節(jié)點(diǎn)傳力的不直接而引起基坑過(guò)大的位移。因此，提高節(jié)點(diǎn)的整體性和施工技術(shù)水平是至關(guān)重要的?，F(xiàn)澆混凝土支撐剛度大，整體性好，可以采取靈活的布置方式適應(yīng)于不同形狀的基坑，而且不會(huì)因節(jié)點(diǎn)松動(dòng)而引起基坑的位移，施工質(zhì)量相對(duì)容易得到保證，所以使用面也較廣。但是混凝土支撐在現(xiàn)場(chǎng)需要較長(zhǎng)的制作和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，制作后不能立即發(fā)揮支撐作用，需要達(dá)到一定的強(qiáng)度后，才能進(jìn)行其下土方作業(yè)，施工周期相對(duì)較長(zhǎng)。同時(shí)，混凝土支撐采用爆破方法拆除時(shí)，對(duì)周圍環(huán)境也有一定的影響，爆破后的清理工作量也很大，支撐材料不能重復(fù)利用。8.7.3內(nèi)支撐施工原則8.7.4無(wú)論何種支撐、其總體施工原則都是相同的，土方開(kāi)挖的順序、方法必須與設(shè)計(jì)工況一致，并遵循“先撐后挖、限時(shí)支撐、分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”的原則進(jìn)行施工，盡量減小基坑無(wú)支撐暴露時(shí)間和空間。同時(shí)應(yīng)根據(jù)基坑工程等級(jí)、支撐形式、場(chǎng)內(nèi)條件等因素，確定基坑開(kāi)挖的分區(qū)及其順序。宜先開(kāi)挖周邊環(huán)境要求較低的一側(cè)土方，并及時(shí)設(shè)置支撐。環(huán)境要求較高一側(cè)的土方開(kāi)挖，宜采用對(duì)稱開(kāi)挖、限時(shí)完成支撐或墊層的方式。內(nèi)支撐式支護(hù)施工8.7.5以鋼支撐施工為例，施工工藝如下：測(cè)量定位當(dāng)挖土至鋼支架底部以下30cm時(shí)，立即組織專職人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)支架進(jìn)行測(cè)量、布置和定位。支架定位允許偏差要求為:2cm(水平位置偏差)，1.5cm(高度偏差)。標(biāo)記鋼支架的安裝高度和水平位置。起吊鋼支撐移到相應(yīng)安裝部位后，緩慢的將鋼支撐安放在圍檁的托架上。鋼支撐吊到位后，先不松開(kāi)吊鉤，將一端的活動(dòng)頭拉出頂住鋼圍檁，再將液壓千斤頂放入頂壓位置，為方便施工并保持千斤頂加力一致，千斤頂用托架固定。液壓千斤頂在施工時(shí)應(yīng)平衡頂壓，保持千斤頂?shù)妮S力方向與支撐的中線平行。內(nèi)支撐式支護(hù)施工8.7.5鋼支撐安裝基坑開(kāi)挖到鋼支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.5米，開(kāi)始安裝架設(shè)鋼支撐。第二道與第三道鋼支撐在支撐范圍內(nèi)均支撐在圍檁上?？紤]鋼支撐安裝后土方開(kāi)挖及運(yùn)輸機(jī)械的通道，從每層開(kāi)挖面的中部預(yù)先拉槽，槽的高度以上一層鋼支撐底部下6m控制，兩側(cè)留2-3m寬的平臺(tái)，作為護(hù)墻土體。鋼支撐采用法蘭連接，每根鋼支撐的安裝軸線偏心不大于20mm；鋼支撐拼裝時(shí)應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)螺母連接方向，并應(yīng)在平整地方進(jìn)行拼裝，采用對(duì)角和分級(jí)分序?qū)⒙菽赴饩o，使各螺栓受力均勻。經(jīng)檢查合格的鋼支撐應(yīng)按部位進(jìn)行編號(hào)，以免用錯(cuò)。內(nèi)支撐式支護(hù)施工8.7.5施加預(yù)應(yīng)力鋼支撐安裝好并調(diào)整標(biāo)高后，然后用兩臺(tái)千斤頂在活動(dòng)端逐級(jí)施加預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力值按設(shè)計(jì)要求至無(wú)明顯衰減時(shí)停止，以液壓表讀數(shù)計(jì)算預(yù)加力為控制依據(jù)。預(yù)壓力的施加在活動(dòng)端兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，由專人統(tǒng)一指揮，以保證施工達(dá)到同步協(xié)調(diào)。鋼支撐拆除鋼支撐的拆除嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的程序拆除，遵循“先換撐，后拆撐”的原測(cè)。拆除順序?yàn)椋翰鸪龝r(shí)用起重機(jī)將鋼支撐吊緊，在活動(dòng)端設(shè)兩臺(tái)千斤頂，施加軸力至活動(dòng)端松動(dòng)，逐級(jí)卸載，再吊起鋼支撐。