传统的钢筋混凝土基坑支撑相比, 钢结构支撑具有绿色环保、可重复利用、能快速形成刚度等优点,并可通过与液压千斤顶配套使用对支撑施加并实时调整预压力。我国虽然对基坑钢结构支撑的研究与应用开始较早,然而由于政策导向、材料与人力资源成本的原因, 钢结构支撑并未得到大规模推广应用。相反, 基坑钢结构支撑在日本已发展为主要的基坑支撑形式。本文通过对比中国与日本的钢结构支撑体系设计方法,明确了两国设计方法的异同,为进一步研究与推进钢结构支撑体系在我国的应用提供了参考。
我国于2011年1月出版了图集《建筑基坑支护结构构造》11SG814,该图集给出了钢支撑系统常用的技术参数与节点构造;于1999年9月出版并于2012年修订了行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,该标准给出了钢支撑系统的设计计算方法。
国内较早成功应用基坑钢结构支撑体系的典型案例为1998年获得北京市科技进步三等奖的北京国贸二期项目。该项目基坑东西长约256m,南北宽约51m,开挖深度18.6m,设3层水平支撑。钢支撑的布置如下:每隔8m左右布1道横撑,角部设斜撑,在基坑宽度方向设3排立柱,在支撑与立柱交汇处设系杆。
支撑架设和土方开挖结合进行,严格按照“随挖随撑”的原则逐层开挖,及时支撑,限度的减少基坑变形,确保基坑稳定,钢管支撑采用地面上整根拼装,50吨汽车吊进行吊装、架设,200吨千斤顶施加应力。
钢支撑施工方法
1、施工准备
基坑开挖前,现场应准备足够数量的钢管支撑、活络头、托架、钢丝绳等材料。钢管支撑进场后严格按照设计要求及有关规范标准对钢管质量认真检查,严防不合格支撑材料投入使用。
钢管支撑:采用φ609、壁厚16mm的钢管焊接制作,端头采用直径750mm钢法兰盘连接,管钢法兰盘厚度不小于20mm。
钢围檩:钢围檩采用双拼40工字钢。
钢楔子:材质为锰钢,厚度分别为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm。
高强螺栓:采用M24六角头高强螺栓,螺杆长度10cm。
在当前的建筑模板工程中,木模板的应用依旧是主流。但是,采用钢支撑(成套钢支撑或钢方通等)替代传统木方作为模板主、次背楞的模板加固体系,已经越来越受到施工单位的青睐,因为这项工艺带来了经济效益和社会效益:
安全可靠
钢支撑龙骨比木方龙骨刚性大、变形小,加固稳定可靠;
**质量
钢支撑截面尺寸一致,施工误差可控,构件成型更好;
成本降低
钢支撑周转次数多,摊销费用少,效益显著;
施工轻便
钢支撑重量轻、体积小,易搬运,周转、运输方便;
施工快捷
钢支撑构件标准化、模块化,配件简易、适用性强,规格统一,定型连接,简单可靠,安装快;
外墙柱采用拉**结合,楼面上预埋钢筋拉结点,斜拉/**间距≤2m,距墙柱边≤50cm;内剪力墙采用钢管对称斜撑,斜撑间距≤2m,距墙柱边≤50cm,楼板上预留钢筋支撑点。
阴角加固:首先紧固条型主背楞,1号对拉螺杆暂不紧固;安装 L 形主背楞,同时紧固1号、2号对拉螺杆;确保L形主背楞一边紧靠次背楞,一边紧靠条型主背楞;阴角*1道对拉螺杆分别距墙边200mm设置。
钢支撑指运用钢管、H型钢、角钢等增强工程结构的稳定性,一般情况是倾斜的连接构件,常见的是人字形和交叉形状。钢支撑在地铁、基坑围护方面被广泛应用。因钢支撑可回收再利用,具有经济性、环保性等特征。
简单的说就是建造地铁用的 16mm壁厚的支撑钢管、钢拱架、钢格栅一样,这是都是支护用的,挡着涵洞隧道的土壁,防止基坑倒塌,在地铁施工中广泛运用。
地铁施工中用到钢支撑组件包括固定端、活络接头端。
钢支撑主要规格有Φ400,Φ580,Φ600,Φ609,Φ630,Φ800等。