[3]内支撑的设计与计算

浅谈复杂深基坑内支撑钢格构柱施工要点摘要：本文结合工程实例，介绍了深基坑支护中，作为支撑立柱的钢格构柱的工艺技术以及施工控制措施,总结施工要点，供同行在类似施工工艺中参考。

关键词：深基坑；内支撑；格构柱；施工；基坑安全1．前言随着城市建设的快速发展，土地资源变得日益紧张，兴建在地处闹市区的建筑也随之增多，基坑开挖深度也越来越深。

新建建筑由于受到空间的制约，特别是某些建筑红线临近原有建筑物的工程，在基础施工阶段难以满足施工空间的需要，甚至无可供施工作业的空间。

深基坑支护在均衡成本、工期、安全等因素之后，采取内支撑形式往往是的首选，临时支撑结构施工有水平支撑的钢筋混凝土梁和钢管支撑梁，垂直支撑结构一般有钢筋混凝土结构柱、型钢柱和钢格构柱。

本文结合平南中央商务区CBD-2#、3#楼工程实例，就复杂深基坑内支撑使用钢格构柱作为竖向支撑的施工过程要点进行探讨分析。

2．工程概况及工艺要求平南中央商务区CBD-2#、3#楼工程位于广西贵港市平南中心地带朝阳路，框剪结构，地下两层，地上31层，总建筑面积45600㎡。

由于周边条件限制，本项目深基坑采用异形钢筋混凝土内支撑梁+钢格构立柱的支护形式。

钢格构支撑柱施工工艺即是以传统灌注桩为承载基础，在其上吊装并固定钢格构柱，使钢格构柱下端锚固在桩基上，上端回填砾石、粗黄砂等物料，待强度达标后，将钢格构支撑柱端周边土体进行开挖即可形成临时钢格构支撑柱。

2.1柱端成桩卸荷原理：钢格构柱临时支撑结构本质是下半截为混凝土灌注桩桩基，上半截为钢格构柱，其实现方法如下：先采用传统冲孔或钻孔灌注桩方式成孔，再将灌注桩钢筋笼和钢格构柱在孔口处焊接连接后，然后继续将钢筋笼和钢格构柱下放到位，并在钢筋笼长度范围内浇筑混凝土，最后在上半截灌填粗砂或砾石材料，以此形成下端为灌注桩承载基础的桩柱式临时支撑结构。

2.2钢格构柱垂直度控制原理：钢格构柱垂直度控制是确保钢格构柱在临时支撑承载时不发生偏心受压的前提，是整个施工控制的关键环节。

- 101 -工 程 技 术随着城市化的发展，密集的城市群体已将地上空间消耗殆尽[1]。

为满足建设需求，迫使人类活动向地下空间拓展[2]。

在地下空间施工作业的过程中，保护已有的地上建筑物不受岩土扰动的影响，是目前待解决的问题[3]。

同济启明星作为一款商用的岩土软件，在软土地区基坑围护设计占有较大的市场份额。

本文采用启明星FRWS 与BSC-3D 模块，以某一软土区深基坑为案例，优化围护墙与内支撑联合分析计算模型，在联合分析的基础上，与实测深层土体位移值进行对比。

1 工程概况拟建基坑工程在杭州市萧山区，基坑开挖面积约为6300m 2，基坑周长约330m ，开挖深度6.30m~7.10m ，属于深基坑。

根据地勘资料可知，该基坑开挖范围内主要涉及的土层为杂填土、黏质粉土及淤泥质粉质黏土，其中物理力学性能较差的淤泥质土层顶面埋深较浅，厚度较大，独有的蠕变性对基坑周边变形控制提出了严苛的要求。

结合实地踏勘，拟建基坑平面接近矩形，如图1所示。

基坑南侧紧邻现行市政道路，下覆弱电缆线，基坑边线距道路边线仅为10.4m 。

基坑西侧、北侧及东侧临近现状楼房，西侧为4层框架结构车间，桩基础，基础距边线9m ，其中1层靠基坑侧有材料堆载，按20t/㎡考虑。

北侧为5层框架结构民房，桩基础，距边线12m 。

东侧3层框架结构民房，浅基础，距边线10m 。

2 模型概况根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）3.1.3条[4]，该基坑结构失效或者土体变形对周边环境影响很严重，因此安全等级定义为一级，结构重要性系数使用年限为1年。

内力、变形计算结果的准确性在很大程度上依赖于软件中输入的计算参数，该基坑整体计算拟采用启明星BSC-3D 模块。

为保证计算结果更符合实际工况，应尽量减少拟合过程中的计算简化工作，因此由FRWS 模块提供整体计算中的围压及支撑刚度参数，联合分析剖面计算与整体计算。

2.1 剖面计算参数基坑普遍开挖深度约为6m ，主要涉及土层为3层淤泥质粉质黏土，考虑采用SMW 工法桩配合一道砼支撑，其中土层设计参数详见表1。

钢板桩基坑支护计算书一、结构计算依据1、国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省建筑行业强制性标准规范、规程。

2、提供的地质勘察报告。

3、工程性质为管线构筑物，管道埋深4.8~4.7米。

4、本工程设计，抗震设防烈度为六度。

5、管顶地面荷载取值为：城-A级。

6、本工程地下水位最小埋深为2.0m。

7、本工程基坑计算采用理正深基坑支护结构计算软件。

（1）内支撑计算内支撑采用25H 型钢 A=92.18cm 2i x =10.8cm i y =6.29cm Ix=10800cm 4Iy=3650cm4Wx=864cm 3][126.11529.6725][13.678.10725λλλλ===<===y y x i l i l x查得464.0768.0==y x ϕϕ内支撑N=468.80kN ，考虑自重作用，M x =8.04N ·m MPa f A N fy y 215][6.1091018.92464.01080.46823=<=⨯⨯⨯=⋅=ϕ MPa f Wx Mx A N fx x 215][05.58107.1361004.810117768.01080.4684623=<=⨯⨯+⨯⨯⨯=+⋅=ϕ（2）围檩计算取第二道围檩计算，按2跨连续梁计算，采用30H 型钢A=94.5cm 2 i x =13.1cm i y =7.49cm Ix=20500cm 4 Iy=6750cm 4 Wx=1370cm 3[ 计算结果 ]挡土侧支座负弯距为：M max =0.85×243.3kN ·m=206.8kN ·m ，跨中弯矩为M max =183.4kN ·m 支座处： MPa cmmkN Wx M 9.15013708.206max 13=⋅==σ，考虑钢板桩结构自身的抗弯作用，可满足安全要求。

跨中：][87.13313704.183max 23σσ<=⋅==MPa cmm kN Wx M支护结构受力计算5.3米深支护计算---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 排桩支护[ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ]----------------------------------------------------------------------弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 截面验算 ]基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)σnei = Mn / Wx= 134.931/(2200.000*10-6)= 61.332(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)σwai = Mw / Wx= 115.502/(2200.000*10-6)= 52.501(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足式中:σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);Mw ———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);Mn ———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);Wx ———钢材对x轴的净截面模量(m3);f ———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法：瑞典条分法应力状态：有效应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 1.180圆弧半径(m) R = 12.220圆心坐标X(m) X = -3.876圆心坐标Y(m) Y = 2.422---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:M p ——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。

檩条可分为:实腹式檩条,空腹式檩条,桁架式檩条;1，实腹式檩条:有热轧工字钢檩条、槽钢檩条、高频焊接H型钢檩条、冷弯薄壁卷边槽钢檩条（C型檩条）、冷弯薄壁卷边Z型檩条。

2，空腹式檩条：空腹式檩条由角钢的上、下弦和缀板焊接组成。

3，桁架式檩条：分为平面桁架式和空间桁架两种。

一般门钢架隅撑在屋脊处第一个檩条开始布置,但有时有中柱时为了避开隅撑与中柱节点交叉,隅撑也会从第二个隅撑开始布置,门规(CECS102:2002)中没有规定隅撑布置的具体位置,所以可以根据经验来做隅撑的具体布置.在钢梁截面变化处两侧也要设置;隅撑的作用是报纸横梁的下翼缘的稳定，自然就要布置在下翼缘受压的位置，并不是沿整个横梁都需要布置对称布置时,如果要发挥作用，显然是一个受压一个受拉，只是数值上是个叠加关系，因此取一半；事实上在边跨刚架，只能布置一个隅撑，隅撑发挥作用，可能受压也可能受拉；我觉得规范之所以按受压杆件考虑，主要还是出于刚度的角度；就象柱间支撑，当刚架较高时或跨度较大或吊车吨位较大时，按压杆设计；如果单纯从静力学角度，按拉杆也没问题，但刚度显然较按压杆设计时差，有吊车时也容易晃动；小小的隅撑作用如此之大，很多人都用隅撑来作为平面外支点来减小计算长度，考虑到隅撑与梁柱连接的部位.方式要求已经是很宽松，这里按压杆还是合理的早先的设计手册，隅撑是支在两侧翼缘上，但门规允许隅撑连在腹板下部，此时不再有力偶的作用，这样做是基于一个理论：只要支撑刚度够，下翼缘平面外位移很小，就可保证平面外稳定。

可以对比一下柱间支撑，十字交叉支撑可以按受拉杆件考虑，在地震区按一拉一压考虑；人字形支撑按一压一拉受力，都按压杆设计。

如果不考虑梁腹板对下翼缘支承，此处隅撑类似于人字形支承，应按压杆设计。

边隅撑保证平面外稳定是利用了腹板的弹性支承作用。

所说隅撑采用对称受拉支承最为相似的是广州新体育馆，屋面桁架之间采用了垂直交叉拉索，作用是保证桁架下翼缘的平面外稳定，不同的是索施加了预应力以保证始终在弹性状态，在同济作了足尺实验。

模板支撑体系计算书计算依据：1、《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-20162、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-20083、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-20114、《混凝土结构设计规范》GB 50010-20105、《建筑结构荷载规范》GB 50009-20126、《钢结构设计规范》GB 50017-2003一、工程属性风荷载参数:荷载系数参数表:设计简图如下:模板设计平面图模板设计立面图四、面板验算楼板面板应搁置在梁侧模板上，本例以简支梁，取1m单位宽度计算。

W = bh2/6=1000x13x13/6 = 28166.667mm3, I = bh3/12=1000x13x13x13/12 = 183083.333mm4承载能力极限状态% = 丫。

”1.35'5 +(G2k+G3k)xh)+1.4x/x(Q1k + Q2k)]xb=1x[1.35x(0.1+(24+1.1)x0.4)+1.4x0.9x2.5]x1=16.839kN/m正常使用极限状态q=(Y G(G1k +(G2k+G3k)xh))xb =(1x(0.1+(24+1.1)x0.4))x1 =10.14kN/m计算简图如下：W? TV?瞥HIP"」闻,,1、强度验算M max=q1l2/8 = 16.839x0.252/8 = 0.132kN-mo=M /W=0.132x106/28166.667 = 4.671N/mm2S[f] = 15N/mm2 max满足要求！2、挠度验算v max=5ql4/(384EI)=5x10.14x2504/(384x10000x183083.333)=0.282mmv=0.282mm<[v] = L/400=250/400 = 0.625mm满足要求！五、小梁验算q1 = 丫。

>1.'。

+(5+%9)+1.4*限9比+Q2k)]xb=1x[1.35x(0.3+(24+1.1)x0.4)+1.4x0.9x2.5]x0.25=4.277kN/m因此，q1静=Y0x1.35x(G1k +(G2k+G3k)xh)xb=1x1.35x(0.3+(24+1.1)x0.4)x0.25 = 3.49kN/m q1活=Y0x1.4xW c x(Q1k + Q2k)xb=1x 1.4x0.9x2.5x0.25 = 0.787kN/m 计算简图如下：1、强度验算M1= 0.125q1静L2+0.125q1 活L2=0.125x3.49x0.92+0.125x0.787x0.92=0.433kN-mM2 = q1L12/2=4.277x0.32/2 = 0.192kN-mM max=max[M], M2] =max[0.433, 0.192] = 0.433kN-m gM max/W=0.433x106/42667=10.15N/mm2<[f]=15.444N/mm2 满足要求！2、抗剪验算V1= 0.625q1静L+0.625q1活L=0.625x3.49x0.9+0.625x0.787x0.9 = 2.406kNV2=q1L[=4.277x0.3 = 1.283kNV max=max[V], V2]=max[2.406, 1.283] =2.406kNT max=3V max/(2bh0)=3x2.406x1000/(2x40x80) = 1.128N/mm2<[T]=1.782N/mm2 满足要求！3、挠度验算q=(Y G(G1k +(G2k+G3k)xh))xb=(1x(0.3+(24+1.1)x0.4))x0.25 = 2.585kN/m挠度,跨中v max=0.521qL4/(100EI)=0.521x2.585x9004/(100x9350x170.667x104) = O.554mm<[v]=L/400=900/400=2.25mm；悬臂端v max= ql14/(8EI)=2.585x3004/(8x9350x170.667x104) = 0.164mm<[v]=2xl1/400 = 2x300/400= 1.5mm满足要求！六、主梁验算1、小梁最大支座反力计算q1 = Y0x[L35x(G ik +(G2k+G3k)xh)+1.4x%x(Q ik +Q2k)]xb=1x[1.35x(0.5+(24+1.1)x0.4)+1.4x0.9x2.5]x0.25=4.345kN/mq1 静=Y0x1.35x(G1k +(G2k+G3k)xh)xb = 1x1.35x(0.5+(24+1.1)x0.4)x0.25 = 3.557kN/mq1活=丫/1.4*限91k + Q2k)xb =1x1.4x0.9x2.5x0.25 = 0.787kN/mq2= (Y G(G1k +(G2k+G3k)xh))xb=(1x(0.5+(24+1.1)x0.4))x0.25 = 2.635kN/m承载能力极限状态按二等跨连续梁，R max=1.25q1L=1.25x4.345x0.9=4.888kN按二等跨连续梁按悬臂梁，R1= (0.375%静+0.437q1活)L +q1l1= (0.375x3.557+0.437x0.787)x0.9+4.345x0.3 = 2.814kN主梁2根合并，其主梁受力不均匀系数=0.6R=max[R max，RJx0.6 = 2.933kN;正常使用极限状态按二等跨连续梁，R'max = 1.25q2L= 1.25x2.635x0.9 = 2.964kN按二等跨连续梁悬臂梁，R'1= 0.375q2L +qj = 0.375x2.635x0.9+2.635x0.3 =1.68kNR'=max[R'max，R'Jx0.6 = 1.779kN;计算简图如下：2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN 2.933kN主梁计算简图一2、抗弯验算gM max/W=0.865x106/4490=192.748N/mm2s[f]=205N/mm2满足要求！3、抗剪验算主梁剪力图一(kN)T max=2V max/A=2x6.664x1000/424 = 31.436N/mm2<[i]=125N/mm2满足要求！4、挠度验算跨中v max=0.974mms[v]=900/400=2.25mm悬挑段v max=0.332mmS[v]=2x150/400=0.75mm满足要求！5、支座反力计算承载能力极限状态图一支座反力依次为R1=8.001kN，R2=11.064kN，R3=11.064kN，R4=8.001kN 七、可调托座验算按上节计算可知，可调托座受力N=11.064/0.6=18.44kNS[N] = 30kN 满足要求！八、立杆验算1、长细比验算l o=k|i(h+2a)=1x1.1x(1500+2x250)=2200mmX=l o/i=2200/15.9=138.365<[X]=230 满足要求！2、立杆稳定性验算考虑风荷载：l0=k|i(h+2a)=1.155x1.1x(1500+2x250)=2541mm九=l0/i=2541.000/15.9=159.811查表得，叼=0.277M wd=Y0xw w Y Q M wk二Y0xw w Y Q(C2w k l a h2/10)=1x0.9x1.4x(1x0.024x0.9x1.52/10)=0.006kN-m N d=Max[R1,R2,R3，R4]/0.6+1xy G xqxH=Max[8.001,11.064,11.064,8.001]/0.6+1x1.35x0.15x4=19.25kNf d=N d/(91A)+M wd/W =19.25x103/(0.277x424)+0.006x106/4490=165.266N/mm2<[o]=205N/mm2满足要求！九、高宽比验算根据《建筑施工脚手架安全技术统一标准》GB51210-2016第8.3.2条：支撑脚手架独立架体高宽比不应大于3.0H/B=4/4=1<3满足要求！十、架体抗倾覆验算风荷栽fl制示甘国支撑脚手架风线荷载标准值:4.=1/、=0.9*0.111=0.1四加：风荷载作用在支架外侧竖向封闭栏杆上产生的水平力标准值：F wk= 1a xH m X Wmk=0.9x 1.5x0.163=0.22kN支撑脚手架计算单元在风荷载作用下的倾覆力矩标准值M卜：okM ok=0.5H2q wk+HF wk=0.5x42x0.1+4x0.22=1.679kN.m参考《规范》GB51210-2016第6.2.17条：B21a(g k1+8卜/冯占应以g k1——均匀分布的架体面荷载自重标准值kN/m2g k2——均匀分布的架体上部的模板等物料面荷载自重标准值kN/m2G jk一支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料自重标准值kNbj——支撑脚手架计算单元上集中堆放的物料至倾覆原点的水平距离mB21a(g k1+ g k2)+2SG jk b j =B21a[qH/(1a x1b)+G1k H2xG jk xB/2=42x0.9x[0.15x4/(0.9x0.9)+0.5]+2x1x4/2=21.867kN. m>3y0M ok =3x1x1.679=5.038kN.M满足要求！十一、立杆支承面承载力验算11、受冲切承载力计算根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.5.1条规定，见下表可得：P h=1，f t=0.992N/mm2，”=1，h0=h-20=380mm，u m =2[(a+h0)+(b+h0)]=2120mm F=(0.7Pf +0.25oh t pc)nu m h0=(0.7x1x0.992+0.25x0)x1x2120x380/1000=559.409kNNF1=19.25kNm满足要求！2、局部受压承载力计算根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.6.1条规定，见下表可得：f c=11.078N/mm2，氏=1，P i=(A b/A l)i/2=[(a+2b)x(b+2b)/(ab)]i/2=[(400)x(300)/(200x100)]i/2=2.449A =ab=20000mm2inF=1.35P c P l f c A ln=1.35x1x2.449x11.078x20000/1000=732.657kN>F1=19.25kN 满足要求！。

门式柱间支撑计算书
门式柱间支撑计算书一般参考《GB 50017-2003 钢结构设计规范》《GB 50009-2001 建筑结构荷载规范》《CECS 102:2002 门式钢架轻型钢结构设计规程》等规范进行编写。

以下是一份门式柱间支撑计算书的部分内容：
- 构件信息：中柱支撑采用Φ34张紧圆钢，边柱支撑采用Φ24张紧圆钢。

- 材料特性：材料牌号为Q235B，屈服强度为235.0MPa，抗拉强度设计值为215.0MPa，弹性模量为2.06x10^5MPa。

- 荷载信息：基本风压W0=0.65kN/m^2，地面粗糙度为B类，风载体型系数μs=+1.0，高度变化系数μz=1.0。

- 内力计算：按竖向放置的桁架计算，支撑最大内力为中柱支撑N=138.96kN（受拉），边柱支撑N=72.32kN（受拉）。

- 构件强度验算：中柱支撑138.96x10^3/712.4=195.1MPa<215MPa，满足；边柱支撑72.32x10^3/354.9=203.8MPa<215MPa，满足。

请注意，实际的柱间支撑计算书可能会因项目的具体情况和设计要求而有所不同。

在进行柱间支撑设计时，建议咨询专业的工程师或结构设计师以获取准确的计算结果。

支架竖向承载力计算：按每平方米计算承载力，中板恒载标准值:f=2.5*0.4*1*1*10=10KN ；活荷载标准值N Q = (2.5+2 )*1*1=4.5KN ；则：均布荷载标准值为：P1=1.2*10+1.4*4.5＝18.3KN ；根据脚手架设计方案，每平方米由2根立杆支撑，单根承载力标准值为100.3KN ，故：P1=18.3/2=9.15KN<489.3*205=100.3KN 。

满足要求。

或根据中板总重量（按长20m 计算）与该节立杆总数做除法，中板恒载标准值:f=2.5*0.4*10*20*19.6=3920KN ；活荷载标准值NQ = (2.5+2 )*20*19.6=1764KN ；则：均布荷载标准值为：P1=1.2*3920+1.4*1764＝7173KN ；得P1＝7173KN<100.3*506=50750KN 。

满足要求。

支架整体稳定性计算：根据公式： []N f Aσϕ≤＝式中：N －立杆的轴向力设计值，本工程取15.8kN ；－轴心受压构件的稳定系数，由长细比λ决定，本工程λ＝136，故＝0.367； λ－长细比，λ＝l 0 /i ＝2.15/1.58*100＝136；l 0－计算长度，l 0＝kμh ＝1.155*1.5*1.2＝2.15m ；k－计算长度附加系数，取 1.155；μ－单杆计算长度系数 1.55；h－立杆步距0.75m。

i－截面回转半径，本工程取1.58cm；A－立杆的截面面积，4.89cm2；f－钢材的抗压强度设计值，205N/mm2。

σ＝15.8/（0.367*4.89）＝88.04N/mm2<[f]=205N/mm。

满足要求.支架水平力计算支架即作为竖向承力支架，也作为侧墙内撑支架，因此需计算支架水平支撑力，即侧墙施工时产生的侧压力。

混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即为新浇筑混凝土的最大侧压力。

工程施工Engineering Construction– 184 –0 前言高层建筑工程施工过程中深基坑是一个基本的工序，然后对深基坑的施工来说，其难度往往非常大，尤其是部分高层建筑位于城市中心区域，其复杂的施工环境更是加大了深基坑的施工难度，如何确保施工过程中周边建筑物和低下相关管线等设施的安全稳定至关重要，这样就需要做好深基坑的支护。

1 工程地质条件和水文地质条件工程位于已建城市道路边，场地开阔平整，交通便利。

根据地勘报告场地内土质为：素填土、淤泥质黏土、粉质黏土等，除基坑上部的素填土和淤泥质黏土土质较差，其余土层强 度较高。

存在于杂填土中的上层滞水为场地主要地下水，应采取疏、堵措施，避免对坑壁产生浸 蚀和渗透破坏。

本基坑微承压水赋存于粉质黏土粉细砂中，场地承压水对基坑无直接影响。

2 基坑支护设计 本基坑安全等级为一级。

排桩+内支撑基坑支护设计（1）基坑支护方式采用排桩(钻孔灌注桩)加二道(混凝土)内支撑，上部0.5～2.5m一级放坡，坡面采用土钉挂网喷混凝土技术，桩间采用高压旋喷桩形成止水帷幕。

整个支护结构体系由支护桩(钻孔灌注桩)、冠梁、冠梁兼围檩、围檩、支护梁、立柱桩组成。

支护桩采用φ1000、φ1200钻孔灌注桩，冠梁截面尺寸为1200mm×600mm，围檩截面尺寸为1300mm×800mm，支护梁截面尺寸为800mm×700mm、1000mm×800mm、700mm×700mm等，分别在标高-3.5m、-8m处支撑，立柱采用等边角钢格构柱，截面尺寸为 430mm×430mm，材质为Q235钢。

（2）内支撑结构计算内支撑系统采用对顶撑+角撑桁架的形式，支撑系统内力和变形采用平面刚架有限元计 算，经计算，杆件最大变形为15mm左右，小于30mm，满足设计要求。

内支撑系统主要由钢筋混凝土支撑杆件、立柱、围檩（腰梁）组成。

3 主要施工技术及操作要点3.1 施工顺序：基坑支护系统施工顺序为：基坑周边支护桩施工、支撑立柱桩施工→建立基坑监测系统→基坑周边逐层开挖1.5m～3.5m→施工冠梁和第1层混凝土内支撑施工、预埋钢板→土方开挖→桩间土封闭→土方分层开挖至底板底标高→地下室底板混凝土浇筑施工→设底板换撑带→施工至地下→层楼板→地下一层楼板换撑→拆除内支撑。

脚手架结构的设计规定和计算方法1993年制订并下发的《编制建筑施工脚手架安全技术标准的统一规定》（建标［1993］062号，以下简称《统一规定》），对涉及风荷载计算、实用设计表达式等脚手架设计计算方法的有关问题作出了规定。

经4年的应用和研究，1997年通过并下发了该规定的修订稿，基本上形成了脚手架设计计算方法的框架，成为即将陆续颁布实施的各种建筑施工脚手架安全技术规范的指导性文件。

由脚手架杆（构）件和连接件搭设而成的各种形式的脚手架、支撑架和其他用途架子所形成的脚手架结构，具有其自身的特点，不同于工程结构，不能完全套用钢结构的计算方法，应依据《统一规定》确定的方法和要求进行设计和计算。

11.1对设计方法和设计要求的规定1.1.1 规定脚手架结构一律采用以概率理论为基础的极限状态设计法（简称概率极限状态设计法，即目前我国工程结构设计采用的方法）进行设计。

1.1.2 规定脚手架结构为临时工程结构，其结构重要性系数γ0取0.91.1.3 对脚手架结构设计可靠度的要求，考虑到无足够统计数据积累的情况，确定其采用概率极限状态设计的结果，应与我国的历史使用经验相一致，即若采用单一系数法进行设计时，其单一安全系数应满足：强度计算时的K1≥1.5；稳定计算时的K2≥2.0。

为此，在计算式中引入材料强度附加分项系数γ′m或抗力附加分项系数γ′R，γ′R＝γ0γ′m＝0.9γ′m。

1.1.4 规定钢管脚手架结构归入薄壁型钢结构，在涉及设计焊接连接、选用轴心受压杆件的稳定系数φ时，应使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18-87）。

1.1.5 规定脚手架的设计计算项目一般应包括：（1）构架的整体稳定性计算（可转化为对立杆稳定性的计算）；（2）水平杆件的强度、稳定性和刚度验算；（3）附着、连墙件的强度和稳定性计算；（4）抗倾覆验算；（5）地基基础和支承结构的验算。

当脚手架的结构和设置设计都符合相应规范的不必计算的要求时，可不进行计算；当作业层施工荷载和构架尺寸不超过规范的限定时，一般可不进行水平杆件的计算。

钢板桩围堰结构计算1、设计参数（1）主跨墩处河道内主要为砾砂土，其土体力学性能如下： 土体容重： r=18KN/m3 土体内摩擦角： φ=36° （2）钢板桩力学性能：钢板桩采用IV 型拉森桩，重量75kg/m ，每1米宽截面模量W=2037cm3,允许应力为[σ]=210Mpa 。

（3）承台尺寸：8.4m ×12.3m ×3.5m ，围堰尺寸：10.8m ×15.5m 。

（4）计划采用拉森Ⅳ钢板桩,技术参数:（5）根据地质情况（见图1） 20m 范围加权平均：5.16205.1420410＝＋γ＝⨯⨯5.1420205.14＝φ＝⨯ 05.1320185.14＝＝⨯C主动土压力系数：Ka ＝tg2（45－φ/2）＝0.60 被动土压力系数：Kp ＝tg2（45＋φ/2）＝1.668 2、计算内容（1）内支撑层数及间距按照等弯矩布置确定各层支撑的间距，根据拉森Ⅳ型钢板桩承受的最大弯矩确定板桩顶悬臂端的最大允许跨度：[]3a w f 6h K γ＝＝m 98.2cm 2981060.05.161020372156335＝＝⨯⨯⨯⨯⨯γ：取加权平均16.5， h1＝0.88h ＝2.62m h2＝0.77h ＝2.29m h3＝0.65h ＝1.94m根据具体情况，确定采用的立面布置形式如下图所示：（2）计算板桩墙上土压力零点离开挖面的距离y ，在y 处板桩墙的被动土压力等于板桩后的主动土压力：γKKpy ＝γKa （H ＋y ）y ＝81.36.0686.12.19.86.0p =-⨯⨯=-Ka KK KaH式中K-主动土压力修正系数，取1.2 （3）钢板桩零点以下入土深度x 的确定： 由力矩分配法计算的如下： P0=47.7KN P1=8.2KN/m P2=63.3KN/m P3=129KN/m P4=80.1KN/m最大弯矩在8.9m 处,Mmax=98.3KN.M采用等值梁法计算原理，土压力零点处的支撑反力与该点以下钢板桩土压力对桩底的力矩平衡，假设土压力零点以下钢板桩零点以下钢板桩埋深为x ，建平衡方程。

深基坑支护——环形内支撑设计应用（干货）一、环形内支撑的构造环形内支撑的平面布置可根据基坑的尺寸设计成圆形、椭圆形或其它弧形.截面尺寸宽度为1200～2000mm,高600～lO00mm,全截面配筋,砼强度等级为C30～C40.图1是某工程圆形内支撑布置图.一般来说,基坑侧壁的荷载通过整体现浇板或梁传到环梁上.为了保证环梁的受力合理,在进行结构布置时应尽可能利用板向环梁传递荷载.图1基坑平面布置二、环形内支撑的布置1．水平布置对于基坑平面为正方形或近似方形时,可采取圆形内环支撑；对于长方形基坑可采用椭圆形支撑,如图2所示.而对于窄长形或不规则形的基坑,则应采用2个或2个以上圆环或其它曲线进行组合,如图3所示.图2基坑半面布置图图3不规则基坑平面环形内支撑布置示意(单位：mm)2．竖向布置由于环形支撑的刚度较大,对广州地区一般地质情况而言,基坑开挖深度在11m内可设一道支撑,而对于开挖深度超过llm的基坑,可根据计算设计1～2道支撑.在确定支撑的竖向位置时,应注意尽量避开地下室的楼层结构.三、计算与分析1．计算方法由于支撑与挡土排桩的受力及变形相关,二者的变形必须保持协调一致,受力应保持平衡,因此,分析计算方法是采用反复迭代的方式来进行.2．挡土桩的受力与变形挡土桩的计算模型可采用集中力弹簧模型,根据钢筋混凝土环形支撑的刚度可计算出挡土桩的弯矩、位移、剪力、桩前土反力等.3．环梁结构支撑的受力与变形根据上述步骤计算的挡土桩对环梁支撑的作用力可认为它均匀地反作用于冠梁或腰梁上,视冠梁或腰梁与环梁结构为一整体,应用有限元分析的计算模型,可计算出环梁结构各点的位移及应力分布.四、设计实例1．工程概况广州市某21层框—剪结构体系(含2层地下室),地下室开挖深度为8．5m(由原地面计起),该建筑物基坑边线南临珠宝街路；东贴龙津西路、逢源路；北面为龙津西路,其中一段有一旧建筑物未拆除,作为施工临设使用,西面为旧式建筑(幼儿园等),其已临近基坑边几乎没有退缩.由于种种原因,该工程在挡土桩完工后施工基础挖孔桩时已引起了周围地面下沉,房屋开裂,为了保证在深基坑土方开挖过程中周边建筑物、市政管线及道路不再出现裂缝,业主决定在基础土方开挖前对原基坑支护方案进行重新研究没计.本基坑原围护桩采用钻孔灌注排桩,外加旋喷桩形成止水帷幕.为了充分利用原有的挡土桩并满足业主提出的周围建筑物及市政设施不再受损的要求,必须控制基坑土方开挖过程中围护结构的变形,为此选择了环梁结构作为本基坑的支撑体系,并对该体系进行了深入研究和优化设计.2．地质概况根据业主提供的钻探资料,场地由上至下依次为：人工填土层、淤泥质土、细砂、淤泥、粉质粘土、砾砂、残积土层.本层为泥质粉砂岩及粉砂岩风化而成的粉质粘土,局部为粉土,呈浅黄、褐红色,湿,硬塑状为主,局部可塑及坚硬状,顶面埋深12.0～17.9m,厚度2.6～9.6m.本场地基岩层顶面埋深15～18.40m.场内地下水主要是微承压水,水位埋深约-1.0.3．计算过程与结果(1)挡土桩钢筋混凝土环形支撑刚度分别取2.5×105kN／m(基坑边线中部)及10×105kN／m(基坑边线面部),计算出支护桩的弯矩、位移、剪力、桩前土反力,其中桩的最大计算弯矩为469.6kN／m,桩的最大位移发生在支护桩顶以下5m左右,基值最大为13.7mm,支护桩对环梁支撑的力为185kN／m.支护桩配筋10φ25和6φ20,抵抗弯矩为650kN／m满足要求.(2)环梁取支护桩对环梁支撑的作用力为185kN／m．连系梁和环梁厚度取700mm,连接板厚度取200mm.运用有限元法,按平面应力问题可算出环梁的应力与变形.支撑系统的受力计算结果如图4、5所示.从上述结果可以看出,支撑最大变形为7～8mm,发生于基坑的长边中部,其余部位位移较小,环形梁和支撑均呈压应力状态,达到了设计所要求的目标.图4基坑环梁结构支撑水平应力等值线(单位：MPa拉为正)图5基坑环梁支撑位移等值线(单位：mm)5．变形观测结果根据监测单位提供的观测资料,环梁的位移最大值约为10mm,这一结果与理论计算值相吻合,亦满足设计要求.。

轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题的探讨摘要：根据相关的规定，现阶段，轻钢结构的支撑受力模式采用自编程序精确计算了轻钢结构支撑体系的内力，以此简化计算的结果所产生的误差，提高工作的有效性。

国外有少数先进的钢构企业所编制的设计软件能直接计算支撑。

这类软件专业性太强，通用性不够，对于复杂的建筑，设计计算反而有不便之处，本文就将对我国轻钢结构支撑体系内力计算及设计问题进行分析探讨。

关键词：轻钢结构；支撑体系；内力计算；设计1、轻钢结构与普钢结构的区别在轻钢结构的具体工作中，最早的轻钢结构主要指的是在普钢设计中不允许采用的材料，比如圆钢、小角钢等做成的结构。

现阶段，随着我国科技的进步发展，其轻钢结构的概念已经得到了一定的充实，同时也创新了更好的相关结构形式，进一步拓展了轻钢结构初始的应用领域。

在轻钢结构的具体工作中的轻钢结构是采用区别于普钢结构使用的传统型材，比如热轧H型钢、T型钢以及薄壁焊接型材等。

在轻钢结构的具体工作中，所采用的轻钢结构区别于普钢结构的设计理论方法，比如考虑屈曲后的强度以及计入蒙皮效应等。

所以，在轻钢结构的具体工作中，不同的设计规范有不同的体系，同时有着相应不同的规定。

根据相关的规定可以看出：轻钢结构与普钢结构的区别主要在于：轻钢结构与普钢结构的荷载取值不同，尤其是风荷载以及屋面活荷载等；轻钢结构与普钢结构的分析方法不同，特别是其计算长度确定以及相应的局部稳定计算等；轻钢结构与普钢结构的限制条件不同，比如其变形以及长细的比控制的等等。

2、刚度及稳定设计2.1、刚度设计在轻钢结构的具体工作中，有重级及多层框架的工作厂房的变形监控，相关的规定中有其具体的要求。

比如对于在轻钢结构的具体工作中，相关制度对普通单层结构做出了明确的规定。

在轻钢结构的具体工作中适用性问题是结构变形所涵盖的问题，在轻钢结构的具体工作中结构变形所涵盖的问题相对于轻钢结构安全性其考虑的并不深。

而在轻钢结构的具体工作中对于单层钢结构厂房的变形在设计是可以放宽标准，在变形控制的建筑中，可以相应的放宽变形的容许条件，以此来降低相关经济成本。

深基坑支护体系中混凝土内支撑稳定承载力计算发布时间：2022-04-19T04:35:27.386Z 来源：《时代建筑》2022年1月中作者：姜猛[导读] 随着我国国民经济的快速发展以及城市建设用地的减少，人们越来越重视对地下空间的使用；高层建筑设计多层地下室、地下商城、地下停车场、人防地下室等高效利用土地的形式在我国各大中城市中被广泛采用。

为解决交通拥堵带来的问题，近年来，各地方出台相关交通政策，各大城市开始规划和建设地铁等方式，以缓解交通拥堵的现象；且因城市建设的快速发展、地下空间技术的发展、车辆的增多、对地下停车场的需求增大、旧城改造项目增多等因素，导致深基坑不断增多；且深基坑支护体系面对的环境相对复杂和施工难度较高，因此深基坑支护工程已成为当下建设工程的难点、热点问题。

中国矿业大学（北京）姜猛摘要：随着我国国民经济的快速发展以及城市建设用地的减少，人们越来越重视对地下空间的使用；高层建筑设计多层地下室、地下商城、地下停车场、人防地下室等高效利用土地的形式在我国各大中城市中被广泛采用。

为解决交通拥堵带来的问题，近年来，各地方出台相关交通政策，各大城市开始规划和建设地铁等方式，以缓解交通拥堵的现象；且因城市建设的快速发展、地下空间技术的发展、车辆的增多、对地下停车场的需求增大、旧城改造项目增多等因素，导致深基坑不断增多；且深基坑支护体系面对的环境相对复杂和施工难度较高，因此深基坑支护工程已成为当下建设工程的难点、热点问题。

关键词：深基坑支护体系；混凝土；内支撑；稳定承载力计算前言在基坑支护结构体系中，混凝土内支撑结构主要承受由围护结构传递而来的主动土压力和水压力，纵向支撑杆件承受自身荷载和施工荷载，为压弯构件。

支撑构件承载能力和稳定性对支护结构体系有着重要影响，规模较大的基坑支护工程的混凝土支撑构件的跨度相对较大，且其支撑构件的侧向支撑往往有限；在由围护结构传递过来的土压力和水压力的作用下，若跨度较长或高度较大的支撑构件发生失稳破坏，则基坑支护结构的承载能力和稳定性将受到影响，给基坑工程带来安全隐患。

内支撑施工方案范文
1.施工前的准备工作：
在开始施工之前，需要先对工程施工图纸进行认真研究，了解建筑结
构的构造和力学性质，确定内支撑的具体设置位置和形式，根据墙体或者
梁柱的建筑材料和尺寸确定内支撑的规格和类型。

2.内支撑方案设计：
根据实际情况，设计内支撑的数量、位置和方式。

内支撑要均匀分布
在结构力学中重要的部位，尽量减小对墙体或者梁柱的荷载，以确保施工
过程中的结构安全。

内支撑的数量要足够，避免墙体或者梁柱发生位移或
者坍塌。

3.内支撑的选材和制作：
根据设计要求，选择适合的内支撑材料，如钢管、钢梁等，确保其强
度和刚度能够满足施工要求。

内支撑要在施工过程中能够承受所施加的荷载，并能够有效地将荷载传递给地基。

4.内支撑的安装方法：
将内支撑按照设计要求进行正确放置，并使用合适的连接件进行固定。

支撑的安装要保证其稳固，松动或者倾斜都会对结构造成不可预测的风险。

5.内支撑施工中的监测和调整：
在施工过程中，需要不断地对内支撑进行监测和调整。

一方面要确保
支撑的稳定性，另一方面要根据实际情况及时调整支撑的长度和间距。

6.施工完成后的处理：
当内支撑工作完成后，要对支撑物进行拆除，并将支撑的痕迹修补，确保施工过程不对建筑结构造成损坏。

总之，内支撑施工方案是确保建筑施工过程中结构安全的重要措施。

通过合理的设计和严格的施工，可以有效地支撑正在施工的部分，确保结构的稳定。

因此，在施工前必须进行详细的方案设计，并在施工过程中进行监测和调整，确保施工安全。