深大基坑钢支撑支护体系

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1、深大基坑钢支撑支护体系在国贸二期工程中的应用与研究一、工程概况北京中国国贸中心二期工程地处东三环中路与建国门外大街交会处国贸建筑群内，与中国大饭店、国贸饭店、国贸南北公寓等建筑物相毗邻。国贸二期工程为综合性建筑物，地下四层，地上38层。基坑长253.7米，宽51.8米，深度18.6米。二、深基坑支护方案分析1、常用深基坑支护方案分析：北京地区常用的深基坑支护形式有：悬臂式钻孔灌注桩（用于基坑深度较小的情况）土钉墙桩锚体系连续墙+锚杆体系连续墙+内横支撑体系围护结构+止水帷幕2、深基坑环境条件与基坑条件分析：国

2、贸二期工程位于现国贸中心院内，周围是密集的建筑群。南有38层的国贸中心写字楼和16层的中国大饭店，北临10层的国贸饭店、10层的职工宿舍和15层的信息中心大楼，西侧为30层的国贸南北公寓，东侧为住宅楼。周围的建筑群与本工程深基坑之最小距离仅有5-6米。第16页共166页国贸二期深基坑长约256米，宽约51米，面积约13000平方米。基坑深18.6米，整个工程支护面积约11400平方米。其规模及开挖深均罕见。临近建筑物的基础埋深只有8米和14米，远小于本工程的基础埋深。本工程周围还有密布的地下管道和管线。3、支

3、护方案的确定根据国贸二期工程深基坑的环境条件和基坑条件，在地下8米和地下14米以上由于邻近建筑物的影响，土层锚杆或土钉无法实施，即采用北京地区常用的基坑支护体系在本工程已不适用，必须寻求一种新的支护形式。经过认真的计算分析，国贸二期深基坑支护采用如下方案：1、围护结构：采用φ800@1600的钻孔灌注桩；2、内支撑体系：在-2.5米和-8米处设二道钢支撑，沿基坑横向设三排型钢立柱；3、外支撑体系：在-14.5米处设锚杆一道第16页共166页4、-2.5米处设钢筋混凝土帽梁，-8米处设型钢帽梁5、-2.5米以

4、上采用带钢筋混凝土构造柱的砖砌挡土墙本工程是北京地区以至全国首例在深大基坑中采用钢支撑+锚杆的支撑体系。三、设计分析：深基坑支护结构的设计是一项复杂的岩土工程设计，影响它的因素很多，因此必须充分考虑各种因素，并采取一定的对策。一般其设计原则为：1.深基坑支护结构虽然是临时结构，但它是保证主体结构施工和基坑周围环境安全的重要结构。因此必须合理的选择其安全度。2.深基坑支护要求安全可靠，稳定性好，确保基坑周围高大建筑物的安全和保证主体结构的施工。3.深基坑支护设计要充分考虑方便土方开挖和主体结构的施工，对钢支撑要

5、注意便于安装和拆卸，利于钢材的回收，降低工程造价。第16页共166页因此本工程在长253.7米，宽51.8米的基坑中，钢支撑的布置考虑了主体结构的立柱和剪力墙位置，每隔8米左右布一道横撑，角部采用斜撑，横向设三排型钢立柱，以减少钢支撑的自由长度。纵向布置三道系杆，端部布置有剪力撑。立柱、支撑、系杆、剪力撑构成了空间作用的刚度较大的稳定性好的支撑体系。钢结构支撑及锚杆布置见钢支撑平面布置示意图。钢筋混凝土灌注桩围护结构和土层锚杆在近年来的工程实践中已相当普及，其技术已趋成熟在此不进行阐述。所以本工程中的技术关键

6、是钢支撑体系。1.钢支撑体系的内力分析国贸二期工程的基坑长256m，宽51m，基坑开挖深18.6m。长宽深比较大，深基坑的空间效应不明显。本设计将钢支撑简化为平面问题来计算分析，每道钢支撑可简化为相互独立的受压杆件。（详细计算结果略）2.钢支撑的杆件设计第16页共166页考虑业主的要求和施工单位现有材料以及内力的分析结果，进行综合选择，得出钢支撑体系的杆件材料。钢支撑及腰梁等主要材料均选用日产H型钢（H488x300x18x11），纵向系杆为2[28a热轧槽钢；与工字钢连接的拼接板、加劲板、端头板选用16锰

7、钢板，与热轧槽钢连接的拼接板、加劲板、端头板选用A3钢板，焊条为E4303碳钢焊条。3.钢支撑体系的节点设计考虑现场的施工情况，对钢支撑的连接采用法兰连接，可保证质量，且便于操作，容易调节对中。为减少钢支撑的自由长度，加强支撑体系的整体刚度，采用了临时立柱嵌固的办法。由于系杆是沿基坑的纵向布置，其温度变形对钢支撑的侧向稳定影响较大，因此在设计中系杆的接长采用螺栓连接，接头处留20mm间隙。4.钢支撑预压力接头设计为了保证钢支撑对围护结构的支撑作用，在钢支撑安装就位后需施加预压力。钢支撑与围护结构的水平构件的连

8、接一端为固定，另一端可自由伸缩，即为“活接头”（见活接头图）。5.钢支撑、系杆、临时立杆连接的三维节点设计第16页共166页为了将钢支撑、系杆、临时立柱三个构件连成整体，协同工作，成为稳定的支撑体系。根据钢支撑的受力特点，此节点要求既有三向约束作用，又允许钢支撑、系杆在各自轴线方向有变形。因此设计了一个采用摩擦力为传力机理的三向U形螺栓套箍连接的三维节点。在深基坑的开挖和支护的计算过程中，常遇到一些