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[3]内支撑的设计与计算

境资料; 4、建筑总平面图及主体工程地下建筑、结构施工
图(含桩位图); 5、相邻地下工程施工情况和经验性资料; 6、基础施工对基坑支护设计的要求; 7、基坑周边的地面堆载和活荷载。
二、基坑工程设计的内容
1、环境影响与保护要求; 2、支护体系的方案比较和选型; 3、基坑的稳定性验算; 4、支护结构的强度、承载力和变形计算; 5、降水技术要求与计算、隔渗的设计; 6、基坑开挖与降水对基坑内外环境影响评估; 7、基坑监测要求; 8、基坑工程施工图。
三、基坑设计中概念设计的重要性
一、概念设计是由分析到生成方案的一系列有序的、可组织的、有目 标的设计活动。岩土工程越来越重视概念设计,狭义的概念设计可以 理解为框架设计,从总体上勾划出设计框架,以备进一步细化。广义 的概念设计可以理解为一种设计思想。
二、岩土工程概念设计:从事物的总体上和本质上把握设计,对设计 的最终效果有一个直观的了解。在充分了解功能要求和撑握必要的基 础上,通过设计条件的概化,首先根据方案的适宜性和有效性、施工 的可操作性和质量的可控性、环境条件和可能产生的负面影响、经济 性等方面,先定性分析,从概念上选定一个或几个方案,然后进行必 要的验算定量分析,再经过施工检验和监测,逐步完善设计。
三、概念设计,必须对原理有深刻的理解,有丰富的经验总结,有灵 活的运作能力,总揽全局,掌握影响工程成败的关键,对设计的实施 效果要有基本正确的估计。
四、合格的岩土工程师不应盲目地照搬照抄规范,而应将其作为一种 指南、参考,在实际设计中作出正确的选择。
三、基坑设计中概念设计的重要性
五、顾宝和大师认为:土工问题分析由于计算条 件的模糊性和信息的不完全性,单纯力学计算不 能解决实际问题,需要岩土工程师综合判断。不 求计算精确,只求判断正确。
基坑工程内支撑系统的设计与计算
中南勘察设计院岩土工程设计中心 2011年09月
提纲
前言
一、基坑工程设计应具备的资料
二、基坑工程设计的内容
三、基坑设计中概念设计的重要性
四、内支撑体系的构成
五、支撑系统的设计
支撑的结构型式(支撑材料的选择)
支撑结构体系的布置
水平支撑的竖向设置
斜撑体系的竖向布置
(3)基坑按变形控制设计中,基坑变形不是越小 越好,应以基坑变形不会影响周围道路、地下管 线、建筑物的正常使用为准,合理确定变形量。 这直接涉及到工程投资、环境影响问题。
八、应用和评价基坑支护设计软件问题:基坑支 护离开设计软件不行,但只依靠设计软件进行设 计也不行。基坑工程的许多分析方法都是来自工 程经验的积累和案例分析,而不是来自精确的理 论推导,在应用软件进行设计计算时,应结合具 体情况综合判断。
混合结构
B A
W
Z
Y X
S
R
VU
T'
T
C
D
F
G
E
I
H
J
K
QP
O
N
L
M
水平支撑的竖向设置
竖向设置应综合考虑支护桩(墙)受力、土方开挖和主体结构施工等 因素。基坑竖向支撑的数量主要受岩土层的地条件、环境保护要求等 的影响。
一、在竖向平面内,水平支撑的层数应根据基坑开挖深度、土方开挖、 围护结构类型及工程经验,由围护结构的计算工况确定;
二十世纪是桥梁的世纪,二十一世纪是地下空间的世纪。
前言
岩土设计中心两年以来承担的设计任务:
1、荆州北京路地下商业街基坑支护;2、万达积玉桥广场; 3、首义南轴线广场;4、长沙运达国际广场; 5、金地名郡;6、融科天城二期、三期 ;7、长江委设计大楼 8、二炮学院公寓楼基坑。
目前正承担的设计任务:
支撑结构的平面布置与实例
平面布置比较
类型
优点
传力路径明确,各部 分相互牵连较少,系 统稳定性好
刚度大,有利于控制 变形,系统稳定性好
缺点
影响坑内作业空间
对土方出坑形成障碍,需要设 置运土栈桥
对坑内作业空间影响 较小,各部分相互牵 连较少,便于出土
ห้องสมุดไป่ตู้中间空间大,有利于 坑内作业
仅适应面积较小的接近正方形 的基坑
水平支撑可采用由对撑、角撑、圆环撑、边桁架及连系杆件等结构型 式组成的平面结构。
二、支撑杆件宜避开主体地下结构的墙、柱等竖向构件。不应妨碍地 下室主体结构施工。
三、水平支撑应在同一平面内形成整体,上、下各道支撑杆件的中心 线宜布置在同一竖向平面内。
四、水平支撑的立柱宜尽量设置在支撑的节点处。支撑的平面布置应 有利于利用工程桩作为支撑立柱。
支撑的结构型式(支撑材料的选择)
四、选型时应考虑的因素: 1、基坑的平面形状、尺寸和开挖深度; 2、基坑周边环境条件; 3、围护结构(桩、墙)的型式; 4、土方开挖与支撑安装工序; 5、支撑拆除方式; 6、主体结构的设计与施工要求。
内支撑工程实例
边桁架与钢管对撑
内支撑工程实例
钢砼支撑
八、基坑平面设计应尽量避免出现阳角,当不可避免时,应作加强设计。 九、水平支撑整体或单独受力单元宜必须与围檩共同组成几何不变体系,
优先采用超静定体系。为防止一个方向支撑的位移致使另一个方向支 撑失稳,宜采用基坑长边短向对顶撑与角撑分别受力的结构形式,或 如加强围檩式、格构式及加强角撑式结构。采用纵横对顶式支撑时宜 应加设一定数量的斜杆,增加支撑平面内抗变形剪和抗压曲变形能力。 按刚结点设计的结点,应采取有效措施保证结点的连结刚度。
钢结构支撑和基坑周围环境有特殊要求的钢筋混凝土支撑,宜优先采 用相互正交、均交布置的对撑体系或桁架式对撑。
支撑结构体系的布置与实例
对长方形基坑可采用对撑与角撑。
支撑结构体系的布置与实例
混合结构:双排桩与内支撑相结合。
支撑结构体系的布置与实例
混合结构:双排桩与内支撑相结合。
支撑结构体系的布置与实例
四、斜撑基础与围护墙之间的水平距离,应考虑满足基坑 内侧留土坡的稳定性及围护墙的侧向变形控制要求确定。
在基坑中部的土方开挖后和斜撑未形成前,基坑变形取决 于围护墙内侧预留的土堤对墙所提供的被动抗力,因此保 持土堤的稳定至关重要,必要应进行预加固或采取支挡措 施。
五、斜撑的设置应尽量不影响主体结构的施工。
四、内支撑体系的构成
(一)基本构件:支护桩(墙)、围檩、水平支撑、钢立 柱、立柱桩。 立柱 支撑
围檩
坑底 加固
立柱桩
围护墙
四、内支撑体系的构成
实例
五、支撑系统的设计
支撑系统的设计应包含以下内容: 支撑的结构型式(支撑材料的选择) 支撑结构体系的布置 水平支撑的竖向设置 斜撑体系的竖向布置 支撑节点的构造 水平支撑体系的设计计算 竖向支撑体系的设计计算 坑内被动区加固设计计算 换撑设计
五、支撑的平面布置应尽量便于土方开挖。 六、对于大型深基坑,支撑的平面布置应有利于主体结构分区分片施
工,有利于基坑中主楼的施工。
支撑结构体系的布置
七、支撑杆件相邻水平距离应确保支撑系统整体变形和支撑构件承载力 在要求范围内,即支撑的平面布置应有利于支撑杆件的设计。当支撑 系统采用钢砼围檩时,间隔一般为8.0~10.0m。当采用钢围檩时,支 撑点间距不宜大于4m;当相邻支撑之间的水平距离较大时,应在支 撑端部两侧与围檩之间设置八字撑,八字撑宜左右对称,与围檩的夹 角不宜大于60度。
支撑节点的构造
水平支撑体系的设计计算
竖向支撑体系的设计计算
坑内被动区加固设计计算
换撑设计
六、近年来的有关工程照片
结束语
前言
自二十世纪末以来,我国一直处于房地产投资与市政基础 设施建设的热潮之中,随着经济的发展,城市化步伐的加 快,为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商业、 停车等功能的需要,在用地愈发紧张的密集城市中心,结 合城市建设和改造开发大型地下空间已成为一种必然,如 高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、 地下停车库、地下街道、地下商场、地下仓库、地下人防 以及多种地下民用和工业设施等。这些地下空间开发规模 越来越大,基坑的深度也越来越深,这些深大基坑通常都 位于密集的城市中心,常常紧邻建筑物、交通干线、地铁 隧道及各种地下管线,施工场地紧张、施工条件复杂、工 期紧迫。所有这些导致基坑工程的设计和施工的难度越来 越大。
支撑节点的构造
一、支撑结构的设计,除确定构件截面外, 须重视节点的构造设计。
二、实例如下: 1、支撑梁之间的节点构造: 2、支撑梁与围檩之间的节点构造: 3、支撑梁与立柱之间的节点构造:
支撑节点的构造
水平支撑节点
支撑节点的构造
水平支撑与立桩节点
支撑节点的构造
支撑的结构型式(支撑材料的选择)
一、支撑结构可采用钢支撑; 优点:自重轻、安装和拆除方便、施工速度快、可以重复利
用(环保、绿色)。且安装后能立即发挥支撑作用,减少由 于时间效应而增加的基坑位移是十分有效的。 缺点:节点构造和安装相对比较复杂,施工质量和水平要求 较高。适用于对撑、角撑等平面形状简单的基坑。 二、支撑结构可采用钢筋混凝土支撑; 优点:刚度大,整体性好,布置灵活,适应于不同形状的基 坑,而且不会因节点松动而引起基坑位移,施工质量容易得 到保证。 缺点:现场制作和养护时间较长,拆除工程量大,支撑材料 不能重复利用。 三、支撑结构可采用钢支撑与钢筋混凝土支撑的组合;
内支撑工程实例
混合支撑结构
支撑结构体系的布置
内支撑结构可采用水平支撑体系或竖向斜撑体系。水平支撑体系通常 由围檩、水平支撑和立柱三部分组成;竖向斜撑体系通常由围檩、斜 撑和斜撑基础等构件组成。
一、内支撑的结构选型与布置应综合考虑基坑形状、开挖深度、周围 环境及施工顺序等因素,并尽可能对称、均匀布置。
(1)当基坑周围空旷,允许基坑周围地基土体产 生较大的变形时,基坑围护设计可按稳定性控制 设计;
按稳定性控制设计只要求基坑围护体系满足稳定 性要求,允许产生较大的变形。
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