14m深基坑钢支撑施工方案

10-1深基坑钢管支撑施工

本工程基坑开挖深度达14m，为保证基坑开挖工作的安全可靠、合理，降低成本、加快施工速度，确保工程按期完成，我公司依据多年积累的高层建筑深基坑施工的成功经验，并聘请本地高校有关专家，参照已完工的地铁车站工况条件和本工程的地质状况，提出本工程采用φ529钢管支撑系统。

10-1-1钢管支撑的设计思路

结合本工程的结构特点，采用在工程框架柱位置设立钢格构柱（按五桩承台考虑），利用钢格构柱架各设钢管，形成双管支撑。每组支撑用钢板连接，钢板间距4.2m，确保双管共同工作。在每排钢格构柱两侧各设纵向钢管支撑一道。

基坑内沿高度方向设置三道钢管支撑，第一道设置在-3m位置，第二道设置在-8.5m位置，第三道设置在-12m位置。

在钢管支撑端部用[20和[10槽钢组合成的钢桁架围檩，确保护壁结构的水平力通过围檩传到支撑，为减小围檩变形，在钢桁架预穿钢绞线，钢桁架吊装就位后进行预应力张拉，以提高钢桁架整体刚度。

10-1-2钢管支撑的计算

10-1-2-1参照依据——地铁站钢管支撑

我公司已顺利完工的地铁站的基坑涉及到七种挖深，分别为9.151mm 、9.252m 、10.039m 、10.117m （采用两道水平钢管支撑）12.778m 、12.099m 和15.5m （采用三道水平钢管支撑）。支撑跨度9～18米，最长39米。当跨度大于14米时，中部加格构柱以防支撑挠度过大而失稳。同时根据施工的工况，要求施工过程中基础底板和一定高度侧墙浇筑完毕，将最下层水平支撑倒换至侧墙处。支撑与护壁墙之间采用2[40C 及钢板组合截面腰梁，保证护壁桩的压力传到支撑上。

根据设计图纸提供支撑轴力，当撑距为3m 左右时，两道水平支撑第一道支撑（标高为-0.500m ）轴力设计值为642.6kN ，第二道支撑（标高为-0.750m ）轴力设计值为1310.1kN 。三道水平支撑时，第一道支撑（标高为±0.000m ）轴力设计值为594.2kN ，第二道支撑（标高为-0.750m ）轴力设计值为1524.3kN ，第三道支撑（标高为-13.000m ）轴力设计值为1302.3kN 。以此作为计算分析依据。 10-1-2-2小白楼地下广场深基坑力学计算与分析

本次招标没有提供该地铁站的正式地址资料，但我们在该地区进行过多次深基坑施工，积累了该地区深基施工的丰富经验和资料，根据有关资料，我们计算出该地铁站深基的侧压力如下：

根据计算，按照支撑中距8.4m 单管承担4.2m 范围的护壁结构水平力，采用三道水平支撑时，三道水平支撑的侧压力分别是200kN/m ；510kN/m ；430kN/m 。

基坑支护采用φ529mm 、壁厚8mm 的钢管做水平支撑，根据地下结构8400mm 柱距的特点，竖向格构柱均布置在结构柱的位置，一根格构柱顶两棵水平钢管支撑，既水平钢管支撑的平均间距为4200mm ，根据支撑的构造特点，分别取第一道16.8m 、第二道8.4m 、第三道8.4m 。

φ529mm 、壁厚8mm 的钢管的承载能力计算（不考虑钢管偏心作用）：

1. 抗压强度承载能力计算

截面积 2

2

2

cm 88.130})6.19.52(529[25.014.3=--⨯⨯=A 取第三组材料，215=f N/mm 2=21.5kN/cm 2

截面抗压强度（不考虑压杆稳定）：

==Af N kN 28145.2188.130=⨯ 2. 稳定承载能力计算

2.1当计算长度取16.8 m ： 2241d D i +=

=22.1845135294

122=+mm 根据设计图纸和有关规程，计算长度取为16.8m ，长细比λ为： i

l 0=

λ=2.9122.1841000

8.16=⨯

由于拟用钢管为焊接钢管，属于b 类截面，按λ=91 查表得614.0=ϕ。 2814KN ×0.614=1728 KN 2.2.当计算长度取8.4m 时，则i

l 0=λ=6.4522.1841000

4.8=⨯，按λ=46查表 得874.0=ϕ。

2814KN ×0.874=2459 KN 3. 水平钢支撑允许最大间距估算：

第一道支撑，计算长度取16.8m ，1728 kN ÷200 kN/m = 8.64 m 取8.4m 。 第二道支撑，计算长度取8.4m ，2459 KN ÷510 kN/m = 4.82 m 取平均4.2m 。 即8.4m 的间距内布置两棵钢管 。

第三道支撑，此处侧压力与第二道支撑接近，同第二道支撑布置。

现按偏心距l/1000 =8.4mm ，验算最不利的第二道支撑 。 第二道支撑的轴力：N = 510 kN/m ×4.2m = 2142 kN

(a) 强度计算

根据《建筑基坑技术技术规程》（JGJ 120—99），按下式验算：

f W

M

A N ≤± （1） 计算长度 8.4m ，则i

l 0=λ=6.4522.1841000

4.8=⨯，按λ=46查表得874.0=ϕ。

对φ529、壁厚8mm 厚钢管：

)(44

3R r R W -=π

=)2/529.0)008.02/529.0(2529.0(44

3

--

⎪⎭

⎫

⎝⎛π=0.00168m 3 =1680cm 3

M = 2142KN × 0.84 cm = 1799 KNcm 由（1）得：

N/A ±M/W=2142/130.88.±1799/1680=16.37+1.07 =17.44＜21.5KN/cm2 (满足要求)

（b ）稳定计算 按下式计算：

)1(E

m N N W M

A N ϕβϕ-+f ≤ （2） 式中：

22E /λπEA N =

222

3

kN/cm 10206N/mm 10206⨯=⨯=E

所以：22

E /λπEA N ==22246/88.13010206⨯⨯⨯π=12575kN

)

1(E

m N N W M A N ϕβϕ-+=2142/0.874/130.88+1799/1680(1—0.874×2142/12575)=2142/114.4+1799/1429.9=18.7+1.3

=20.0＜21.5kN/cm 2 满足要求。

10-1-3钢管支撑与基坑开挖的结合施工

根据现场实际踏勘以及了解的一些现场状况，现有音乐厅拆除日期尚未确定，新建工程下沉广场要于2005年9月份投入使用，我们将本工程划分为两大