1.基坑鋼支撐結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)介

基坑支護(hù)系統(tǒng)包括鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)和鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土支撐體系需要較長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)和維護(hù)，不能在生產(chǎn)后立即發(fā)揮支撐作用；此外，支架拆除工作量大、粉塵污染嚴(yán)重、振動(dòng)和噪聲大、材料不能重復(fù)使用等缺點(diǎn)，不符合目前綠色施工的要求。地下鋼支撐體系可以克服鋼筋混凝土支撐體系的上述缺點(diǎn)。而且鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)可以通過(guò)液壓千斤頂施加預(yù)壓，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整支撐力，實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑位移的嚴(yán)格控制，以滿足地鐵和基坑周邊重要管線對(duì)基坑開(kāi)挖環(huán)境效應(yīng)的嚴(yán)格要求。

鋼支撐系統(tǒng)由水平鋼支撐(鋼管或型鋼)、立柱和腰梁組成。與鋼筋混凝土支撐體系相比，基坑鋼支撐體系具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)重量輕，安裝拆卸方便；

(2)施工速度快，可重復(fù)使用；

③安裝后能立即起到支撐作用，對(duì)于減少時(shí)間效應(yīng)引起的支撐結(jié)構(gòu)位移非常有效；

④千斤頂可以施加預(yù)壓力，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整支撐力。

基坑常用的鋼支撐體系有兩種:鋼支撐和鋼管支撐；

二、國(guó)內(nèi)基坑鋼支撐系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2011年1月，我國(guó)出版了圖集《建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)》11SG814，給出了鋼支撐體系常用的技術(shù)參數(shù)和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。1999年9月出版，2012年修訂的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ120-2012，給出了鋼支撐體系的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

我國(guó)較早成功應(yīng)用基坑鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的典型案例是1998年獲得北京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)的北京國(guó)際貿(mào)易二期工程。本工程基坑?xùn)|西長(zhǎng)約256米，南北寬51米，深18.6米，三層水平支撐。鋼支撐布置如下:每隔8m左右鋪設(shè)1根橫撐，轉(zhuǎn)角設(shè)置斜撐，基坑寬度方向設(shè)置3排立柱，支撐與立柱相交處設(shè)置拉桿。

鋼筋混凝土支架因其剛度高、成本低、施工方法相對(duì)簡(jiǎn)單而占據(jù)了我國(guó)基坑支護(hù)的主要市場(chǎng)。鋼支撐僅在對(duì)基坑位移要求嚴(yán)格的基坑中廣泛使用，第一支撐為鋼筋混凝土支撐，第二支撐為鋼支撐。

鋼支撐和鋼筋混凝土支撐的組合

國(guó)內(nèi)鋼支撐常用的材料有兩種:鋼管和型鋼。鋼管為φ609*16鋼管，鋼支撐為H型鋼，復(fù)合鋼也可作為鋼支撐。鋼管剪刀撐是一種中心對(duì)稱截面，受壓時(shí)平面內(nèi)外穩(wěn)定性相同，因此應(yīng)用廣泛。

鋼管支架的連接形式有兩種:焊接和螺栓連接。螺栓連接易于現(xiàn)場(chǎng)組裝，無(wú)焊接殘余應(yīng)力問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中較為常見(jiàn)。

鋼管支撐螺栓連接

為了克服鋼支撐剛度低的缺點(diǎn)，鋼支撐可以與液壓千斤頂結(jié)合使用，鋼支撐可以施加可調(diào)的軸向壓力，以提高支撐的剛度。我國(guó)在預(yù)應(yīng)力鋼支撐的基礎(chǔ)上，于2000年左右開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)基坑位移監(jiān)測(cè)技術(shù)，并將兩種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成鋼支撐軸力自動(dòng)伺服系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了液壓千斤頂對(duì)鋼支撐軸向力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。

洪欣裝備自主研發(fā)的鋼支撐軸力伺服系統(tǒng)

近年來(lái)，除了傳統(tǒng)的鋼支撐體系外，韓國(guó)還引進(jìn)了一種新型的鋼支撐體系——魚(yú)腹梁鋼支撐體系。該體系通過(guò)對(duì)魚(yú)腹梁弦上的鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力形成大跨度腰梁結(jié)構(gòu)，并與角撐、對(duì)撐、三角形連接點(diǎn)組合形成平面預(yù)應(yīng)力支撐體系。它由魚(yú)腹梁、腰梁、鋼絞線、三角連接點(diǎn)、預(yù)壓頂升裝置、角撐、反撐、立柱和牛腿組成。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是占用空間小空，可以為基坑開(kāi)挖提供空的開(kāi)放空間。

魚(yú)腹梁鋼支撐系統(tǒng)

綜上所述，我國(guó)地下鋼支撐系統(tǒng)的研究和應(yīng)用起步較早，結(jié)合支撐設(shè)計(jì)規(guī)范和圖集，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了支撐軸力自動(dòng)伺服系統(tǒng)，并引進(jìn)了魚(yú)腹梁鋼支撐系統(tǒng)。然而，由于鋼筋混凝土支架的高剛度、施工簡(jiǎn)單以及鋼材的歷史價(jià)格高，鋼筋混凝土支架仍然是最重要的支撐形式。鋼支撐體系僅廣泛應(yīng)用于對(duì)基坑位移要求嚴(yán)格的基坑，如地鐵、隧道、重要管線等。