内支撑结构设计要点和支撑材料介绍

一、设计要点

支撑是基坑支护结构的重要组成部分。它由支撑杆件、环梁和立柱、吊杆等构件组成，是承受支护结构所传递的土压力、水压力的结构体系。支撑结构体系必须稳定、节点连接构造必须可靠。支撑与竖向支护构件共同为基坑施工提供一个可靠的结构空间。土质越差、基坑越深，则支撑越显重要，设计时必须慎重，以避免因支撑结构的局部失效而导致整个支护结构的破坏。

支撑一般根据基坑平面、开挖深度、地质、施工工艺、竖向支护结构特性、邻近建（构）筑物及地下障碍物（包括各种管线）分布情况等条件进行具体设计。

为了整个基坑施工安全应布置必要的支撑，支撑设计应包括以下内容：

（1）支撑体系型式。支撑布置应尽可能简单，支撑的杆件应尽可能少。

（2）支撑材料的选择。设计选用的材料必须强度高、稳定性好。

（3）支撑结构的内力计算和变形验算。计算假定要符合工程实际条件和施工具体情况。

（4）支撑构件的强度 和稳定性验算。

（5）支撑构件的节点设计。节点设计应当方便施工，安全可靠。

（6）支撑在施工中的替换与拆除方案设计。

（7）支撑设计施工图及说明。要强调对施工的要求。

（8） 支撑体系在施工阶段的监测和控制要求。

各类支撑体系都须具有足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的安全、经济和方便。

二、支撑材料

作为内支撑的材料主要有木材、型钢、钢管、组合空间桁架和钢筋混凝土结构。木材支撑以圆木为主，一般用于简单的小型基坑。采用木材作为支撑施工十分方便，还可用于抢险辅助支撑。

型钢和钢管是工厂定型生产的规格化的现成材料，施 工时根据受力大小和长度要求可以直接选购，然后裁割或接长后使用，因此施工速度快。由于材料本身重量轻、强度高、稳定性好，并可施加预应力，以合理控制基坑变形，因此被广泛用于支撑构件中。但钢材价格高，必须多次重复利用才能降低成本。

当无大型钢管和型钢时，可用型钢组合成空间桁架支撑、它的外围尺寸可以根据需要设计。由于组合空间桁架外围尺寸、刚度大，稳定性好，常用于跨度长、受力大的支撑部位。钢支撑便于安装和拆除，材料的消耗量小，可以施加预紧力以合理地控制基坑变形。钢支撑的架设速度较快，有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆件之间的连接始终处于铰接状态，形不成整体刚接。

钢筋混凝土支撑一般在现场浇捣。采用这种材料作为支撑杆件，设计比较灵活，可以设计成任意形状和断面的支撑，并且整体性好，可靠度高，节点容易处理，价格也比较便宜。钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度，而在日前国内较广泛地被采用。日前，对深大基坑.常常采用钢筋混凝土支撑。

无疑，这种结构有很多的优点，但在目前它有 一个很大弱点，就是未能得到允分利用作为永久结构，而且往往需要爆破（也有采用钻凿方法）拆除，使得这种结构的使用受到—定的限制。

从支撑结构的长远发展来看，今后应当推广使用钢支撑，尽快实现钢支撑构件的标准化和工具化，建立钢支撑制作、安装和维修一体化的施工技术体系，提高施工速度和经济效益。

目前在一些深大基坑中，钢支撑显示了它比钢筋混凝土支撑的优越性。比如上海的香港广场成功采用钢结构代替原来的钢筋混凝土方案，基坑深度为 13m，局部为17m，支撑间距8～9m。支撑安装后，施加轴力;在施工过程中，根据需要再施加轴力，调整墙体水平位移。这样，该施工方法对邻近地铁产生的位移能成功地控制在10mm以内。

当然，选择什么材料作为支撑材料比较合适，要根据具体条件，具体分析，然后确定。在特定条件下，钢筋混凝土支撑仍有存在和优化的必要性。