標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝篇-第二分冊(cè)-內(nèi)支撐系統(tǒng)

《標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)-施工工藝篇》編委會(huì)

編制：張新安維輝潘波李文博

審核：趙何明

審批：王慶璽

中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)第二分冊(cè)內(nèi)支撐系統(tǒng)

目錄

1.概述..................................................一1-

2.鋼支撐...............................................-9-

3.鋼筋混凝土支撐....................................-40-

4.豎向支承...........................................-48-

5.換撐...............................................-60-

6.鋼筋混凝土支撐切割拆除............................-63-

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第二分冊(cè)內(nèi)支撐系統(tǒng)

L概述

深基坑工程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)一般有兩種形式，即圍護(hù)墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)和圍護(hù)墻結(jié)

合錨桿（錨索）的形式。通過(guò)支撐或錨桿（錨索）系統(tǒng)，可以平衡作用在圍護(hù)墻上所

受的水土壓力，抑制基坑圍護(hù)墻體的變形，從而降低對(duì)周邊環(huán)境造成的不利影響，兩

種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比分析詳見表l-lo

本章主要介紹內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工。

表1T兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)形式對(duì)比分析

項(xiàng)目?jī)?nèi)支撐系統(tǒng)錨桿（錨索）系統(tǒng)

內(nèi)支撐的受力可以有效傳遞和直接平衡，構(gòu)

造簡(jiǎn)單，受力明確；可采用鋼支撐、混凝土

錨桿（錨索）設(shè)置在圍護(hù)墻的外側(cè)，為施

撐及其組合，斷面及布設(shè)靈活，整體強(qiáng)度和

工創(chuàng)造了空間，有利于提高基坑施工效

曹1剛度大；鋼支撐可重復(fù)利用，節(jié)約資源；鋼

率。

支撐施工速度快，安裝后可直接受力；無(wú)需

占用周邊地下空間資源。

缺錨桿（錨索）對(duì)周邊地下空間后續(xù)利用可

點(diǎn)支撐設(shè)置較密，施工空間狹小，施工效率低。

能不來(lái)不利影響，需要拔除。

適用于較密實(shí)的砂土、粉土、硬塑到堅(jiān)硬

的黏性土層或巖層中的大型、較深、鄰近

適用范

適用范圍廣，適于各種土層。建筑物對(duì)變形敏感的基坑或不允許設(shè)內(nèi)

圍

支撐的基坑，存在有地下埋設(shè)物不允許損

壞的場(chǎng)地不宜采用。

內(nèi)支撐系統(tǒng)由水平支撐與豎向支承兩部分構(gòu)成，目前已經(jīng)在基坑施工中已得到廣

泛應(yīng)用，特別是軟土地區(qū)的地鐵深基坑工程中已成為一種主要的支護(hù)方式。內(nèi)支撐作

為基坑開挖及結(jié)構(gòu)施作階段圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外兩側(cè)壓力差的平衡體系，經(jīng)過(guò)多年的大量深

基坑工程實(shí)踐，內(nèi)支撐形式豐富多樣，常用的內(nèi)支撐按材料劃分有鋼支撐、混凝土支

撐、型鋼支撐及鋼筋混凝土與型鋼組合支撐等形式，典型的內(nèi)支撐系統(tǒng)布置形式如圖

1-1所示。

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圖1-1典型內(nèi)支撐系統(tǒng)剖面圖

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，深基坑施工技術(shù)也得到了快速發(fā)展，基坑深度越來(lái)越深,

周邊環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜，安全的要求越來(lái)越高，對(duì)支撐體系也提出了更高的要求，支

撐的剛度要高、結(jié)構(gòu)斷面要大、監(jiān)測(cè)信息更完善（如所有鋼支撐的軸力、變形等均能

夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)），組合支撐體系運(yùn)用將越來(lái)越廣泛。近年來(lái)，內(nèi)支撐新技術(shù)得到開發(fā)，

如預(yù)應(yīng)力魚腹梁鋼結(jié)構(gòu)支撐技術(shù)在一些工程中得到運(yùn)用。

1.1內(nèi)支撐體系的構(gòu)成

內(nèi)支撐體系的主要構(gòu)件為圍橡（或圈梁）、水平支撐、鋼立柱（格構(gòu)柱）和立柱

樁，內(nèi)支撐體系示意圖詳見圖沒(méi)有設(shè)置圍橡的基坑，支撐直接作用在圍護(hù)墻

上。

圍楝（或圈梁）是協(xié)調(diào)支撐和圍護(hù)墻間受力與變形的重要受力構(gòu)件，能夠加強(qiáng)圍

護(hù)墻的整體性、改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀況、并將其所受的水平力傳遞給支撐構(gòu)件，并

減少圍護(hù)墻位移，因此要有較好的剛度和較小的垂直位移。圍橡有型鋼或鋼筋混凝土

結(jié)構(gòu)兩種形式。圈梁設(shè)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部，第一道支撐的圍楝應(yīng)盡量利用圍護(hù)墻圈梁，

必要時(shí)將圍護(hù)墻頂標(biāo)高降低。

水平支撐是平衡圍護(hù)墻外側(cè)水平作用力的主要構(gòu)件，要求傳力直接、剛度好且分

布均勻。

鋼立柱（格構(gòu)柱）和立柱樁的作用是保證水平支撐的縱向穩(wěn)定，加強(qiáng)支撐體系的

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空間剛度和承受水平支撐的豎向荷載，要求具有較好的剛度和較小的垂直位移。

圖1.1-1內(nèi)支撐體系示意圖

L2內(nèi)支撐體系的形式

支撐體系常用形式主要有單層或多層平面支撐體系和豎向斜撐體系。

平面支撐體系可以直接平衡支撐兩端圍護(hù)墻上所受到的側(cè)壓力，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，受

力明確，使用范圍廣。但當(dāng)支撐長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)考慮支撐自身的彈性變形以及溫度應(yīng)

力等因素對(duì)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移的不利影響。

豎向斜撐體系的作用是將圍護(hù)墻所受的水平力通過(guò)斜撐傳到基坑中部先澆筑的

斜撐基礎(chǔ)上。斜向支撐體系在房屋建筑工程中應(yīng)用較多，當(dāng)基坑的面積大而開挖深度

一般時(shí)，如采用常規(guī)的按整個(gè)基坑平面布置的水平支撐，支撐和立柱的工程量將十分

巨大，而且施工工期長(zhǎng)，中心島結(jié)合豎向斜撐的圍護(hù)設(shè)計(jì)方案可有效的解決此難題。

豎向斜撐一般采用鋼管支撐，在端部穿越結(jié)構(gòu)外墻段用H型鋼替代，以方便穿越結(jié)構(gòu)

外墻并設(shè)置止水措施，基坑豎向斜撐系統(tǒng)見圖L2T所示。

地鐵深基坑施工中，主要采用平面支撐體系，本章主要介紹平面支撐體系的施工。

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圖1.2-1基坑豎向斜撐系統(tǒng)

1.3內(nèi)支撐體系布置原則

（1）平面布置原則

水平支撐系統(tǒng)中內(nèi)支撐與圍模必須形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，和可靠的連接，以滿足

承載力、變形和穩(wěn)定性要求。支撐系統(tǒng)的平面布置形式眾多，同一個(gè)基坑工程采用多

種支撐布置形式均是可行的，但科學(xué)合理的支撐布置形式應(yīng)兼顧基坑工程特點(diǎn)、主體

地下結(jié)構(gòu)布置及周邊環(huán)境保護(hù)要求和經(jīng)濟(jì)性等綜合因素，做到和諧統(tǒng)一。

1）一般要求：

①支撐斷面及間距應(yīng)確保支撐系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度，其整體變形和構(gòu)件承載力滿足

要求；

②支撐布置應(yīng)考慮土方工程的施工要求，隔一定距離設(shè)置取土點(diǎn)和設(shè)備垂直吊運(yùn)

通道，其位置支撐水平間距不小于4m；

③支撐的平面布置應(yīng)盡可能利用主體工程樁作為支撐立柱樁；

④水平支撐應(yīng)在同一平面內(nèi)形成整體，上、下各道支撐桿件應(yīng)布置在同一豎向平

面內(nèi)。

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⑤支撐系統(tǒng)平面布置時(shí)，應(yīng)考慮避開主體工程的柱網(wǎng)軸線、梁體、墻體及降水井

位置，避免上述結(jié)構(gòu)與后拆支撐相碰，并滿足后續(xù)工序施工作業(yè)的空間和條件；

⑥當(dāng)支撐系統(tǒng)采用混凝土圍楝時(shí)，沿圍楝方向支撐點(diǎn)間距不宜大于9m；采用鋼圍

楝時(shí)，支撐點(diǎn)間距不宜大于4m；

⑧坑內(nèi)出現(xiàn)陽(yáng)角時(shí)，應(yīng)在陽(yáng)角的兩個(gè)方向均設(shè)置支撐點(diǎn)：

⑧對(duì)于無(wú)圍楝的地下連續(xù)墻，每一幅墻必須設(shè)兩道鋼支撐，且支撐點(diǎn)應(yīng)距離地下

連續(xù)墻接縫不小于50cm；

⑨鋼支撐應(yīng)與圍護(hù)墻或鋼圍楝垂直，當(dāng)不垂直時(shí)應(yīng)設(shè)置鋼牛腿，嚴(yán)禁采用簡(jiǎn)單墊

鋼板等方式。

2）鋼支撐體系。鋼支撐體系平面布置原則除了應(yīng)遵循上述一般要求之外，尚應(yīng)

滿足下列要求：

①地鐵基坑以長(zhǎng)條形為主，支撐宜采用對(duì)撐、混凝土撐并結(jié)合角撐等簡(jiǎn)潔布置；

對(duì)于寬大基坑，可用十字正交、縱橫方向垂直的平面布置形式；

②支撐平面布置應(yīng)避免出現(xiàn)復(fù)雜節(jié)點(diǎn)形式，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)裝配式節(jié)點(diǎn)，以及減少

焊接工作；

③支撐間距在滿足承載力要求的情況下，應(yīng)加大支撐平面布置間凈距，以便于土

方的開挖。

3）混凝土支撐體系。鋼筋混凝土支撐體系平面布置原則除了應(yīng)遵循上述一般要

求之外，尚應(yīng)滿足下列要求：

①水平支撐可采用由對(duì)撐、角撐、圓環(huán)撐、半圓環(huán)撐、拱形撐、邊桁架及連系桿

件等結(jié)構(gòu)形式所組成的平面結(jié)構(gòu)；地鐵基坑長(zhǎng)條形為主，可設(shè)置以短邊方向的對(duì)撐體

系，基坑端頭可設(shè)置水平角撐體系支撐；

②當(dāng)基坑周邊緊鄰保護(hù)要求較高的建（構(gòu)）筑物、地鐵車站或隧道，對(duì)基坑工程

的變形控制要求較為嚴(yán)格時(shí)，或者基坑面積較小、兩個(gè)方向的平面尺寸大致相等時(shí)，

或者基坑形狀不規(guī)則時(shí)，其他形式的支撐布置有較大難度時(shí)，宜采用相互正交的對(duì)撐

布置形式；

③當(dāng)基坑面積較大，平面形狀不規(guī)則時(shí)，同時(shí)在支撐平面中需要留設(shè)較大作業(yè)空

間時(shí)，宜采用角部設(shè)置角撐、沿短邊方向的對(duì)撐結(jié)合邊桁架的支撐體系；

④基坑平面為規(guī)則的方形、圓形或者平面雖不規(guī)則但基坑兩個(gè)方向的平面尺寸大

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致相等，可采用圓環(huán)形支撐；當(dāng)基坑兩個(gè)方向平面尺寸相差較大時(shí)，也可采用雙半圓

環(huán)支撐或者多圓環(huán)支撐；

⑤當(dāng)必須利用支撐構(gòu)件兼作施工平臺(tái)或棧橋時(shí)，除應(yīng)滿足內(nèi)支撐體系計(jì)算的有關(guān)

規(guī)定外，尚應(yīng)滿足作業(yè)平臺(tái)（或棧橋）結(jié)構(gòu)的承載力和變形要求。

（2）豎向布置原則

基坑豎向支撐需要布置的道數(shù)，主要根據(jù)工程場(chǎng)地水文、土層地質(zhì)情況、周圍環(huán)

境保護(hù)要求、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載力和變形控制計(jì)算確定，同時(shí)應(yīng)滿足土方工程的施

工需要。

1）支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)及圍楝連接處不應(yīng)出現(xiàn)拉力；

2）支撐應(yīng)避開主體結(jié)構(gòu)地下結(jié)構(gòu)底板和樓板的位置，并應(yīng)滿足主體地下結(jié)構(gòu)施

工對(duì)墻、柱鋼筋連接長(zhǎng)度要求；未拆除的支撐底面與下方主體結(jié)構(gòu)樓板間的凈距離不

宜小于70cm,以滿足樓板混凝土作業(yè)及側(cè)墻止水板作業(yè)空間的需要；

3）支撐至坑底的距離一般不小于3m,最困難不得小于2.7m,以滿足挖土機(jī)械作

業(yè)的需要；

4）采用多層水平支撐，各層水平支撐宜布置在同一豎向平面內(nèi)，層高近距不宜

小于3mo

1.4內(nèi)支撐體系的類型

支撐體系主要類型可分為鋼支撐、鋼筋混凝土支撐及鋼和混凝土組合支撐，各種

形式的支撐體系根據(jù)其材料特點(diǎn)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。由于基坑規(guī)模、環(huán)境

條件、主體結(jié)構(gòu)以及施工方法等的不同，難以對(duì)支撐結(jié)構(gòu)選型確定出一套標(biāo)準(zhǔn)的方法,

應(yīng)以確?；影踩煽康那疤嵯伦龅浇?jīng)濟(jì)合理、施工方便為原則，根據(jù)實(shí)際工程具體

情況綜合考慮確定，各類支撐體系的特點(diǎn)及適用范圍見表1.4-lo

表L4-L各類支撐體系的特點(diǎn)及適用范圍

支撐體系形式特點(diǎn)及適用范圍

（1）節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)形式少，可采用定型節(jié)點(diǎn)成品；

（2）可反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)性較好；

（3）支撐安裝和拆除時(shí)間短；

十字正交支撐

（4）傳力體系清晰、受力直接；

形式

鋼支撐體系（5）挖土空間小，出土速度慢：

（6）適用于形狀規(guī)則、基坑面積較小、開挖深度一般的方形

基坑

對(duì)撐結(jié)合角撐（1）節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)形式少，可采用定型節(jié)點(diǎn)成品；

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支撐體系形式特點(diǎn)及適用范圍

形式（2）可反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)性較好；

（3）支撐安裝和拆除時(shí)間短；

（4）傳力體系清晰、受力直接；

（5）挖土空間小，出土速度慢；

（6）適用于形狀規(guī)則、基坑面積較小、開挖深度一般的狹長(zhǎng)

形基坑

（1）支撐系統(tǒng)傳力直接以及受力明確；

（2）支撐剛度大變形小的特點(diǎn)，在所有平面布置形式的支撐

正交支撐形式體系中最具控制變形的能力；

（3）挖土空間小，出土速度慢；

（4）適用于敏感環(huán)境下面積較小或適中的基坑工程中應(yīng)用

（1）支撐系統(tǒng)受力明確；

（2）各塊支撐受力相對(duì)獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)支撐和挖土流水化施工，

對(duì)撐結(jié)合角撐

縮短基坑工期；

支撐形式

（3）無(wú)支撐面積大，出土空間大，可加快土方的出土速度；

（4）適用于環(huán)境保護(hù)要求高、形狀呈較規(guī)則方形的基坑

筋混凝土支撐體（1）各塊支撐受力相對(duì)獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)支撐和挖土流水化施工，

系縮短基坑工期；

對(duì)撐角撐結(jié)合

（2）無(wú)支撐面積大，出土空間大，可加快土方的出土速度；

邊桁架形式

（3）適用于各種復(fù)雜形式的深基坑，軟土地區(qū)中應(yīng)用最多的

支撐平面布置形式

（1）充分發(fā)揮混凝土抗壓性能，受力合理，經(jīng)濟(jì)性較好；

（2）無(wú)支撐面積大，出土空間大，可加快土方的出土速度：

圓環(huán)形、半圓

（3）受力均勻性要求高，對(duì)基坑土方施工單位的管理和技術(shù)

環(huán)形、雙圓環(huán)

能力要求高；

形及其它組合

（4）下層土方的開挖必須在上層支撐全部形成并達(dá)到強(qiáng)度之

形式

后方可進(jìn)行；

（5）適用于面積大及一些各種形狀的異形深基坑

（1）可充分發(fā)揮鋼支撐與混凝土支撐的優(yōu)點(diǎn)；

（2）基坑端部采用混凝土支撐，可發(fā)揮混凝土支撐剛性大，

同層平面組合

控制基坑角部變形，同時(shí)可避免出現(xiàn)復(fù)雜的鋼支撐節(jié)點(diǎn)；

形式

（3）基坑中部設(shè)置鋼支撐，施工速度快、工程造價(jià)低；

（4）適用于面積、開挖深度一般、形狀呈方形的深基坑

（1）可充分發(fā)揮鋼支撐與混凝土支撐的優(yōu)點(diǎn)；

鋼與混凝土組合

（2）第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐，必要時(shí)可通過(guò)局部區(qū)

支撐體系

域適當(dāng)加強(qiáng)作為施工棧橋，方便施工、降低施工技術(shù)措施費(fèi)；

（3）第二道以下支撐采用鋼支撐，可加快施工速度和節(jié)約工

分層組合形式

程造價(jià)；

（4）上下各層支撐采用簡(jiǎn)單的正交布置或者對(duì)撐結(jié)合角撐的

支撐布置形式，而且支撐中心線應(yīng)上下對(duì)應(yīng)；

（5）適用面積、開挖深度一般、形狀呈方形的深基坑

備注：內(nèi)容參照中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)力學(xué)及巖土工程分會(huì)編著的《深基坑支護(hù)技術(shù)指南》。

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2.鋼支撐

2.1概述

鋼支撐體系是將鋼構(gòu)件用焊接或螺栓拼接支撐在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)上，控制其變形的

結(jié)構(gòu)體系，通常為裝配式，可重復(fù)周轉(zhuǎn)使用，由鋼圍楝（又名鋼腰梁，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為地

下連續(xù)墻時(shí)可省略）、鋼角撐、鋼支撐、鋼牛腿及其他附屬裝配式構(gòu)件組成，鋼支撐

組成結(jié)構(gòu)如圖2.1-1所示。

圖2.1-1鋼支撐組成結(jié)構(gòu)圖（圖中單位以mm計(jì)）

鋼支撐的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)點(diǎn)形式統(tǒng)一，一般為對(duì)撐或斜撐布置形式，正交布置

的十字撐在地鐵工程使用極少。目前常用的鋼支撐體系一般有鋼管和型鋼兩種形式，

地鐵基坑一般使用鋼管撐較多，常用規(guī)格型號(hào)有①580mm、①609mm和①800mm三種，

其中以①609mm鋼管撐最為常見，①800mm鋼管撐目前逐步得到推廣應(yīng)用，壁厚有

12mm、14mm、16mm和20mm等規(guī)格；型鋼則有H型鋼和工字鋼等形式。

鋼支撐架設(shè)及拆除速度快，架設(shè)完畢后可直接受力，隨即可進(jìn)行下層土方開挖，

而且鋼支撐材料可重復(fù)循環(huán)使用，對(duì)節(jié)省基坑工程造價(jià)和加快工期具有顯著優(yōu)勢(shì)，適

用于開挖深度一般、平面形狀規(guī)則、狹長(zhǎng)型的基坑工程，成為地鐵車站基坑工程首選

的支撐體系。缺點(diǎn)是整體穩(wěn)定性差，剛度小，只能承受軸向壓力，當(dāng)基坑跨度較大時(shí),

鋼支撐會(huì)因撓度過(guò)大而容易失穩(wěn)。

2.2鋼支撐組成

鋼支撐由固定端、活絡(luò)頭、中間段組成，長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)中間段的組合進(jìn)

行拼接，鋼支撐配套構(gòu)件有鋼牛腿、鋼圍椽、圍椽支架等。

（1）固定端

固定端是支撐的一個(gè)端部，作為支撐與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力部位，應(yīng)力較為集中，且

往往由于接觸面不平整容易發(fā)生點(diǎn)接觸現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)特殊與中間段不同，不得用中間

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段替代固定端，固定端長(zhǎng)度為一般為3m。

（2）活絡(luò)頭

活絡(luò)頭是支撐的另一個(gè)端部，作為施加預(yù)應(yīng)力的裝置，可安放千斤頂，并自由伸

縮，待預(yù)應(yīng)力施加完畢后可通過(guò)加塞楔形鐵塊固定活絡(luò)端?；罱j(luò)頭長(zhǎng)度為2.2?3.0m,

最大可伸長(zhǎng)80cm,（鋼支撐預(yù)應(yīng)力活絡(luò)端構(gòu)造如圖2.2-1所示）。楔形鋼塊能夠調(diào)節(jié)活

絡(luò)頭的伸出長(zhǎng)度并鎖定。鋼楔規(guī)格應(yīng)滿足以下要求：鋼楔表面應(yīng)刨光；鋼楔的長(zhǎng)度應(yīng)

大于30cm,寬度應(yīng)為4cm；鋼楔的厚度應(yīng)按模數(shù)配置，一般可為2、3、4、5、6cm；

每根支撐應(yīng)配備一副斜鋼楔，斜鋼楔大小端厚度差2?3cm為宜。

圖2.2-1鋼支撐預(yù)應(yīng)力活絡(luò)端構(gòu)造圖

（3）中間段

支撐的中間部位，由數(shù)段管節(jié)組成，采用法蘭盤連接，管節(jié)的長(zhǎng)度有2、3、5、7、

9（m）多種模數(shù)，同時(shí)備有20?50cm的短管節(jié)可根據(jù)基坑寬度調(diào)整使用。

（4）鋼牛腿

鋼牛腿是焊接在圍護(hù)墻上的一種構(gòu)件，主要是對(duì)支撐或圍橡進(jìn)行支承，承受鋼支

撐和圍橡的自重，防止鋼支撐或圍橡脫落，有裝配式牛腿和焊接式牛腿兩種。排樁圍

護(hù)應(yīng)在圍樵上設(shè)置牛腿，地下連續(xù)墻圍護(hù)應(yīng)在鋼筋籠內(nèi)設(shè)置斜撐及直撐預(yù)埋鋼板，直

撐不設(shè)預(yù)埋鋼板時(shí)，可在基坑開挖時(shí)鑿出鋼筋籠主筋焊接在鋼筋上。

1）裝配式牛腿

斜支撐應(yīng)設(shè)置斜撐支座以承受剪力的構(gòu)件，斜撐支座優(yōu)先使用裝配式牛腿，以縮

短斜撐安裝時(shí)間。裝配式牛腿包括凹形預(yù)埋件和凸形斜牛腿，凹形預(yù)埋件先行澆筑于

地下連續(xù)墻內(nèi)，凸形斜牛腿與其斜交鑲嵌后螺栓連接，組成一個(gè)水平方向受力構(gòu)件，

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裝配式牛腿如圖2.2-2所示。也有在澆筑混凝土圈梁時(shí)，在圈梁上設(shè)鋼筋混凝土支座。

圖2.2-2裝配式牛腿現(xiàn)場(chǎng)照片

2）焊接式牛腿

焊接式牛腿是將鋼牛腿焊接在圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋或預(yù)埋鋼板上，鋼牛腿預(yù)埋鋼板如圖

2.2-3所示。鋼支撐下部支撐可采用鋼板牛腿形式，每一端應(yīng)至少設(shè)置2個(gè)。鋼板牛

腿宜采用2cm三角形鋼板，長(zhǎng)度不小于20cm,高度不小于15cm。鋼牛腿焊接焊縫應(yīng)

采用雙面角焊縫，且焊縫高度不小于lOinm

圖2.2-3鋼牛腿預(yù)埋鋼板照片

（5）鋼圍橡

鋼圍楝應(yīng)放置在圍楝支架上，一般采用雙拼的H型鋼。支架由角鋼組成，也可用

焊接在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的鋼牛腿，承受鋼圍椽和鋼支撐的重量，牛腿如圖2.2-4所示，鋼

圍椽加工及支架安裝如圖2.2-5所示。鋼圍楝規(guī)格與布置應(yīng)根據(jù)圍橡和支撐的自重經(jīng)

計(jì)算確定。

如有斜撐時(shí)，應(yīng)考慮開挖期間及支撐安裝后斜撐作用于鋼圍模水平分力的平衡及

鋼圍橡體系的整體穩(wěn)定，可通過(guò)調(diào)整開挖流程使鋼圍楝盡快閉合，并復(fù)加預(yù)應(yīng)力保證

鋼支撐的有效性。

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b鋼板牛腿圖

（圖中單位以mm計(jì)）

圖2.2-5鋼圍楝加工及支架安裝

（6）鋼聯(lián)系梁

鋼聯(lián)系梁是單板或雙根型鋼組成的鋼構(gòu)件，設(shè)置于兩個(gè)鋼立柱之間，主要承受鋼

支撐的自重，并通過(guò)焊接在鋼聯(lián)系梁上的U型抱箍對(duì)鋼支撐進(jìn)行約束，以減短支撐的

壓縮計(jì)算長(zhǎng)度，而提高支撐的受壓承載力。

鋼聯(lián)系梁規(guī)格宜按每跨鋼聯(lián)系梁承受3根鋼支撐進(jìn)行計(jì)算。

鋼聯(lián)系梁應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，若設(shè)計(jì)無(wú)要求，至少應(yīng)為28#雙根槽鋼或30#工字鋼。

鋼聯(lián)系梁與格構(gòu)柱連接的三角鋼板應(yīng)根據(jù)聯(lián)系梁規(guī)格確定，但不得小于30cmX10cm,

且應(yīng)比聯(lián)系梁寬5cm。

在立柱支托和支撐之間、抱箍和支撐之間塞硬木楔，主要目的是在樁身發(fā)生沉降

或隆起時(shí)可釋放過(guò)大的次應(yīng)力，同時(shí)還能保證抱箍和支托的約束作用，鋼支撐抱箍示

意圖詳見圖2.2-6。

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圖2.2-6鋼支撐抱箍示意圖

2.3鋼支撐主要材料

鋼支撐材料可采用鋼管、型鋼或其它組合構(gòu)件，鋼圍楝可采用型鋼或型鋼組合構(gòu)

件，鋼圍楝嚴(yán)禁采用單根型鋼，且應(yīng)優(yōu)先使用熱軋H型鋼，常用H型鋼、工字型鋼和

鋼管支撐型號(hào)及技術(shù)參數(shù)見表2.3-1、表2.3-2和表2.3-3o

表2.3-1H型鋼支撐常用規(guī)格技術(shù)參數(shù)表

單位重量截面面積回轉(zhuǎn)半徑截面慣性矩截面抵抗矩

尺寸(mm)

序(kg/m)(cm2)(cm)(cm4)(cm3)

號(hào)H(型鋼高)Xb(翼板寬)Xtl

WAixiyIxlyWxWy

(腹板厚)Xt2(翼板厚)

1400X400X13X21171.7218.6917.4310.12664552241033231120

2500X200X10X1689.6114.220.464.334780021401910214

3500X300X11X18124.9159.1720.667.146791681062783540.4

4600X200X11X17106.0135.220.054.117820022802610228

5600X300X12X20147.0187.2124.556.9411282790093838600.6

6700X300X13X24181.8231.5428.929.83193622108145532720.9

7800X300X14X26206.8263.5032.656.67280925117197023781.3

備注：表中H型鋼計(jì)算參數(shù)取自《熱軋H型鋼和部分T型鋼》GB/T11263.

表2.3-2工字鋼支撐常用規(guī)格技術(shù)參數(shù)表

參考數(shù)值

尺寸(mm)截面面積理論重量

型號(hào)x-xY-Y

(cm2)(kg/m)

hbdtrrlIxWxixlyWyiy

36b36013812.015.812.06.083.68065.6891650091914.158284.32.64

40a40014210.516.512.56.386.11267.59821700109015.966093.22.77

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參考數(shù)值

尺寸(mm)截面面積理論重量

型號(hào)x-xY-Y

(cm2)(kg/m)

hbdtrrllxWxixlyWyiy

45a45015011.518.013.56.8102.44680.42032200143017.78551142.89

50a50015812.020.014.07.0119.30493.65446500186019.711201423.07

55a55016812.521.014.57.3134.185105.33562900229021.613701643.19

56a56016612.521.014.57.3134.435106.31665600234022.013701653.18

63a63017613.022.015.07.5154.658121.40793900298024.617001933.31

備注：表中工字鋼計(jì)算參數(shù)取自《熱軋型鋼》GB/T706。

表2.3-3鋼管支撐常用規(guī)格技術(shù)參數(shù)表

尺寸單位重量截面面積回轉(zhuǎn)半徑截面慣性矩截面抵抗矩

(mm)(kg/m)(cm2)(m)(cm4)(cm3)

直徑DX厚度tWAixIxWx

①580X1216821420.09863935958

0580X1419524920.01997486879

0580X1622328319.951128157780

①609X1217722521.111003096588

①609X1420526221.031158727611

①609X1623429820.971311178612

0800X1223329727.8723063311532

800X1427234627.7826705113353

0800X1630939427.7230270915145

①800X2038549027.5937259818630

備注：表中數(shù)據(jù)系根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算。其中，截面面積A=nXt(D-t)；截面慣性矩L=n(D'-d1)/64：回

轉(zhuǎn)半徑=(L/A)叫截面抵抗矩W”=4L/D。注：d=D-2t.

2.4施工機(jī)械

施工機(jī)械選擇應(yīng)根據(jù)擬吊裝支撐的重量、起重作業(yè)半徑、作業(yè)場(chǎng)地條件、施工環(huán)

境要求等因素綜合進(jìn)行選擇。支撐吊裝主要有三種機(jī)械可供選擇，即履帶吊、汽車吊

和龍門吊，三種機(jī)械作業(yè)對(duì)比分析見表2.4T,汽車吊及龍門吊吊裝作業(yè)見圖2.2-8。

配備吊裝機(jī)械的規(guī)格應(yīng)根據(jù)吊裝支撐的重量，并經(jīng)過(guò)吊裝驗(yàn)算，滿足起重要求即

可。使用履帶吊吊裝，可在基坑一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置便道，便道寬度應(yīng)滿足履帶吊作業(yè)要

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求；使用龍門吊吊裝，須在基坑兩側(cè)設(shè)置桁車運(yùn)行的軌道，支撐應(yīng)堆放在基坑端部一

側(cè)擺放好，使用吊車吊掛作業(yè)。

表2.4-1三種機(jī)械吊裝作業(yè)對(duì)比

吊裝

序號(hào)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)機(jī)械設(shè)備配置

方法

(1)至少在基坑一側(cè)要設(shè)

(1)機(jī)械移動(dòng)靈活；

滿足履帶吊作業(yè)要求的便一臺(tái)50t履帶吊，使用

(2)可?？吭诘跹b點(diǎn)附近作

1履帶吊道；中800鋼支撐時(shí)采用

業(yè)；

(2)費(fèi)用比使用桁車方法80t履帶吊

(3)作業(yè)速度快

稍高。

(1)可隨時(shí)進(jìn)場(chǎng)，費(fèi)用低;

(2)可?？吭诘跹b點(diǎn)附近作(1)需要滿足汽車吊作業(yè)一臺(tái)150t汽車吊，使

2汽車吊業(yè)；要求的便道；用e800鋼支撐時(shí)采用

(3)少量吊裝作業(yè)時(shí)使用使(2)吊裝時(shí)移動(dòng)不方便，80t履帶吊

用。

(1)桁車沿基坑縱向布設(shè),

支撐需要堆放在基坑兩端，

(1)基坑兩側(cè)都沒(méi)有場(chǎng)地時(shí)且至少在基坑一端要有支

采用10t的桁車，使用

可用此法作業(yè)；撐堆放場(chǎng)地；

3龍門車①800鋼支撐時(shí)采用

(2)費(fèi)用低廉;(2)基坑斷面變化不宜太

16t桁車

(3)對(duì)周邊環(huán)境要求不高。大；

(3)桁車運(yùn)送支撐距離遠(yuǎn),

作業(yè)速度慢，效率低。

圖2.4-1鋼支撐吊裝作業(yè)

2.5鋼支撐節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

鋼支撐節(jié)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)受力的薄弱環(huán)節(jié)，鋼支撐的整體剛度依賴構(gòu)件之間的合理連接

構(gòu)造，支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)除了應(yīng)合理選擇支撐材料，支撐的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)也是確保支撐受力

可靠的關(guān)鍵。

(1)鋼支撐的長(zhǎng)度拼接

鋼支撐構(gòu)件的拼接應(yīng)滿足截面等強(qiáng)度的要求。常見的連接方式有焊接和螺栓連

接。螺栓連接施工方便但整體性不如焊接好。焊接作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，且工地焊接條件差，

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焊縫質(zhì)量不宜保證，通常采用螺栓連接，為減少節(jié)點(diǎn)變形，宜采用高強(qiáng)螺栓，鋼支撐

拼接見圖2.5T及圖2.5-2所示。

圖2.5-2鋼管支撐的長(zhǎng)度拼接

（2）鋼支撐十字連接節(jié)點(diǎn)

當(dāng)縱橫向支撐采用重疊連接時(shí)，支撐在同一標(biāo)高上，可對(duì)縱橫兩個(gè)方向支撐形成

有效的側(cè)向約束，使整個(gè)支撐平面形成整體框架。這種連接方式剛度大、整體性好。

節(jié)點(diǎn)可以采用特制的“十”及“井”字接頭，縱橫管部都與“十”字或“井”字接頭

連接。也有采用套筒式十字接頭，該接頭對(duì)從套筒中穿過(guò)的支撐的橫向移動(dòng)起到約束

作用，而縱向支撐允許產(chǎn)生微小的伸縮，從而避免接頭由于位移變形而使支撐產(chǎn)生次

生應(yīng)力，對(duì)鋼支撐受力帶來(lái)不利影響，鋼支撐套管式十字接頭詳見圖2.5-3?圖2.5-6

所示。

圖2.5-3鋼管支撐十字連接節(jié)點(diǎn)示意圖

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圖2.5-4鋼管支撐套筒式十字連接節(jié)點(diǎn)

圖2.5-5雙拼鋼管支撐套筒式井字連接節(jié)點(diǎn)圖2.5-6鋼支撐“十”字接頭

（3）鋼支撐活絡(luò)端構(gòu)造

鋼支撐活絡(luò)端，主要為滿足鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力的需要?；罱j(luò)端可安放千斤頂用于

施加預(yù)應(yīng)力，在施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中活絡(luò)端的伸縮段可沿支撐軸向自由伸縮，待預(yù)應(yīng)力

施加完畢，用鋼楔塞緊滑動(dòng)的孔道后活絡(luò)端就被固定，以維持預(yù)加軸力?；邮褂玫?/p>

活絡(luò)端有以下兩種形式，一種為楔型活絡(luò)端，一種為箱體活絡(luò)端。由于支撐加工及生

產(chǎn)廠家不同，活絡(luò)端可有的設(shè)置在鋼支撐端部，也有將螺旋千斤頂?shù)仍O(shè)備設(shè)置在支撐

的中部，鋼支撐活絡(luò)端如圖2.5-7所示。

圖2.5-7楔型活絡(luò)端

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（4）鋼支撐與鋼圍楝斜交處抗剪連接節(jié)點(diǎn)

當(dāng)支撐與圍楝斜交時(shí)，為傳遞沿圍楝方向的水平分力，在圍楝與圍護(hù)墻之間需設(shè)

置剪力傳遞裝置。對(duì)于地下連續(xù)墻可通過(guò)預(yù)埋鋼板，對(duì)于鉆孔灌注樁可通過(guò)鋼圍橡的

抗剪焊接件連接，型鋼支撐拼接詳見圖2.5-8所示。

鋼圍椽與圍護(hù)墻結(jié)合須密貼，以防止鋼圍椽截面產(chǎn)生扭曲。通常圍護(hù)墻表面不平

整，尤其是鉆孔灌注樁圍護(hù)墻體。當(dāng)鋼圍楝與圍護(hù)墻之間空隙不大時(shí)，可用細(xì)石混凝

土填實(shí)，如縫寬較大，為了防止填充的混凝土脫落，縫內(nèi)宜放置鋼筋網(wǎng)。

1-鋼支撐：2-鋼腰梁；3-圍護(hù)墻；4-剪力塊；5-填嵌混凝土

圖2.5-8型鋼支撐的長(zhǎng)度拼接

（5）圍檄疊接

鋼圍模在基坑內(nèi)的拼接點(diǎn)由于受操作條件限制不宜做好，尤其在靠圍護(hù)墻一側(cè)的

翼緣連接板較難施工，影響整體性能。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將接頭設(shè)置在截面彎矩較小的部位，

并應(yīng)盡可能加大坑內(nèi)安裝段的長(zhǎng)度，以減少安裝節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

1）鋼圍楝在基坑內(nèi)安裝時(shí)，對(duì)接接頭不得設(shè)置于支撐處或跨中，鋼圍楝接頭處理

如圖2.5-9及圖2.5T0所示，宜設(shè)置于L/3?L/4處（L為鋼支撐的跨度）。

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圖2.5-9錯(cuò)誤做法一圖2.5-10錯(cuò)誤做法二

（接頭置于支撐處）（接頭置于跨中）

2）鋼圍楝安裝時(shí)對(duì)接接頭應(yīng)控制在同一平面上，端頭應(yīng)切割平整，鋼圍楝接頭

頂面、底面、側(cè)面處應(yīng)采用鋼綴板連接。鋼綴板厚度不小于母材，有效連接長(zhǎng)度不小

于200mm,與母材采用角焊縫連接，焊縫有效高度不小于10mm,鋼圍楝焊接如圖

2.5~11?■圖2.5_13所不。

mm)

圖2.5-13安裝接頭剖面示意圖（單位：mm）

3）基坑轉(zhuǎn)角處，鋼圍楝端頭必須采取有效措施保證兩個(gè)方向圍棵的連接?；?/p>

轉(zhuǎn)角處，鋼圍楝應(yīng)等高連接，兩個(gè)方向的鋼圍棵應(yīng)緊貼圍護(hù)，鋼圍楝端頭應(yīng)電焊連接

（可采用綴板連接兩端頭圍橡），可以采用加勁板有效焊接固定，加勁板數(shù)量不少于

兩塊，加勁板采用20mm鋼板，（鋼圍楝轉(zhuǎn)角處理如圖2.5T4所示）。

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圖2.5-14鋼圍楝轉(zhuǎn)角處處理（單位：mm）

2.6施工工藝

鋼支撐施工的主要工序包括：預(yù)拼裝、鋼圍橡施工、鋼支撐安裝、預(yù)應(yīng)力施加及

復(fù)加、鋼支撐拆除，其中鋼圍橡施工、鋼支撐安裝、預(yù)應(yīng)力施加及復(fù)加是鋼支撐施工

的關(guān)鍵工序，（鋼支撐安裝施工工藝流程如圖2.6-1所示）。

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圖2.6-1鋼支撐施工工藝流程圖

（1）施工準(zhǔn)備

1）技術(shù)準(zhǔn)備

基坑圍護(hù)施工前應(yīng)根據(jù)施工規(guī)范、設(shè)計(jì)圖及施工籌劃等，優(yōu)化設(shè)計(jì)支撐體系，必

要時(shí)與設(shè)計(jì)協(xié)商，取得設(shè)計(jì)單位的書面認(rèn)可。

施工前應(yīng)結(jié)合開挖籌劃編制專項(xiàng)施工方案，并按程序報(bào)審。支撐結(jié)構(gòu)的施工與拆

除順序，應(yīng)與支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工況相一致，必須遵循先撐后挖的原則。鋼支撐體系安

裝應(yīng)嚴(yán)格遵循“時(shí)空效應(yīng)”原理，并合理安排挖土作業(yè)進(jìn)度，調(diào)配作業(yè)人員及設(shè)備，

及時(shí)支撐，減少無(wú)支撐暴露時(shí)間。

2）設(shè)備準(zhǔn)備

應(yīng)根據(jù)鋼支撐安裝最不利工況配置吊車、桁車等起重設(shè)備，并根據(jù)相關(guān)起重安全

要求執(zhí)行。①609X16鋼支撐重量應(yīng)按330kg/m計(jì)算；①800X12鋼支撐重量應(yīng)按

410kg/m計(jì)算；①800X20鋼支撐重量應(yīng)按560kg/m計(jì)算。

千斤頂和油泵車必須經(jīng)過(guò)檢測(cè)后方可使用，且必須在檢測(cè)有效期之內(nèi)。千斤頂和

油泵車應(yīng)每6個(gè)月校定1次，同時(shí)，每個(gè)工地必須至少校定1次，維修之后再次使用

之前需重新校定。

3）材料進(jìn)場(chǎng)及驗(yàn)收

鋼支撐體系材料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按批次進(jìn)行質(zhì)量抽檢，其型號(hào)、規(guī)格、壁厚、表觀質(zhì)

量應(yīng)符合要求，不符合要求的嚴(yán)禁使用。

鋼支撐進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收的主要內(nèi)容；支撐產(chǎn)品合格證和質(zhì)量保證書；高強(qiáng)螺栓等重要配

件的產(chǎn)品合格證和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告；鋼支撐順直情況、螺栓孔完整情況及防銹處理情況;

活絡(luò)頭變形情況。鋼支撐壁厚可采用超聲測(cè)厚儀檢測(cè)。

鋼圍楝進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收的主要內(nèi)容：型鋼高度、翼板寬度和厚度、腹板厚度等應(yīng)符合設(shè)

計(jì)和規(guī)范要求；鋼圍模表面應(yīng)平整、順直、無(wú)油污、無(wú)銹蝕和損傷；焊縫情況；型鋼

彎曲最大撓度不應(yīng)超過(guò)L/300o

鋼支撐及鋼圍楝（型鋼）按進(jìn)場(chǎng)數(shù)量的10配驗(yàn)收，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)見表2.6-1和表2.6-2

所示。

表2.6-1鋼支撐外觀質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目示意圖允許值

65中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司-21-

中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司標(biāo)準(zhǔn)化手冊(cè)第二分冊(cè)內(nèi)支撐系統(tǒng)

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目示意圖允許值

-_______L_________

?

1縱向彎曲f/LW1500且f<5mm

O.

2橢圓度f(wàn)/dW1/500且fW5mm

3端面平整度f(wàn)/dW1/500且fW3mm

4構(gòu)件長(zhǎng)度±3mm

5鋼管直徑±d/500且±5mm

備注：質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。

表2.6-2鋼支撐法蘭檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目示意I圖允許值

1法蘭垂直度f(wàn)W1mm

39

LIT

2法蘭平行度Ll-L2^2mm

—4

3法蘭面貼合度-J-LFf<2mni且hW30nun

備注：質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。

鋼支撐安裝前，應(yīng)根據(jù)施工安排備足鋼墊箱、鋼套筒、鋼楔、螺栓等配套材料。

斜撐若采用裝配式牛腿，應(yīng)在支撐安裝前根據(jù)斜支撐數(shù)量預(yù)先加工。若采用焊接式牛

腿，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)斜撐角度確定每塊鋼板尺寸并預(yù)先切割完成。

鋼支撐、鋼圍椽、預(yù)埋件等材料堆放及施工場(chǎng)地要求如下：堆放場(chǎng)地需平整堅(jiān)實(shí),

排水條件良好，無(wú)積水；堆放場(chǎng)地應(yīng)能存放至少兩天的鋼支撐安裝使用量；堆放場(chǎng)地

應(yīng)靠近開挖區(qū)域，并預(yù)留拼裝場(chǎng)地；鋼支撐堆放高度不應(yīng)超過(guò)四層，底層鋼支撐下面

應(yīng)安設(shè)好墊木。

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