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深基坑圆形环梁水平支撑的设计与应用
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内容提示：在当前应用的深基坑支护体系中，对于深基坑软土地基或城市改造密集建设区的基坑支护，采用圆形环梁内支撑系统的已越来越多，并向超大直径环形支撑发展。目前，环形支撑已由单层发展为两层，环梁直径已由十几米发展到上百米，已发展到适应任何平面形状，平面支撑已由单圆发展为双圆或多圆桁架。其施工及监测方法也日臻完善。本文通过浙江嘉兴某深基坑施工支护结构的介绍，浅述深基坑圆形环梁水平支撑的设计与应用。
在当前应用的深基坑支护体系中，对于深基坑软土地基或城市改造密集建设区的基坑支护，采用圆形环梁内支撑系统的已越来越多，并向超大直径环形支撑发展。目前，环形支撑已由单层发展为两层，环梁直径已由十几米发展到上百米，已发展到适应任何平面形状，平面支撑已由单圆发展为双圆或多圆桁架。其施工及监测方法也日臻完善。本文通过浙江嘉兴某深基坑施工支护结构的介绍，浅述深基坑圆形环梁水平支撑的设计与应用。（参考《建筑中文网》）
一、圆形环梁支撑的应用范围及优越性
钢筋混凝土圆形环梁框架支撑体系通常由围檩、圆形环梁、连系梁（腹杆）和立柱组成一个平面封闭系统。对于近似正方形、圆形平面的基坑，基坑尺寸较小的可采用内切圆环形支撑；对于尺寸较大的可采用中间为一环形梁的辐射形内支撑体，或采用两者相结合的方法。
其优越性在于：
1）该体系基坑中间无支撑网盖，使大型挖土机械可直接进入坑内进行大规模土方挖运，提供了80%以上的大空间，便于地下室施工，材料吊运不受限制，测量放线视线宽阔，使整个地下室的建造费用降低；工期缩短，有利于质量和安全管理。
2）该体系是一个空间体系，将坑侧水平推力通过围檩、边桁架和环梁转化为环梁的轴向受压力，变形性能优异，整体刚度好，整个结构工程量较小，拆除量也小，支护结构总体费用较其他体系可降低20%～30%.
二、圆形环梁水平支撑体系的设计与运用
1、工程概况
嘉兴某深基坑工程，基础埋深裙楼约10.85米，主楼12.45米，长、宽分别为87米及82米，整个基坑近似正方形。
2、基坑围护方案
该工程基坑周边环境较宽松，基坑边线距离已建建筑有一定距离，且工程场地以强度和完整性较好的黏性土为主。虽然基坑开挖深度在10.85米～12.45米之间，但考虑到上述特征，尽量降低造价，采用“深坑”化“浅坑”的思路。在基坑边大面积卸土5.3米左右，卸土宽度10米以上，则深度由原来的10.85～12.45米减少到卸载后的5.55～7.15米左右。对于6.5米左右的深度，基坑又近似正方形，采用排桩 1道圆形环梁支撑体系，对于大面积卸土所造成的5.3米左右的高差的浅坑采用复合土钉进行支护。
具体方案：
1）止水帷幕。采用SMW工法的三头水泥搅拌桩，桩径为Φ850，浅坑区桩长10.1米，深坑区桩长为13米；
2）土钉支护。浅坑区（顶部-0.4米至-5.7米标高）采用复合土钉围护形式，土钉采用4道Φ48×3.0钢管，面层100厚喷射C20细石混凝土并内铺双向钢筋网片；
3）排桩。采用钻孔灌注桩，强度等级C30，桩径Φ750@900有效桩长12.05～13.35米；
4）钢筋混凝土圆形环梁支撑体系。考虑酒店基坑近似正方形，故在离地面5.8米（-6.2米）处设置一道圆形钢筋混凝土环梁，其断面为1600×1000，内圆半径R=41.05米，东西侧与基坑围护桩的围檩相切，南北侧及其余部分施以桁架式腹杆将圆形环梁与围檩及围护桩形成整体，圆形环梁下设28根立柱，立柱为Φ800的钻孔灌注桩，-14.15米以上配以4L125×10及4-400×200×8加工成断面为450×450的格构柱。围檩1400×1000，连系梁700×800和600×800，C30混凝土。
3、结构受力分析
主动土压力取值采用固结快剪峰值指标，地面施工超荷为20公斤/平方米，地下水位为-0.5米，采用朗肯土压力计算公式，考虑水土分算。结构受力分析考虑了五种工况：工况一：土方自地面开挖至支撑底；工况二：浇筑钢筋混凝土支撑；工况三：土方挖至底板垫层底；工况四：筑地下室底板，在底板与围护桩之间设传力带；工况五：拆除钢筋混凝土支撑。
4、封闭圆形环梁框架支撑体系设计与施工要求
1）必须重视环梁的平面外稳定问题，环撑下立柱位置应准确，要确保其施工质量，防止变形过大或沉降太大引起整体失稳或破坏。
2）必须确保防水围护的施工质量防止渗漏水，保持坑外的地下水位正常才可保证邻近建筑物、管线、道路等不会因为地下水位下降而产生下沉、位移、裂缝破坏。
3）土方开挖前应编制合理正确的开挖方案，应采用分层、对称同步开挖，对环梁和围护结构逐步加载，均匀受力，使施工工况与设计工况相符合。避免因单向挖土、不分层或不对称挖土造成环撑和桩顶受力不均衡、位移过大，以及使构件节点应力的集中和多变引起变截面接合处裂缝。
4）环梁混凝土浇筑宜一次连续成型，使强度同步发展，并宜使用微膨胀混凝土，避免超长大体积环梁混凝土和不留施工缝产生收缩裂缝问题。必须达到设计强度的80%以后方可继续挖土。
5）开挖土方与环撑施工要紧密衔接，不允许开挖土方后迟迟不浇筑环撑，引起围护壁的过大变形。
6）利用监测信息化手段，科学合理地指导基坑开挖施工，确保土体开挖过程中围护结构、周围建筑物及地下管线等的安全，及时预报施工中出现的问题。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200806/11851.htm
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