钢结构支撑在深基坑支护中的应用分析

侯文康

（山西建工建筑工程检测有限公司，山西太原 030006）

钢筋混凝土的刚度高，在各种复杂的基坑中都适用。因此，当前钢筋混凝土结构的可靠性较高。但是混凝土结构的重量较大，材料还不能重复适用，无论是安装还是拆除都非常复杂，需要浪费较长的时间，会给工程产生较高的成本，以及造成材料上的浪费，相比于钢结构支撑来说，缺点较大。钢结构支撑相对该工程来说，更加经济实用，因此，在没有特殊情况的时刻，在深基坑支护中大多会采用钢结构支撑系统。

1 钢结构支撑体系内力计算方法

1.1 等值梁法

对钢结构支撑体系的内力进行计算，主要是对围护结构进行简化，将它变为平面上的问题之后，在计算其变形情况和内力，这样可以使得计算的过程更加简单，并且可以保证计算结果的科学性。使钢结构支撑的施工更加容易。等值梁法的支撑体系大多采用的材料、截面尺寸等都没有使用数据的形式在计算中体现，因此，使用这种方法所采用的支撑系统是被假设出来的，精确度并不高，不能很好地反应支护结构的实际受力情况。所以，在使用该方法时，一定要考虑实际情况，在确保满足该方法使用条件时在对其进行应用，从而为企业节省成本。

1.2 弹性地基杆法

这种方法主要是将支护结构假想位弹性地基杆，通过相关的理论来计算侧压力，而支撑系统和坑底以下的土抗力被假想为弹簧支座，将其划分成有限的单元体，从而对其进行求解。该方法与等值梁法具备一定的相似性，两者的精确度都不是特别高，主要是利用相关公示对其进行估算，因此，这种方法比较适用于工程的前期，帮助相关工人进行计算，促进施工的进行。

1.3 连续梁法

这种方法主要是建立相应的模型，用来求支撑内力。该方法需要将体系内的某一段帽梁隔离出来，根据隔离出的帽梁建立连续性的模型，然后计算出对围护结构的作用力，再对支撑的支座条件进行相应的处理，从而求出帽梁的内力，最后求出支撑内力。连续梁法相对来说操作较为简单，但是这种方法并没有考虑到支撑本身的变形，存在一定的缺陷。因此，在使用这种方法时，一定要根据具体的情况，如果实际情况中并不允许这种方法的使用，那么应该采取其他措施。

1.4 均布力法

该方法主要是计算其周围作用着的均布荷载，并且在计算荷载时还可以计算其围护结构半面，通过使用这种方法，可以提升计算的精确性，使计算的结果满足工程的施工需求，并且提升深基坑工程的安全性能，确保其的质量符合工程需求，从而给相关的企业创造更高的经济效益。这种方法在深基坑工程中的应用比较广泛，凭借其独特的优势，可以给支撑面上的受力情况等一个精准的数值。该方法也具备着一定的缺陷，比如说没有考虑到梁与支护结构之间的相互作用，从而使该方法在很多情况下并不适用。

2 地下水控制及基坑土方开挖

2.1 对地下水进行控制的方法

对地下水进行控制可以保证深基坑工程的安全性，因此应该对地下水采取合适的措施，进行控制。当基坑内降水时，应该避免对基坑外的地下水产生影响，使土壤周围产生结块，从而方便开挖工作的进行。在基坑外进行降水时，通过同样的原理，使地下水位降低，能够减少泥土的压力和水压力，这对支护结构的设计非常有利，但是在进行坑外降水的过程中，基坑的附近如果存在建筑物等，需要采取合适的措施，避免土壤结块产生沉降从而给周围设施带来危害。在对地下水进行控制时，要了解基坑的深度以及地下水的水位，根据具体的情况，制定合适的措施，从而对地下水进行合理的控制。

2.2 基本原则

深基坑支护工程的施工需要遵循相应的原则，在施工前必须了解施工场地，以及对施工场地周围的环境等进行考察，再根据相关的原则，采取合适的地下水控制措施，提高对地下水的控制程度，确保基坑不会变形，增强深基坑工程的安全性。如果施工的过程中违反了施工原则，那么可能无法对地下水进行有效的控制，那么也会给深基坑支护工程留下安全隐患，无法保证施工人员和周围群众的安全。因此，相关的工作人员在施工时必须遵守开挖的原则，根据相关原则修改施工程序，使施工程序更加合理和有效，从而对地下水进行有效的控制，保证深基坑支护工程的顺利进行。

3 钢支撑架设及拆除

3.1 钢支撑架设的原则

3.1.1 速度要快

保证钢支撑架设的速度非常重要，具体的方法有：①对钢支撑活络端的活动量进行合理控制和设计，对钢支撑进行提前的拼装，在进行拼装时应该降低其误差，确保拼装的合理性；②对于配件的设计应该保证它的实用性，对钢支撑的受力程度进行计算，从而设计钢楔的布置长度，确保其满足施工需求，保证施工的安全性；③提前安装托架，在安装托架时应该设置支撑托架的结构安装位置合理，以及安排承载托架所安装的时间，从而确保托架的科学安装，提升工程的安全性，通过这种方法可以使钢支撑架设的速度加快，从而提高施工效率。通过加快钢支撑架设的速度，可以减少其他施工因素的影响，从而提高施工的质量。

3.1.2 质量要高

钢结构支撑在深基坑支护中的应用必须保证其安装的质量合格。钢结构的刚度相对来说比较低，并且有较多的安装结点，如果安装的程序不对，可能会导致钢结构支撑变形等，从而失去钢结构支撑本来的作用。对于钢结构的安装，应该在地面对其进行拼装，然后再控制支撑位置，降低支撑位置的误差，然后再安放钢楔。对于安放的钢楔，必须对钢楔的两面进行抛光，并且安放的位置应该和支撑的轴线互相重合，从而方便传力以及避免应力过于集中。最后，应该有专人负责压力表的日常操作和维修，从而保证两台千斤顶的正常运行，提高钢支撑架设的质量。在进行钢支撑架设时，必须采取合适的措施，按照标准工序进行安装，使该工程能够满足质量要求，从而将其投入正常的使用中。

3.2 内支撑体系的拆除

对内支撑体系进行拆除的意思时进行支撑的“倒换”，将钢管横支撑所承受的侧方压力施加给永久支护结构或者其他的临时支护结构。在进行拆除时，必须注意：首先，在拆除时应该防止瞬间的预加应力释放过大从而使结构局部变形或者开裂。其次，一定要保证底板的混凝土强度满足施工需求，从而提升钢支撑的安全性。对内支撑体系进行拆除的同时，一定严格注意这些应该注意的事项，并且采取合理的措施对内支撑体系进行拆除，在降低安全隐患的同时，提高钢支撑架设的质量。

3.3 支撑设置时需要注意的问题

在进行钢支撑架设时有很多需要注意的问题，对于这些问题，相关的工作人员一定要特别注意，对其进行解决，从而保证钢支撑架设的安全。需要注意的问题主要有：①一定要设置支撑，从而减少桩的移动；②将首道支撑的位置适当的向下移，从而降低桩的移动以及内力；③合理地设置支撑的数量。支撑的数量对桩的位移等有着较大的影响，因此，必须根据工程的实际情况，确保支撑的数量符合工程的需求，从而保证工程的顺利进行，为工程节省成本；④在对支撑系统进行设计时，必须避免支撑截面尺寸过大，防止对支撑的刚度产生影响；⑤需要合理的设置支撑的预应力，通过合理的支撑预应力，能减少桩在坑中的位移，根据工程的进行对工程的预应力进行适当的调整，从而加强对支护桩的保护作用。总之，相关的施工人员需要对这些问题进行综合的考虑，对一些原则上的问题进行解决，在提高施工效率的同时，也能够降低施工的成本。

4 钢结构支撑架设的应用前景

钢支撑相对其他材料来说重量比较轻，并且安装等过程比较方便和迅速，可以有效降低施工的时间，提高施工效率，还能够减少围护墙因为无支撑的时间长等情况。使用钢结构支撑，能够对工程施加合理的预应力，根据工程的发展对预应力进行调整，从而确保其围护结构不会变形。钢支撑还有一大好处是可以重复的进行使用，从而帮助工程节省材料，降低施工的成本。使用钢结构支撑可以在任何地质条件的基坑工程中应用，受到的限制较小，相比较混凝土而言，有着更多的优势，因此，钢结构支撑目前在深基坑施工中得到广泛的应用。

5 结束语

钢结构的优势较大，在深基坑支护工程中起到很好的作用。但是钢结构支撑的刚度相对来说较差，安装时有较多的结点，如果没有进行合理的计算和安装，那么结点很有可能变形，导致钢结构支撑失去它本来的作用。因此，在进行钢结构支撑的安装时，一定要合理的计算结点的位置，按照标准的程序对钢结构支撑进行安装，从而保证钢结构支撑安装的有效性，发挥出钢结构支撑的价值，提升工程的安全性能。