支撑失稳分析

1、上海市基础工程有限公司上海市基础工程有限公司 20102010年年7 7月月1313日日 上海轨道交通上海轨道交通1111号线南段工程号线南段工程1010标段标段 之于工作井段第四道穿墙钢管支撑失稳现象之于工作井段第四道穿墙钢管支撑失稳现象 进而对钢管支撑稳定性的分析进而对钢管支撑稳定性的分析研究研究 一、现场情况 二、具体原因分析 三、补救措施 四、支撑失稳的可能因素汇总 五、如何避免 汇报提纲 20102010年年7 7月月9 9日上午日上午10:3010:30左右，正进行工作井段左右，正进行工作井段3838轴基坑第五轴基坑第五 皮土方开挖，第五道钢支撑皮土方开挖，第五道钢支撑5-9#5-

2、9#、10#10#已架设完成并施加预应力。另第四已架设完成并施加预应力。另第四 道钢支撑已全部架设完成并施加预应力，第四道支撑（编号道钢支撑已全部架设完成并施加预应力，第四道支撑（编号4-10#4-10#、11#11#、 12#12#）活络头部位出现同时、同方向（向西）变形情况，现场生产管理人）活络头部位出现同时、同方向（向西）变形情况，现场生产管理人 员立即组织坑内人员撤离，待观察稳定后即组织现场钢支撑及时架设临时员立即组织坑内人员撤离，待观察稳定后即组织现场钢支撑及时架设临时 钢支撑，以解决变形支撑轴力问题；另停止土方开挖。钢支撑，以解决变形支撑轴力问题；另停止土方开挖。 照片一：照片一：

3、.突然弯折钢支撑突然弯折钢支撑10#10#、11#11#、12#.jpg12#.jpg；.突然弯折突然弯折 钢支撑钢支撑15#.jpg15#.jpg； 照片二：照片二：.照片照片 拆除的弯折支撑活络头拆除的弯折支撑活络头1.jpg1.jpg；.照片照片 拆除的拆除的 弯折支撑活络头弯折支撑活络头2.jpg2.jpg；.照片照片 拆除的弯折支撑活络头拆除的弯折支撑活络头3.jpg3.jpg；.照片照片 拆除的弯折支撑活络头拆除的弯折支撑活络头4.jpg4.jpg； 一、现场情况一、现场情况 主要因素一：主要因素一：地墙施工质量及凿毛质量偏差，导致支撑端部钢板后靠地墙施工质量及凿毛质量偏差，导致支

4、撑端部钢板后靠 不能完全密贴，从而导致轴力施加后局部受力不均匀，增加支撑受力偏不能完全密贴，从而导致轴力施加后局部受力不均匀，增加支撑受力偏 心的可能性；心的可能性； 照片：照片：. 照片照片 支撑端板接触面不密实支撑端板接触面不密实2.jpg2.jpg；.照片照片 支撑端板支撑端板 处地墙混凝土出现受压松散及其后不密实处地墙混凝土出现受压松散及其后不密实2.jpg2.jpg 主要因素二：主要因素二：第四道钢支撑为穿墙设置，支撑端部穿墙部分焊接第四道钢支撑为穿墙设置，支撑端部穿墙部分焊接h h型钢，型钢， 钢管端部与地墙距离偏长，导致支撑偏心可能性加大；钢管端部与地墙距离偏长，导致支撑偏心可能

5、性加大； 照片：照片：.照片照片 三、四道钢支撑地墙接头三、四道钢支撑地墙接头2.jpg2.jpg 诱导因素三：诱导因素三：7 7月月9 9日上午日上午10:2410:24时江苏如东发生时江苏如东发生4.04.0级地震，震中距离级地震，震中距离 临港新城临港新城70km70km左右，临港新城有明显震感，根据现场左右，临港新城有明显震感，根据现场3 3根支撑同时、同根支撑同时、同 方向变形情况初步分析与地震横波有一定关联；方向变形情况初步分析与地震横波有一定关联； 链接：链接： http:/ 二、具体原因分析二、具体原因分析 三、补救措施三、补救措施 措施一：措施一：在变形支撑侧架设临时支撑，拆

6、除变形支撑，吊出后在地面进行在变形支撑侧架设临时支撑，拆除变形支撑，吊出后在地面进行 整修，更换活络头构件，后再行在支撑位置进行安装，并施加轴力；整修，更换活络头构件，后再行在支撑位置进行安装，并施加轴力； 照片：照片：.照片照片dscn4330.jpgdscn4330.jpg 措施二：措施二：在第四道与第五道钢支撑间增加一道临时钢支撑，分解部分第四在第四道与第五道钢支撑间增加一道临时钢支撑，分解部分第四 道穿墙支撑的轴力，确保基坑支撑体系稳定性；道穿墙支撑的轴力，确保基坑支撑体系稳定性； 照片：照片：.支撑编号图支撑编号图.dwg.dwg 措施三：措施三：针对第四道穿墙支撑进行全面普查，对存

7、在轴线偏差、活络头伸针对第四道穿墙支撑进行全面普查，对存在轴线偏差、活络头伸 出超出大于出超出大于15cm15cm的全部替换，整修后再行安装，待整改工作全部完成验收的全部替换，整修后再行安装，待整改工作全部完成验收 合格后再行开挖。合格后再行开挖。 照片：照片：.照片照片dscn4346.jpgdscn4346.jpg；.照片照片 整改后四道钢支撑整改后四道钢支撑.jpg.jpg 四、支撑失稳的可能因素汇总 导致钢支撑失稳的可能性因素汇总：导致钢支撑失稳的可能性因素汇总： 1 1、支撑端部处理不当：、支撑端部处理不当： （1 1）地墙施工未设置预埋钢板，支撑安装时凿除地墙保护层进行焊接钢板与支

8、撑连接，受力）地墙施工未设置预埋钢板，支撑安装时凿除地墙保护层进行焊接钢板与支撑连接，受力 不均衡，易导致失稳；不均衡，易导致失稳； （2 2）地墙表面凿除不平整，导致钢板与地墙不能密贴，易导致失稳；）地墙表面凿除不平整，导致钢板与地墙不能密贴，易导致失稳； （3 3）钢板后靠未填实，导致受力不均匀，易导致失稳；）钢板后靠未填实，导致受力不均匀，易导致失稳； 2 2、钢管支撑固定端与地墙间距过大：、钢管支撑固定端与地墙间距过大： （1 1）钢支撑设置为穿墙，考虑衬墙厚度）钢支撑设置为穿墙，考虑衬墙厚度+ +施工空间施工空间+ +活络头调节部分，三者累计长度过大，易活络头调节部分，三者累计长度过

9、大，易 导致失稳；导致失稳； （2 2）现场配料精确度不够，导致活络头调节段伸长过长，易导致失稳；）现场配料精确度不够，导致活络头调节段伸长过长，易导致失稳； 3 3、钢管支撑与穿墙、钢管支撑与穿墙h h型钢轴线偏差，受力偏心，导致失稳；型钢轴线偏差，受力偏心，导致失稳； 4 4、钢管支撑使用周转次数过多，损伤较大，受力打折扣；、钢管支撑使用周转次数过多，损伤较大，受力打折扣； 5 5、钢管支撑与地墙连接端钢板面积过小，轴力施加后钢板变形，导致受力不均衡，易导致、钢管支撑与地墙连接端钢板面积过小，轴力施加后钢板变形，导致受力不均衡，易导致 失稳；失稳； 6 6、钢管支撑轴力计安装不尽合理，导致

10、局部受力过大，同时易导致轴线偏差，从而导致支、钢管支撑轴力计安装不尽合理，导致局部受力过大，同时易导致轴线偏差，从而导致支 撑失稳。撑失稳。 1、钢板与地墙表面不密贴，后靠空虚部分未填实：钢垫板材料平整度差；地 墙凿毛不平整，钢支撑受力传递后将刚垫板压变形； 2、钢管固定端距地墙距离过大：穿墙支撑的h型钢长度达到1.36m及以上，而 标准段结构内衬厚度为0.6m，富余量偏大。 3、活络头伸出过长：钢支撑吊装前理论长度计算有误，钢支撑使用偏短。 4、钢管支撑使用周转次数过多，损伤严重。 5、钢板面积过小（600mm*600mm），且钢板与h型钢连接处未设置加劲肋板： 未充分考虑到第四道钢支撑受力

11、偏大的特点采取针对性的加大、加厚刚垫板 的措施。 6、轴力计按照不合理，导致支撑轴力集中在轴力计上，局部钢板或地墙接 触面易变形，导致支撑失稳。 五、如何避免五、如何避免 针对导致钢支撑失稳的可能性情况，如何避免应从以下几个方面入手：针对导致钢支撑失稳的可能性情况，如何避免应从以下几个方面入手： 1 1、支撑端部处理：、支撑端部处理： （1 1）围护施工时预埋钢板，支撑安装时只需凿除预埋钢板外侧混凝土，即可与支撑连接，受）围护施工时预埋钢板，支撑安装时只需凿除预埋钢板外侧混凝土，即可与支撑连接，受 力均衡，且操作时间减少；力均衡，且操作时间减少； （2 2）如未预埋钢板，则地墙表面凿除需平整，

12、保证钢板与地墙完全密贴，受力才能均衡；）如未预埋钢板，则地墙表面凿除需平整，保证钢板与地墙完全密贴，受力才能均衡； （3 3）若为穿墙支撑，则）若为穿墙支撑，则h h型钢与钢板连接处须设置加劲肋板，增强整体性；型钢与钢板连接处须设置加劲肋板，增强整体性； 2 2、钢管支撑固定端与地墙间距控制在适当范围内：、钢管支撑固定端与地墙间距控制在适当范围内： （1 1）若钢支撑设置为穿墙，考虑衬墙厚度）若钢支撑设置为穿墙，考虑衬墙厚度+ +施工空间施工空间+ +活络头调节部分，三者累计长度宜控制活络头调节部分，三者累计长度宜控制 在（衬墙厚度在（衬墙厚度+2030cm+2030cm），过长易导致支撑偏心

13、失稳；），过长易导致支撑偏心失稳； （2 2）现场配料精确度提高，避免出现活络头调节段伸长过长，减少失稳可能；）现场配料精确度提高，避免出现活络头调节段伸长过长，减少失稳可能； 3 3、钢管支撑与穿墙、钢管支撑与穿墙h h型钢在地面焊接时轴线偏差控制在规范许可范围内，严禁出现两者受力型钢在地面焊接时轴线偏差控制在规范许可范围内，严禁出现两者受力 点不在同一轴线上，注意控制左右、上下四个方向的轴线，减少支撑失稳可能；点不在同一轴线上，注意控制左右、上下四个方向的轴线，减少支撑失稳可能； 4 4、针对钢管支撑使用周转次数过多的情况，进场前先进行检查，特别是活络头处薄弱点，、针对钢管支撑使用周转次数过多的情况，进场前先进行检查，特别是活络头处薄弱点， 加强检查，