预应力鱼腹式基坑钢支撑规程宣贯宣贯

《预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程》宣贯目录一、规程编制历程二、定义与特点三、体系构成及施工流程四、计算分析方法五、设计与构造六、质量检验与监测七、设计实例目录2一、规程编制历程3根据中国土木工程学会《关于开展学会标准编制工作的通知》（土标[2015]1号）的要求，由华东建筑设计研究院有限公司和上海强劲地基工程股份有限公司为主编单位会同有关单位成立编制组共同进行学会标准《预应力鱼腹式基坑钢支撑技术规程》的编制工作。4参编单位5编制组由上海、成都、南京、武汉和广州等多个地区的设计、科研、教学和施工等16家单位组成。华东建筑设计研究院有限公司上海强劲地基工程股份有限公司上海市机械施工集团有限公司上海建工四建集团有限公司上海建瓴工程咨询有限公司上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海申元岩土工程有限公司上海岩土工程勘察设计研究院有限公司天津市建筑设计院山东建筑大学江苏华东工程设计有限公司浙江省建筑设计研究院广东省建筑设计研究院武汉市勘测设计有限公司中国建筑西南勘察设计研究院信息产业部电子勘察设计研究院2015年5月27日在上海召开编制组成立暨第一次编制组工作会议。2015年9月向全体编委提交了条文初稿，回收编委意见稿，于10月形成深化稿。2015年10月20日在上海召开第二次编制组工作会议(深化稿讨论会)。2015年10月28日，根据深化稿讨论会上的编制组意见，修改形成征求意见稿，并正式对相关单位和个人征求意见。2015年12月10日完成规程送审稿，报送中国土木工程学会等相关单位。2015年12月22日《规程》（送审稿）审查会于上海召开。2016年03月底在上海召开《规程》报批稿统稿工作会议。会后编制组又进行多次修改和校稿,最终于2016年12月完成了报批稿。2017年8月4日，规程正式发布。6编制历程2017年8月4日《规程》发布7二、定义与特点8定

义预应力鱼腹式钢支撑体系（IPS）由钢构件组成、使用螺栓装配，通过对鱼腹梁下弦的钢绞线、对撑和角撑杆件施加预应力，实现对基坑支挡结构变形控制的支撑体系，是一种可回收、重复

装配的支撑体系。9特

点预应力鱼腹式钢支撑技术（IPS）与传统钢支撑布置比较方形基坑平面布置传统钢支撑IPS长条形基坑布置13特

点预应力鱼腹式钢支撑与传统支撑受力模式比较土压力传统支撑鱼腹式钢支撑预压力预压力预拉力（支撑间距9~10m）（支撑间距20~60m）14特

点预应力鱼腹式钢支撑与传统支撑变形模式比较传统支撑鱼腹式钢支撑12特

点预应力鱼腹式钢支撑变形模式鱼腹角梁施撑钢加施绞土加线压预施力压加荷力预载拉力13特

点施工便利——无支撑覆盖面积大，土方开挖、材料搬运及结构施工便利缩短工期——装配拆除快捷、无需养护；挖土运土、结构施工快捷绿色环保、节能减排——构件标准化、螺栓装配，故可重复利用变形可控——对撑、角撑、鱼腹梁可随时调节预应力，可以较好地控制基坑变形14应用情况与适用范围15应用情况已在长三角、珠三角等7个省市的基坑工程中得到了较广泛的应用，取得丰富的应用经验。应用的基坑面积最大达4.5万平米。应用的基坑深度范围为5m

~22m不等。应用的支撑道数最多达5道。对撑最长150m以上；鱼腹梁跨度最大52m。应用情况与适用范围16规范限定的适用范围预应力鱼腹式钢支撑体系适用于平面形状较规则的基坑；对于形状不规则的基坑可采用调整基坑边线、局部位置与混凝土支撑相结合的方式；对撑长度不宜大于130m；鱼腹梁跨度不宜大于52m。应用情况与适用范围12

杭州余13

海宁市工人14

海1516

靖江金储出22号地块项目路商业中心有机更新项目宁市淳朴园基坑临安铂金大厦都大厦基坑支护工程2117140762128432591862115.15~15.7513.19.69.255.15~6.15采用鱼浙江、序号腹式钢支撑技术工程已达近广东、山东、福建等省份工程名称百个，地点分布于上海、基坑面积（m2）江苏、挖深（m）1东营福麒大厦基坑支护工程山东4116.89.6~10.352东营金都大厦基坑支护工程7854.39.9~10.63广东佛山宏宇大厦项目434013.44广州地铁线网运营管理指挥中心广东898815.755佛禅网(挂)2013-007地块项目80755.0~5.66昆明西山万达广场基坑支护工程4500014.57杭政储出101号地块商品住宅项目2052510.9~11.658湖州中机碧浪大厦65607.59嘉兴八佰伴购物中心项目基坑工程2267013.210嘉兴晶晖广场基坑工程浙江170308.911宁波市轨道交通1号线一期工程445315.4~17.0政上海南通南京杭州20三、体系构成及施工流程21体系构成1234434543466666689989

3101111

511

5对撑5

8

角撑3体系构成水平支撑系统：对撑、角撑、预应力鱼腹梁、腰梁和连接件等竖向支承系统：立柱（立柱桩）和连接件（含托梁、托架）7

腰梁鱼腹梁连接件立柱托梁立柱托架227体系构成预应力鱼腹式

水平支撑

系统钢支撑体系（共23种构件）竖向支承

系统对撑、角撑H型钢标准件盖板系杆

加载横梁千斤顶保力盒垫板上弦梁(腰梁)直腹杆、斜腹杆连杆桥架下弦钢绞线锚具T形传力件水平支撑连接件定制连接件（非标准件）立柱（立柱桩）托座托梁U型卡垫梁托架

剪刀撑体系构成

7种

鱼腹梁

6种

水平连接件

3种竖向连接件

6种

23施工流程施工准备围护墙体施工立柱桩施工土方工程设置托座、牛腿、传力件安装围檩组装各支撑部件

支撑梁施加预应力安装钢绞线施加预应力拆卸支护施工结束监测施工流程241施工准备、围护墙体施工、立柱施工、土方开挖、安装托架、托座施工流程5.安装托架3.立柱桩、立柱施工2.围护墙体施工5.安装托座4.土方开挖1.施工准备施工过程实景图222现场拼装鱼腹梁、安装鱼腹梁、腰梁、T形传力件施工流程6c.安装鱼腹梁、腰梁6d.安装T形传力件6a.现场拼装鱼腹梁6b.整体吊装鱼腹梁施工过程实景图23安装对撑、角撑；按先对、角撑后鱼腹梁的先后顺序循环施加预应力施工流程8.对撑、角撑施加预应力7.对撑、角撑安装9.鱼腹梁施加预应力施工过程实景图27施工流程预压力预压力预拉力对撑、鱼腹梁安装及加载流程28鱼对腹撑安梁安、装钢装角腰绞对撑梁线撑施及施、加鱼加角预腹预撑加梁拉力预应力循环加载流程钢绞线预紧支撑加压准备张拉50%加压30%张拉70%加压50%张拉100%加压80%补加载100%准备一级二级三级四级预应力循环加载流程（实现均匀加载，减少预应力损失）295施工全程自动化监测施工流程施工过程实景图自动监测终端传感器拆除流程钢支撑拆除应遵循“预先释放预应力其后拆除支撑的流程”，支撑内力释放顺序应按右图执行。支撑构件拆除应遵循如下顺序：①拆除盖板、系杆、钢绞线；②拆除支撑、腹杆、腰梁、连接件；③拆除托架、托梁；④拆除立柱。钢绞线内力卸载时按其总根数的比例直接卸载到0。拆撑准备鱼腹梁钢绞线卸载至轴力的70%鱼腹梁钢绞线卸载至轴力的30%鱼腹梁钢绞线完全卸载对撑、角撑卸载至轴力的70%对撑、角撑卸载至轴力的30%对撑、角撑轴力完全卸载拆除流程28四、计算分析方法29预应力鱼腹式钢支撑基坑计算流程计算流程围护结构计算：利用启明星或理正等软件对基坑支护进行剖面计算，获得基坑开挖过程中每道支撑支点反力的大小。3.

结构构件计算：利用自编程的计算程序或结构工具箱对单个构件的强度和稳定性计算。2.

平面整体计算或空间整体计算：用MIDAS-GTS软件对支撑平面进行整体计算，计算整体及构件的内力和变形。对于空间效应强的基坑，宜采用空间整体分析方法。30启明星软件计算围护结构内力变形计算原理示意图弹性支点刚度通过对预应力鱼腹式钢支撑整体进行线弹性结构分析得出支点力与水平位移的关系确定弹性支点施加的预应力应根据基坑变形控制要求确定31剖面计算：弹性支点法1.围护结构计算方法围护结构计算方法鱼腹式支撑体系刚度支撑整体平均刚度应按下式计算确定：弹性支点刚度K1

K211K

1

鱼腹梁刚度K2可通过单独建模计算确定。经统计，鱼腹式钢支撑体系的整体平均刚度约为2~5MN/m2。跨度大时取小值。支撑刚度鱼腹梁刚度1/K总变形1/K1对撑变形1/K2鱼腹梁变形32围护结构计算方法剖面计算：连续介质有限元法基坑计算模型示意图围护墙各阶段变形曲线4.9mm开挖第一皮土施工第一道支撑并施加预应力开挖第二皮土施工第二道支撑并施加预应力开挖至基底0.75mm33.4mm31.2mm51.8mm围护结构计算方法362a.支撑平面计算方法平面计算：将剖面计算得到的支点反力作为围压施加到水平支撑可选用MIDAS/GTS进行对钢支撑平面结构体系进行计算。腰梁、腹杆采用梁单元模拟；对撑、角撑、斜腹杆采用杆单元模拟；钢绞线采用仅受拉杆单元模拟；三角连接件采用平面板单元模拟。基本假定：平面问题；支护结构周边的土体采用受压弹簧模拟；作用于腰梁上的土压力按均布荷载考虑。34支撑平面计算方法利施施用加加M预围ID支应压A力撑后S/后轴支G支力T撑S撑计变建变算形立形结计的计果算支算结撑结果模果型变形向坑外3.6mm变形向坑内2.1mm腰梁最大轴力8032kN352a.支撑平面计算方法平面计算：将剖面计算得到的支点反力作为围压施加到水平支撑计算过程中对撑、角撑、鱼腹梁钢绞线预加力及坑外土压力荷载需分步施加，轴力设计值按最不利工况控制支撑平面计算方法2b.基坑空间整体分析方法考虑围护结构与鱼腹梁共同作用分析方法——三维“m”法三维“m”法计算原理按实际设计方案建立支护体系的三维模型坑外土体对围护结构的水土压力作为荷载坑内开挖面以下土体对围护结构的反力用弹簧模拟分工况逐步分析支护结构的内力与变形围护结构－三维板单元水平支撑构件－三维梁、板单元竖向支承构件－梁单元坑内土体－弹簧单元坑外土体－已知侧压力水土压力水土压力内支撑弹簧单元开挖面三维“m”法计算模型36基坑空间整体分析方法2b.基坑空间整体分析方法考虑围护结构与鱼腹梁共同作用分析方法——三维“m”法基坑有限元模型第二一三开开道开挖挖支挖第第撑第二一施三皮皮加皮土土预土加力变形+3.3mm（向坑内）变形-4.6mm（向坑外变形-3.2mm（向坑外））变形+3.4mm变形+14.3mm（坑内）变形+7.6mm（坑内）37变形+8.3mm（向坑内）最大变形+30.3mm（坑内）基坑空间整体分析方法2c.基坑空间整体分析方法考虑土与支护结构共同作用的分析方法计算分析软件Plaxis

3D、Abaqus、MIDAS/GTS、FLAC3D等进行数值分析时需考虑的因素计算模型的简化与模型的建立土体本构模型的选择确定合理的计算参数初始地应力场的模拟结构与土体的接触问题的处理施工过程的动态模拟38基坑空间整体分析方法2c.基坑空间整体分析方法考虑土与支护结构共同作用的分析方法基坑有限元模型支护结构模型基坑变形云图39基坑空间整体分析方法构件设计计算403.构件设计计算根据剖面计算中的支点反力或平面整体计算得到的轴力、弯矩、剪力，按本规程及《钢结构设计标准》验算各杆件和节点的强度、稳定性和变形。编号构件类型计算内容规程条文1鱼腹梁体系鱼腹梁钢绞线5.3.42鱼腹梁腹杆强度、稳定性5.3.53腰梁强度、稳定性5.3.64组合腰梁接合面抗剪连接件5.3.75对撑、角撑组合对撑、角撑强度5.4.26组合对撑、角撑稳定性5.4.37组合对撑、角撑单肢稳定性5.4.48竖向支承体系立柱、立柱桩强度和稳定性5.5.29竖向支承连接件5.5.4鱼腹梁设计计算鱼腹梁计算简图钢绞线轴力设计值：（q

取自弹性支点法计算所得支点水平反力设计值）钢绞线数量：py

sPn

kf

A钢绞线预应力：（锁定值）预加轴向拉力应与弹性支点法计算时预加力取值相匹配；预加轴向拉力宜取钢绞线轴力设计值的60%~75%；（k为钢绞线强度折减系数，取0.8。另备5%钢绞线，钢绞线偶数取整）鱼腹梁钢绞线计算1.1是考虑预应力损失的补偿系数44鱼腹梁腹杆计算鱼腹梁设计计算鱼腹梁计算简图鱼腹梁腹杆内力宜按平面整体计算提取。当采用简化方法计算时，直腹杆可按下式计算：N边

P(sin

i

sin

i+1)N中

2Psin

中边跨直腹杆轴力跨中直腹杆轴力根据经验统计，任意一根直腹杆的轴力N≈（0.95~1.15）P/n。（n为直腹杆的根数）45腰梁设计计算鱼腹梁设计计算

pN3

N1

N1

N3鱼腹梁腰梁（围檩）受到的轴力有：①鱼腹梁钢绞线张拉预应力引起的腰梁轴力N1②角撑或对撑八字撑传递给腰梁的轴力N2③其余角撑传递给腰梁的压力N3鱼腹梁腰梁（围檩）稳定性计算长度：竖向计算长度：三角托架间距；水平向计算长度：直、斜腹杆交点之间的距离46组合腰梁抗剪连接件计算鱼腹梁设计计算先利用支撑平面模型计算出各个杆件的内力然后提取最不利的内力组合进行验算。1.组合梁结合面剪力计算组合梁像一根整体梁一样承受弯矩，关键是组合梁的拼缝处能否传递由于弯矩在结合面上产生的剪力。Ii

bQ

Si

i

Z

*

2.抗剪螺栓数量计算η为安全系数，取3.0，螺栓不应少于6个/m47鱼腹梁设计计算三角件抗剪连接计算123LF1F2V5L241F1F2V6连接件与型钢腰梁连接

连接件与混凝土腰梁连接连接件与型钢腰梁或混凝土腰梁之间的界面剪力V包含：①钢绞线张拉产生的剪力F1②八字撑或角撑产生的剪力F2③组合腰梁受弯引起的剪力F3F3F348

M

y

≤

f

N

M

xAn组合截面强度计算：

x

Ax

1

x

EX

Wnx

Wny

mx

M

x

N

ty

M

y

≤

f

WyNWNyy

N

EY

my

M

y

tx

M

x

≤

f

y

A

WxW

1

NN组合截面稳定性计算：单根支撑稳定性计算：M

yiNiyi

i

xiM

xiyiEYi

A

W

≤

f1.2W（1

0.8

Ni

）N

'Y轴X轴组合截面坐标轴示意图Y轴X轴单根支撑杆件截面坐标轴示意图00yi竖向水平向水平向49对撑、角撑设计计算对撑、角撑设计计算对撑、角撑设计计算竖向稳定性水平向稳定性大跨度长对撑稳定性计算三维有限元屈曲分析方法能量法简化法理论分析验证my

ytx

y

y

EY

M

Mx

≤

fN

y

A

WxNW

1

N

0y

0立柱侧向刚度小，考虑为弱约束，计算长度取

l=

lx

x

47

N

x

A

EX

mx

M

x

ty

M

y

≤

f

Wy

NW

1

N

0x

0立柱竖向刚度大，计算长度按跨度取值，即

l

=l研究报告：大跨度长对撑稳定性计算方法1、研究路线对撑、角撑设计计算l2

2

EI（N0为支撑段的弹性临界力，Kc为单榀立柱的抗侧刚度，l0为相邻立柱的纵向间距）

N0

③如设置剪刀撑，计算长度系数可以打5~6折。方法理论分析三维有限元法能量法简化法计算长度系数μ4.826.716.60研究报告：大跨度长对撑稳定性计算方法对撑：4根H350型钢，间距1m立柱：300方钢管混凝土间距10m水平向失稳模态图2、研究结论：①能量法、简化法、三维有限元法屈曲分析计算长度系数相一致。为了便于在实际工程中应用，推荐采用简化法进行计算分析。②设计时采用简化法，考虑立柱侧向约束作用的计算长度系数μ=（3N0/Kcl0）1/448代号主材规格组合截面H型标准件根数二三四五六ST350-

LH350×350×12×194400

kN6600

kN8800

kN11000

kN13200

kNST400-

LH400×400×13×216000

kN9000

kN12000

kN15000

kN18000

kN49常用组合对撑角撑承载力设计值统计表对撑、角撑设计计算钢材按Q345计算；此表格为按强度确定的经验值，具体需按规程进行稳定性复核。对撑稳定性计算时，需考虑偏心距的不利影响，不宜小于计算长度的

1/1000和40mm。五、设计与构造501、鱼腹梁设计与构造2、对撑、角撑设计与构造3、立柱设计与构造五、设计与构造1、鱼腹梁设计与构造2、对撑、角撑设计与构造3、立柱设计与构造51FS型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度8m～18m

）SS型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度24m～52m

）FA型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度19m～23m

）鱼腹梁种类1—下弦钢绞线；2—桥架；3—直腹杆；4—连杆；5—连接件；6—上弦梁；7—斜腹杆；8—锚具鱼腹梁设计与构造鱼腹梁端部钢绞线与腰梁的夹角取值：FS型、

FA型一般取23°，SS型宜为30°~38°。夹角越大，刚度及承载力越大，端部偏心弯矩越大，摩擦损失越大。5524鱼腹梁实景图鱼腹梁设计与构造预应力鱼腹梁实景图56腰梁（压弯构件）代号主材规格构件标准模数端部连接结构形式0.1m≤L≤1m1m＜L≤12mWA400-LH400×400×13×2150mm1m同ST类H型钢标准件WA428-LH428×407×20×35鱼腹梁设计与构造腰梁宜沿基坑周边连续设置，形成完整的封闭体系。钢腰梁与挡土结构的间隙可采用细石混凝土填充密实。57腹杆（用于钢绞线与腰梁之间力的传递，同时减少腰梁跨度）代号标准尺寸（m）H型钢螺栓孔直径

(mm)螺栓孔数量（孔）长度模数WB3504~91H350×350×12×192824WB4004~91H400×400×13×212824(a)

WB（长度L不大于8m）

(b)

WB（长度L大于8m）腹杆与腰梁交点之间的腰梁长度不宜大于4m。腹杆与腹杆或腰梁连接处，均应设置加劲肋。鱼腹梁设计与构造58连杆规格（控制直腹杆的水平向稳定）代号标准尺寸（m）H型钢螺栓孔直径

(mm)螺栓孔数量（孔）长度模数HR-L1.7~7.70.5H244×175×7×11288(a)正视图 (b)侧视图当鱼腹梁的直腹杆与斜腹杆相交节点与桥架中点的长度大于500mm时，直腹杆之间应设置连杆。鱼腹梁设计与构造56桥架规格（定位钢绞线，减少摩擦力，支承垂直力）代号安装位置螺栓孔直径螺栓孔数量WS直腹杆的端部28mm4孔/只鱼腹梁设计与构造桥架57连接件规格（连接对撑、八字撑、腰梁）LL(1)FJ（对撑与八字撑之间）(2)TW（角撑与腰梁之间）(3)TS

（角撑与腰梁之间）(4)V-AS（对撑与AS之间）鱼腹梁设计与构造L58AF、AS连接件（用于鱼腹梁与八字撑、角撑、对撑连接）（b）连接件AS400-5m平面图a）连接件AF400-3mc）连接件AS428-7mAF400-3m，一个AD30锚具AS400-5m，两个AD36锚具

AS400-5m，两个AD36锚具

AS428-7m，最多四个AD36锚具鱼腹梁设计与构造鱼腹梁59锁具及锁片规格（用于锁定及保持钢绞线预加力）代号标准尺寸（mm）位置锚孔数量硬度AD30锚具φ270×110鱼腹梁上弦梁两端3028~34HRCAD36锚具φ300×130鱼腹梁上弦梁两端的连接件内3628~34HRCLP15.2锁片φ15.2锚孔内-49~65HRC锚具和锁片设置与鱼腹梁的两端，锁片（夹具）不得重复使用。63构件规格非标准件（用于基坑尺寸和形状不规则时与标准件的连接）非标准件主要用于以下位置：对撑与腰梁不垂直时，在对撑与腰梁连接位置；角撑与腰梁夹角不等于45°时，在角撑与腰梁连接位置；基坑相邻夹角不等于90°时，在相邻腰梁连接处。（如下图）61五、设计与构造1、鱼腹梁设计与构造2、对撑、角撑设计与构造3、立柱设计与构造62对撑、角撑构造对撑、角撑设计与构造角对撑撑实实景景图图对撑、角撑宜减少拼接节点，盖板应上下对撑设置，尤其是拼接节点处，以实现节点等强连接。63对撑、角撑设计与构造代号主材规格端头板、加劲肋规格构件标准模数螺栓孔直径（mm）0.1m≤L≤1m1m＜L≤12mST300-

LH300×300×10×1516mm厚钢板50mm1m28ST350-

LH350×350×12×19ST400-

LH400×400×13×21ST428-

LH428×407×20×35H型标准件

——对撑、角撑主材(a)

俯视图(b)侧视图(c)

正视图(d)加劲肋64盖板

——对撑、角撑缀件，提高单肢稳定性代号主材规格标准模数螺栓孔直径（mm）螺栓孔数量（孔/m）长度（m）模数（m）SPu14mm或16mm厚钢板1.35～3.350.52824SPd［32a热轧槽钢1～121.02820对撑、角撑设计与构造盖板间距通常为4~5m；拼接节点处应设置盖板。68系杆

——对撑、角撑缀件，提高单肢稳定性代号尺寸（m）系杆规格螺栓孔直径螺栓孔数量CP1、3、6［32a槽钢28mm4孔/m32028与支撑螺栓孔对应设置320对撑、角撑设计与构造66在相邻盖板之间设置。加载横梁

——预应力加载装置主材，成对布置代号主材规格标准模数（mm）螺栓孔直径（mm）螺栓孔数量（孔/m）长度模数SC350H350×350×12×191350~3350500288SC400H400×400×13×211400~3400500288SC428H428×407×20×351400~3400500288(a)

正视图(b)俯视图对撑、角撑设计与构造67保力盒

——用于传递和保持支撑预应力/轴力代号型钢规格标准尺寸a（mm）螺栓孔直径（mm）螺栓孔数量（孔）GPH350×350×12×19H400×400×13×21H428×407×20×35250、350、500288(a)

正视图(b)侧视图对撑、角撑设计与构造68垫板

——用于填充加载横梁与保力盒间的孔隙代号标准尺寸（mm尺寸格）厚度（mm）开槽宽度（mm）PL350×350400×400428×40720、10、5、3、1、0.528对撑、角撑设计与构造69qL对撑、角撑构件的预加轴向压力对撑、角撑构件的预加轴向压力宜取支撑轴向压力设计值的60%~70%。即预应力宜取：1.25×q×L×(0.6~0.7)70对撑、角撑设计与构造八字撑区域腰梁受力控制对撑端部设置八字撑时，应从施工采取措施，避免八字撑间的腰梁承受拉力。如无法避免，应根据整体计算对拉力进行复核，并采取可靠连接措施。71对撑、角撑设计与构造架设支撑，螺栓安装但不拧紧安装千斤顶，施加预应力塞入垫板，拧紧螺栓，拆除千斤顶对撑、角撑预应力施加流程72对撑、角撑设计与构造支撑长度预应力装置数量预应力装置设置位置30m以内1支撑端部30m～60m1支撑中部60m以上2支撑两端各一个预应力装置的设置要求

当支撑长度较长时，支撑自身压缩变形以及支撑与托梁连接之间的摩擦影响等不利因素，仅在支撑的一端施加预应力，难以保证另一端产生的预应力效果。2对撑、角撑设计与构造73五、设计与构造1、鱼腹梁设计与构造2、对撑、角撑设计与构造3、立柱设计与构造74立柱设计与构造立柱支撑立柱（立柱桩）可采用H型钢柱、矩形钢管混凝土柱；当荷载较大时，立柱可采用格构式钢立柱，立柱桩宜采用灌注桩。当地基土土质条件较差时，若基坑设置多道鱼腹式钢支撑，考虑到立柱隆起对钢支撑的影响，竖向支承系统宜采用灌注桩内插格构式钢立柱的形式。软土地区长对撑中部立柱宜采用灌注桩内插格构柱的竖向支承系统75托梁、托座

——传递支撑竖向荷载的竖向支承连接件（a）H型钢立柱

（b）方钢管混凝土立柱立柱与水平支撑的连接方式1-支撑；2-立柱；3-托梁；4-托座；5-螺栓或焊接代号标准尺寸（mm×mm）连接立柱类型螺栓孔直径（mm）螺栓孔数量（孔/面）PB350×400H型钢立柱2812350×500方钢管混凝土立柱284代号标准长度（m）型钢规格螺栓孔直径（mm）螺栓数量（孔/m）SB1～12m，

0.5m为模数H300×300×10×15H350×350×12×19H400×400×13×21284托梁托座立柱设计与构造79U型卡——预应力施加阶段约束侧向位移代号标准尺寸（L×h）螺栓孔直径螺栓孔数量（孔/只）UF405×950355×85028mm2U型卡立柱设计与构造预应力加载之前，托梁与支撑间螺栓脱开，用U形卡锁紧。待预应力施加完毕，锁紧

托梁与支撑间的螺栓。80螺栓后锁紧托架

——连接腰梁和围护体间的连接件代号长度（mm）角钢规格AB800、1200、1600L90×90、L120×120(a)单拼腰梁托架(b)双拼腰梁托架(c)三拼腰梁托架托架立柱设计与构造托架间距不宜大于3m，且应与围护桩对应。811-托梁；2-托座；3-立柱；4-剪刀撑；5-盖板剪刀撑79剪刀撑

——提高立柱的侧向刚度和稳定性立柱设计与构造角撑、对撑区域立柱应设置横向剪刀撑。剪刀撑与立柱的夹角宜为45°~60°。Plan

A：设置两对立柱两根托梁80Plan

B：设置一对立柱两根托梁对撑预应力施加处立柱托梁构造当对撑或角撑在加载横梁处断开时，立柱、托梁和托座的设置应同时满足断开位置两侧支撑构件的竖向支承要求。立柱设计与构造鱼腹式钢支撑施工平台支撑结构不应兼做施工平台或栈桥，施工平台或栈桥应采用与支撑结构脱离的独立结构。施工平台81六、质量检验与监测821、质量检验2、监测质量检验质量检验是指借助于某种手段或方法来测定产品的--个或多个质量特性，然后把测得的结果同规定的产品质量标准进行比较，从而对产品作出合格或不合格判断的活动。内容概述监测监测是指在基坑开挖及地下工程施工过程中，

对基坑受力变形情况进行各种观察及分析工作，并将监测结果及时反馈，对后续设计与施工进

行指导。质量检验质量检验与监测重要性质量检验与监测对于工程质量以及安全有着极为重要的影响。安装质量检查受力状况、节点连接进场检验原材料、构配件内力监测支撑、钢绞线、腰梁位移测量挡土结构、土体、立柱内容概述监测六、质量检验与监测1、质量检验2、监测88进场检验安装质量检验原材料和构件1、材质2、规格尺寸3、力学性能支撑、立柱及挡土结构1、尺寸、位置、标高偏差、连接节点、支撑预应力质量检验进场检查1、国家标准钢板、型钢、焊接材料以及连接用紧固件的进场检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的有关规定。质量检验进场检查2、标准件/非标准件标准件和非标准件进场应全数进行外观检查，应无裂纹、夹渣、分层或大于1mm的缺棱。其余检验标准如表所示。质量检验进场检查3、钢绞线、锚具和夹具钢绞线、锚具和夹具进场检验检验标准如表所示。质量检验质量检验进场检查4、预应力施加设备预应力施加设备的规格、性能应符合现行国家产品标准和设计要求，预应力施加设备进场检验应检查质量合格文件和外观检查无损坏，检查数量为全数检查。进场检查5、重复使用构件、钢构件应分批对钢材品种、规格和性能进行检查，检验数量不应少于总数的5%，且不应少于3个；、H型标准件的局部翘曲幅度不得大于5mm，且每米长度内翘曲部位不得大于2处；、钢绞线应全数进行外观检查，钢绞线的钢丝上不得有刻痕或断丝，其他外观检查应符合钢绞线标准，钢绞线重复使用不得超过5次；质量检验进场检查5、重复使用构件、钢绞线每20盘中应任取3盘，在每盘中任意一端截取1根试件进行拉伸试验，试验结果应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T

5224规定；、螺栓和螺母应全数进行检查，不得出现裂纹，丝牙不得出现断残、磨平。、夹具、托架和T型传力件不得重复使用质量检验T形连接件安装质量检查1、支撑体系安装完成、预应力施加完毕后，对应的下层土方开挖前应进行安装质量检验。应包括下列内容：水平支撑和钢立柱的尺寸、位置、标高偏差；支撑杆件的连接节点、支撑与挡土结构或钢立柱的连接节点的安装质量；支撑预应力。2、钢支撑预应力施加及基坑开挖过程中应核查支撑受力后的受力状况和节点连接的紧密程度。质量检验连接节点安装质量检查3、预应力鱼腹式钢支撑质量检验尚应符合国家现行标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205和《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的有关规定。质量检验安装施工质量检验标准1、水平支撑系统质量检验标准质量检验安装施工质量检验标准2、竖向支承系统质量检验标准质量检验检验记录表质量检验六、质量检验与监测1、质量检验2、监测101预应力鱼腹式钢支撑体系专项监测方案的编制基坑施工前应编制预应力鱼腹式钢支撑体系专项监测方案、监测方案注意点监测点的布置不应妨碍监测对象的正常工作，并应减少对施工作业的影响；、监测项目符合现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497的规定；包括：对撑、角撑轴力监测；钢绞线拉力监测；腰梁应力监测；挡土结构及坑外土体的深层水平位移监测；立柱竖向位移监测。监测预应力鱼腹式钢支撑体系专项监测方案的编制3、监测频率4、报警当对撑、角撑轴力、钢绞线拉力、腰梁应力达到构件承载力设计值的80%时应进行报警。监测监测系统及仪器要求监测仪器包括：内力监测仪器以及位移监测设备1、内力监测系统及仪器要求钢支撑体系的内力监测宜采用全自动连续监测系统；支撑轴力宜采用应变计量测，应变计应布置在支撑H型标准件的腹板中部;钢绞线拉力监测宜采用磁通量传感器进行量测；腰梁应力宜采用应变计量测；内力监测传感器的量程宜为设计值的2倍，精度不宜低于0.5%F·S，分辨率不宜低于0.2%F·S

。F·S

为量测传感器的满量程。监测监测系统及仪器要求监测仪器包括：内力监测仪器以及位移监测设备2

、位移监测系统及仪器要求深层水平位移监测宜采用在围护体内或土体中预埋测斜管、通过测斜仪观测各深度处水平位移的方法；测斜仪宜具备自动监测和自动采集数据功能;测斜仪的系统精度不宜低于0.25mm/m，分辨率不宜低于0.02mm/500mm；监测预应力鱼腹式钢支撑体系监测点的布置监测点的分为内力测点和位移测点。1

、对撑、角撑轴力监测点监测点应布置在支撑轴力较大或在整个支撑系统中起控制作用的对撑、角撑上每道支撑的监测断面数不宜少于该道支撑中对撑、角撑组数的50%每个监测断面内的监测元件数不宜少于该对撑、角撑杆件数量的50%，监测断面应选择在离支撑加压端5m范围外部位，并避开接头位置监测预应力鱼腹式钢支撑体系监测点的布置2、预应力鱼腹梁钢绞线拉力监测点拉力监测点应布置在钢绞线的中部每道支撑的监测点数不宜少于该道支撑鱼腹梁钢绞线总根数的2%，且不应少于3个3

、腰梁应力监测监测点应布置在受力较大且有代表性的位置监测点宜布置在鱼腹梁区域内的腰梁上，且在鱼腹梁的端部和中部分别设置每道腰梁的监测点数不宜少于该道支撑中鱼腹梁数的50%监测FS型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度8m～18m）SS型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度24m～52m

）FA型预应力鱼腹梁平面布置图（跨度19m～23m

）24预应力鱼腹式钢支撑体系监测点的布置1

、深层水平位移监测点深层水平位移监测点宜布置在鱼腹梁中部、八字撑处、阳角处及有代表性的部位监测点水平距离宜为20m～50m，每个鱼腹梁中部宜设置1个测点，监测点总数不应少于3个2、立柱竖向位移监测点监测点宜布置在受力较大的立柱上鱼腹梁和长对撑中部立柱应进行竖向位移监测监测点数不宜少于立柱总数5%，且不应少于3个监测七、设计实例106设计条件与计算参数设计条件与计算参数某基坑工程基坑面积约7000m2，基坑开挖深度11m。基坑支护结构安全等级为一级。场地地层从上至下依次为表层为约5m厚的松散填土层，其下为约5m厚的软塑状态的粉质

粘土夹粉土层，开挖面以下为可塑～硬塑的粉质粘土层。支护桩变形、内力计算和各项稳定验算均采用砂性土水土分算、粘性土水土合算原则，地面超载取20kPa。107典型剖面典型剖面108弹性支点法计算支点水平反力弹性支点法计算支点水平反力采用规范的平面杆系结构弹性支点法进行计算，弹性支点刚度取2MN/m/m，计算时预应力施加根据变形控制要求确定。抗力相对桩顶深度(m)最小值(kN/m)最大值(kN/m)支撑第1道支撑0.40175.0215.5第2道支撑5.25180.0207.5109支撑平面布置支撑平面布置根据基坑几何尺寸进行鱼腹式钢支撑体系的规划和布置。根据弹性支点法计算支点水平反力，参照本规程附录F、G选取合适的对撑、角撑杆件尺寸和数量以及鱼腹梁的跨度，并进行支撑平面布置。110钢绞线数量确定钢绞线数量确定根据鱼腹梁跨度，钢绞线与上弦杆的夹角以及鱼腹梁所承受的水平荷载设计值，选取确定钢绞线数量。111支撑平面整体计算支撑平面整体计算112位移内力构件设计计算113构件设计计算根据平面整体计算得到的轴力、弯矩、剪力，可按本规程及《钢结构设计标准》验算各杆件和节点的强度、稳定性和变形。编号构件类型计算内容规程条文1鱼腹梁体系鱼腹梁钢绞线5.3.42鱼腹梁腹杆强度、稳定性5.3.53腰梁强度、稳定性5.3.64组合腰梁接合面抗剪连接件5.3.75对撑、角撑组合对撑、角撑强度5.4.26组合对撑、角撑稳定性5.4.37组合对撑、角撑单肢稳定性5.4.48竖向支承体系立柱、立柱桩强度和稳定性5.5.29竖向支承连接件5.5.4昆山花桥国际商务城先导区B地块光华办公楼项目监测实例工程概况“昆山花桥国际商务城先导区B地块光华办公楼”基坑位于昆山花桥国际商务城中央核心区，基坑东侧与港汇国际广场相邻，北侧为中环广场，场地北侧、东侧为次要道路。建筑面积为52023.75平方米。基坑布置基坑最大开挖深度约为10.0m，按规范确定为二级基坑。基坑开挖深度范围主要涉及填土、褐黄～灰黄色粉质粘土、淤泥质粉质粘土及褐黄～灰黄色粘土。其中，灰色淤泥质粉质粘土性软弱，流塑状，为低强度、高压缩性土层，具有触变性和蠕变性。基坑监测布置为保施工质量与施工安全，对基坑围护墙体、支撑、立柱、坑内土体及坑内外地下水位和承压水水头等进行监测。测点如图所示CX2CX4CX8D6D7D13D12支护结构的变形支护结构的变形围护结构的侧移测点CX2、CX4、CX8处围护结构的最大水平位移分布为

23mm、41mm、34mm，围护结构最大位移随着开挖深度的增加而增大，最大水平位移发生在开挖至坑底时，最大水平位移位于开挖面附近。围护结构侧向变形控制较好。围护桩顶沉降在整个监测过程中，围护桩竖向位移在第二道支撑加预应力以及底板施工时增加较快，围护桩顶竖向位移随时间的增加而增大。整体来看，围护结构竖向位移基本处于可控范围之内。051015202530352013/11/62013/11/102013/11/142013/11/182013/11/222013/11/262013/11/302013/12/42013/12/82013/12/122013/12/162013/12/202013/12/24累计位移量（mm）花桥商务城围护桩顶竖向位移~时间曲线图D6D7D12