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温差对钢支撑轴力的影响及调整方法
摘要:为了探明和量化在特定条件下温差对钢支撑的影响并针对该影响采取相应措施指导施工,本文根据南宁轨道交通一号线广西大学站基坑工程的成功实例,分析了温差影响的相对幅度,并采用相应措施使“温差影响”变为“温差控制”。
关键词:钢支撑;支撑内力;温差影响;c
abstract: in order to proven and quantify the temperature difference between the impact of the steel support under certain conditions and for the effects to take appropriate measures to guide the construction, this paper based on the successful examples of the station foundation pit one line of rail transportation in nanning guangxi university, analyzed the difference in temperature affect the relative amplitude, and to adopt appropriate measures so that the “temperature influence” to “temperature control”.key words: steel support; brace force; temperature difference influence; temperature control
中图分类号:tb61+9.2 文献标识码:a文章编号:
温差条件下钢支撑伸长率的实验
实验目的:自由状态下或未施加预应力条件下单位温差及单位长度钢支撑伸长率
实验日期:2010年6月5日至6月28日
场地:钢支撑堆放场。
日照条件:早晨9时至下午16时30分均有日照
初始量测时间:晚21时或早6时
最终量测时间:午14时
量具:经标定的合格钢尺
拉力:10kg,读数三次平均
实验结果如表一、表二:
从表中可看出,伸长率的变化有一定的幅度,而且在支撑长度增加时伸长率有变大的趋势。当然,当气温相应降低时,在未附加预应力的前提下支撑的长度会按伸长率相应缩短。
以上试验的前提是未施加附加应力,或者说支撑体尚未在支撑体系中受力,但当支撑体在支撑体系中处于受力状态时,气温的变化不一定引起支撑体按一定伸长率伸缩,在刚性系统中或者说在受约束条件明显时支撑体无法自由伸长而主要表现为支撑内力的增加,这主要取决于支护体系本身的刚性状态和周边岩土体的物理力学性能,这是很好理解的,针对工程实际,具体可从最常见的以下不同情况分析,从而做出正确的设计和施工:
1、周边软土或可塑土层较厚,内支撑全部采用钢支撑。典型的如杭州某事故基坑。这种支护体系最大的弱点是抗倾覆能力较差,支撑内力的变化直接作用于周边土体,换句话说,若周边土体出现液化或水土流失等状况时将直接影响支护体系的安全;这种支护体系对温差的敏感性直接表现为围护结构的水平位移及周边土体的侧向位移,而支撑内力变化并不大。
2、首道内支撑为混凝土支撑,其余均为钢支撑,但基坑两侧土体的软硬性状差异较大。这种情况下,尽管整个支护体系的稳定性较好,但在周边动荷载较大或两侧不平衡受力情况下容易引发支撑体系向软土一侧偏移。如广州地铁二号线某基坑在开挖至坑底正进行施工底板时支撑体系出现了连续若干天向软土侧偏移的情况,后经在硬土一侧补充施工预应力锚索才使得变化趋于稳定。这种支护体系对温差的敏感性主要表现为支撑内力的变化,而周边土体的侧向位移并不明显。
3、周边软土或可塑土层较厚,首道内支撑为混凝土支撑,其余均为钢支撑。这种支护体系整体稳定性较好,在工程实践中采用非常多,一般来说,这种支撑结构本身的弱点并不明显,但在施工及基坑开挖过程中要特别注意周边水土体的稳定,若基坑某侧出现水位明显降低或砂土流失等现象要及时处理和补充,否则不平衡受力容易造成支撑体系向一侧偏移。这种支护体系对温差的敏感性主要表现为支撑内力的变化,而周边土体的侧向位移并不明显。
4、围护结构(连续墙或桩)较深,下部嵌入风化岩内,基坑周边土层性状变化不大,首道内支撑为混凝土支撑,其余均为钢支撑。这种支护体系的整体稳定性非常好,在近年来的很多工程实例中经常被采用。但在经历雨季及跨季节等温差较大时支撑内力的变化幅度非常大,如何根据实际情况调整支撑内力是保证支撑安全的重要课题,本文将在后面的章节中具体分析。
二、温差对钢支撑轴力的影响
广西大学站是南宁轨道交通项目的第一个试验站,该站包括站台区和
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