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第5期(总第181期)

福建材

工程应用■

钢筋混凝土腰梁在基坑支护工程中的应用

孙康，许传遒高慎伟

(辽宁地质工程勘察施工集团公司辽宁沈阳110031)

摘要腰梁是锚拉式支挡结构体系中重要的组成部分是锚索和支护桩之间联系纽带。钢筋混凝土腰梁因其诸多优势在基坑支护工程中广泛应用其缺点随着设计施工技术水平进步得到很好的改善。以一个实际案例详细介绍钢筋混凝土腰梁在基坑支护工程中的设计和施工要点。

关键词腰梁，钢筋混凝土腰梁；无限跨连续梁；高标号超早强混凝土

1腰梁概述

所谓腰梁是设置在挡土构件侧面的连接锚杆或内支撑杆件的钢筋混凝土梁或钢梁。在锚拉式支挡结构体系中腰梁是重要的组成构件。腰梁按照受弯构件进行设计根据实际约束条件按照连续梁或者简支梁计算，荷载取结构分析时的支点力设计值。详细设计时需要验算腰梁的正截面、斜截面以及局部受压承载力。

2钢筋混凝土腰梁优势缺点

目前腰梁常用的结构形式钢筋混凝土梁和型钢组合梁，这两种形式适用于不同使用条件各有利弊。

钢筋混凝土腰梁优点在于截面稳定性好、抗弯刚度大、施工质量容易保证、可以有效约束桩间土支护。缺点体现在施工养护时间长、一次性使用、自重大、截面尺寸大。主要适用于锚拉力较大、基坑使用时间长的情况下。

型钢组合腰梁的优点在于施工速度快、可多次循环使用、自重轻、截面尺寸小、组合灵活。缺点体现在锚杆和支护桩集中荷载处易发生局部失稳或受扭失稳破坏、抗弯刚度小、现场施工时人为因素影响较大、无法约束桩间喷护结构。主要适用于锚拉力较小、基坑使用时间短的情况。

在腰梁实际应用时，可通过上述关于两种常用腰梁形式的优缺点对比分析进行设计选型。对于一些大型基坑，在锚拉力较大、使用时间较长、受力状态变化较大时采用钢筋混凝土腰梁在安全性和经济型方面均有较大优势。本文以一个实际案例来详细介绍钢筋混凝土腰梁在基坑工程中应用。

3钢筋混凝土腰梁的应用案例

3.1工程概述

某基坑支护工程开挖面积7.16万m2,开挖深度27m基坑使用年限2年，使用期间需要经历两个冻融阶段。基坑周边环境复杂，各种重要的市政道路和管线分布四周。

地貌单元属浑河高漫滩与新扇相接部位,以砂卵石地层为主地下水埋深12m,在埋深18~22m处场地内连续分布一层粉质粘土具有强冻胀性。

基坑设计采用锚拉式支护结构，支护桩采用钢筋混凝土灌注桩桩水平间距1.3m竖向设置8排锚索。锚索轴向拉力标准值Nk为310~630kN。

3.2设计计算

本项目中腰梁设计选型的重点考虑因素在于大锚拉力、两个冻融过程两方面。对比各种腰梁形式优缺点后选择采用钢筋混凝土腰梁。

考虑到钢筋混凝土腰梁一次浇筑长度100m左右与桩间距1.3m相差较多，计算时采用无限跨连续梁模型。支护桩简化为支点,锚索水平方向拉力(大小选取实用设计值)简化为集中力，支点间距1.3m,集中力作用在跨中，连续分布，计算模型如图1。

图1钢筋混凝土腰梁计算模型

钢筋混凝土冠梁采用梯形截面斜边倾斜角度与锚索入射角相同，保证锚索拉力垂直作用到钢筋混凝土腰梁之上。设计时换算成矩形截面梁按照双筋截面梁模型计算纵筋，对称配筋。验算斜截面承载力配置箍筋在锚索集中力作用点设置抗劈裂钢筋网片。钢筋混凝土腰梁设计截面如图2。

3.2现场施工

钢筋混凝土腰梁现场施工时先平整工作面，调整钢绞线高度，钢绞线分别穿过隔离套管。地面铺设油毡作为底模。现场绑扎钢筋，纵筋采用直螺纹套筒连接桩面植入加固钢筋，

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■工程应用2016年 福建

■工程应用2016年

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近施工钢筋混凝土腰梁时需在钢筋混凝土腰梁与桩间土之间设置缓冲隔离层，以消化粉质粘土层的冻胀作用。

钢筋混凝土腰梁拆模之后其敞露的全部表面覆盖棉被并持续浇水养护，必要时外部再覆盖塑料薄膜保温保湿，保持塑料布内持续有凝结水。现场准备同条件混凝土试块3d之后进行同条件试块