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水平支撑设计和计算分析

　　利用地下主体结构的梁板作为基坑开挖阶段的水平支撑，其支撑刚度大，

对水平变形的控制极为有效，同时也避免了临时支撑拆除过程中围护墙的二次

受力和二次变形对环境造成的进一步影响，最大的优势在于避免了大量临时支

撑的设置和拆除，对于资源的节省和环境的保护意义重大。本工程利用地下主体

 

结构共设置四道水平支撑，其中地下室顶板、地下一层梁

　　板、地下二层梁板分别为第－、二、三道水平支撑，其中第四道支撑为设置在

底板。在逆作法施工过程中，利用主体结构梁板作为开挖阶段时的水平支撑必然

承受较大的水平力，这种在水平力作用下梁板结构的受力分析在必须考虑梁板

结构的相互作用，由于基坑四周与围檩长度方向正交的水平荷载为不均匀分布，

支承刚度在平面内分布也不均匀，为避免模型整体平移或者转动，必须设置必

要的边界条件限制其平面内的刚体运动。通常可采用三种计算边界条件，一是在

局部设置固定支座，二是法向弹簧支座边界，法向弹簧边界是一种工程经验方

法，也是空间杆系模型分析时经常采用的边界条件；三是切向弹簧边界，切向

弹簧边界的弹簧刚度系数按照地墙与土体之间的摩擦阻力的刚度确定，采用功

能强大的有限元分析软件

ANSYS 分析水平荷载较大的地下一层梁板不同的边

界条件下梁板结构的内力和变形特性，图

2 给出切向弹簧边界下地下一层梁板

 

支撑内力和变形特性。

 

　　

 

　　

　　由于本工程主楼和裙房底板厚度相差

2 m，如何利用底板厚度差异在地下

室底板内部设置第四道钢筋混凝土支撑，减小最后一道支撑与坑底的间距，对

本工程安全和降低施工难度是非常重要的，本道支撑设置分析比较了三种不同

方案，如图

3 所示，方案一是设置在主楼和裙房整个底板范围内设置第四道混

凝土支撑，支撑范围大，给整个地下室底板钢筋和混凝土施工带来很大的施工

难度；方案二是部分利用裙房区域的底板主要在主楼底板范围内设置第四道混

凝土支撑，该方案使得裙房底板与主楼底板必须分两次浇筑，土方工程和钢筋

混凝土工程必须分次进行，土方开挖机械需要二次进场，施工工期较长，且主

楼区域与裙房底板变板厚区域钢筋施工难度较大，支撑范围也较大；方案三是