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鋼結構在基坑工程的應用——裝配式預應力魚腹梁鋼結構支撐技術

工藝原理


裝配式預應力魚腹梁鋼結構支撐技術(IPS工法),是基于預應力原理,針對傳統(tǒng)混凝土內支撐、鋼支撐的不足,通過大量的工程研究和實踐應用,開發(fā)出的一種新型深基坑支護內支撐結構體系。


它由魚腹梁(高強低松弛的鋼絞線作為上弦構件、H 型鋼作為受力梁、與長短不一的 H 型鋼撐梁等組成)、對撐、角撐、立柱、橫梁、拉桿、三角形接點、預壓頂緊裝置等標準部件組合并施加預應力,形成平面預應力支撐系統(tǒng)與立體結構體系。


與傳統(tǒng)混凝土內支撐、鋼支撐相比,極大地提高了支撐體系的整體鋼度和穩(wěn)定性,結合遠程實時監(jiān)測系統(tǒng),從而有效而精確地控制基坑位移,大幅減小基坑的變形。此項技術取得了深基坑支護內支撐技術的重大突破,是目前國際上最先進的內支撐技術。


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IPS工法平面布置


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施工工藝與質量控制標準


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工程安全性


相對于傳統(tǒng)支撐系統(tǒng)的破壞模式——脆性破壞,預應力魚腹梁工具式組合內支撐的破壞模式為延性破壞,從而提高了基坑支護結構的安全度。

在基坑開挖過程中,IPS 工法支護結構能針對可能產生的較大水土壓力或突發(fā)的施工載荷,通過加裝組件、施加預應力等措施,能確保支護結構的安全和控制周邊土體的變形,有效地保護基坑周邊的建(構)筑物、市政道路和管線等環(huán)境的安全。為了實現(xiàn)對基坑側壁水土壓力和圍護結構變形的有效監(jiān)控,采用多功能監(jiān)測警報系統(tǒng),從而完全消除了基坑支護結構破壞的可能性。



環(huán)境效益


高剛度和高穩(wěn)定性的結構體系有效提高基坑安全度,高精度工藝要求嚴格控制基坑變形,大幅降低地下空間開發(fā)建設對周邊建(構)筑物、市政道路管線等環(huán)境的影響。構件材料全部回收重復循環(huán)使用,符合國家節(jié)能減排的產業(yè)政策,系綠色施工技術。



經濟效益


本工法提供開闊的施工空間,使挖土、運土及地下結構施工便捷,不僅顯著改善地下工程的施工作業(yè)條件,而且大幅減少圍護結構的安裝、拆除、土方開挖及主體結構施工的工期和造價。與傳統(tǒng)支撐相比,本工法降低造價 20%以上,安裝、拆除、挖土及地下結構施工工期縮短 40%以上。


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