用於使隧道或地下洞室的圍岩保持穩定的支承結構。因均需保護和發揮圍岩的自支承能力而得名。可分為臨時支護和永久支護兩類。
前者在開挖過程中施作，用於臨時支撐圍岩；後者在開挖結束後修建，用以形成使洞室在使用過程中持久保持穩定的結構。臨時支護一般在修築永久支護前拆除，採用噴射混凝土或錨桿作為臨時支護時則常兼作永久支護的組成部分。以模注混凝土或鋼筋混凝土修築的永久支護稱為襯砌結構，由分層施作的噴射混凝土或錨噴支護構成的永久支護則常稱為複合支護。
基本介紹
- 中文名：支撐圍護
- 外文名：prop support
- 分類：永久支護、臨時支護
- 方法：錨桿、模注混凝土等
- 學科：土木工程
定義,基坑鋼支撐圍護,路橋工程施工概述,基坑鋼支撐圍護技術套用,單支撐圍護結構支撐位置的影響,支撐位置對樁的影響,支撐位置對支撐與圍檁內力的影響,支撐位置對樁的入土深度的影響,支撐位置對於圍護結構總造價的影響,
定義
選用何種支護形式取決於巷道的岩石性質，壓力大小，巷道的服務年限、用途、斷面形狀等因素。
一般礦井多採用木材支護，料石及混凝土砌築，鋼筋混凝土裝配式支護，金屬支護，錨桿噴漿及噴射混凝土支護。 用支架、砌築等支護的方式是著重改善圍岩運動狀況；錨噴支護則是提高圍岩本身的強度。
木材支護使用得仍很廣泛。其優點是重量輕，容易加工和架設並具有可縮性。其缺點是強度小，易腐朽，使用年限短，不防火。井下木支架使用壽命一般為1—2年。金屬支架具有堅固、耐用、防火、強度大、體積小、架設和修理方便等優點。鋼筋混凝土支架，是坑木代用品之一，一般是裝配式的，其結構形式多為梯形。料石或混凝土砌築，使用年限長，用於不受動壓影響的主要開拓巷道里，多以石材為主。
基坑鋼支撐圍護
在我國交通系統中路橋工程有著極為重要的作用和影響，而在路橋工程施工過程中基坑鋼支撐圍護技術的合理套用能夠促進工程整體施工水平的有效提升。因此對基坑鋼支撐圍護技術在路橋工程施工中的套用進行研究與分析就具有極為重要的工程意義和現實意義。
路橋工程施工概述
在路橋工程工作中，其基坑支護體系往往採用二道鋼支撐作為基坑穩定的支撐圍護體系，並且上道與下道採用不同結構的雙拼型鋼支撐，例如上道的雙拼型鋼支撐的端頭往往是焊接在基坑四周的混凝土圈樑的預埋鐵件上，而與此相對應的是下道的雙拼型鋼支撐端頭往往是焊接在基坑四周的鋼圍模上。在這種上道下道結構中路橋工程能夠形成較為可靠的網架式基坑支撐圍護體系，從而更好地確保路橋工程的基坑土體位移能夠有效控制在工程的相關設計規定範圍內。除此之外，在路橋工程的施工過程中，施工人員應當確保其支撐結構做到安裝節點緊密，並且在支撐安裝過程中允許相應誤差在設計要求範圍內，同時對超出誤差範圍內的部分進行有效的修正。另外在路橋工程基坑支護完畢之後，施工企業應當注重派相應的工作人員進行值班並且合理加強檢查圍護位移情況，從而更加及時地做好相應的維修工作和服務工作，最終促進路橋工程整體施工水平的有效提升。
基坑鋼支撐圍護技術套用
基坑鋼支撐圍護技術在路橋工程中有著較為廣泛的套用，主要體現在施工原則、施工改進、施工要點、基坑加固、支撐安裝等環節。以下對基坑鋼支撐圍護技術的套用進行分析。
施工原則
施工原則的有效確認是基坑鋼支撐圍護技術套用的基礎和前提。在路橋工程基坑鋼支撐圍護技術的套用過程中施工人員應當注重遵循先支撐後挖土原則。即在施工的挖土、標高等工作時應當確保其不得深於待安裝鋼支撐底標高下。除此之外，在基坑鋼支撐圍護技術的套用過程中施工人員應當注重遵循先形成體系後受力的原則，即在每一根支撐桿正式受力之前都應當先形成橫向拉結，從而更好地提升壓桿的穩定性。這些施工原則的有效遵循能夠促進基坑鋼支撐圍護技術套用水平的有效提升。
施工改進
施工改進對於基坑鋼支撐圍護技術套用的重要性是不言而喻的。在路橋工程施工過程中當出現較大的誤差和問題時，施工人員應當按圖進行及時的改進在施工改進過程中如果需要進行施工材料的代換或者節點代換以及局部修正時，施工人員應當注重及時提出申請，並且經路橋工程的設計人員或者其他專業人員認可後方可實施施工改進從而有利於路橋施工安全水平的有效提升。
施工要點
施工要點是基坑鋼支撐圍護技術套用的重要組成部分。在路橋工程施工過程中施工人員應當注重對支撐製作與挖土的關係進行有效的處理，即支撐與挖土在本質上是互為依存並且互為前提，例如挖土能夠為支撐創造空間，而支撐又能為挖土提供依據。在路橋工程施工過程中，這些施工要點的有效掌握能夠更好地提升路橋的整體強度和剛度，並且提升其承載能力和布局水平。在節省路橋施工工期的同時，更好地提升了工程的整體經濟效益。
基坑加固
基坑加固的有效進行是基坑鋼支撐圍護技術套用的重中之重。在基坑鋼支撐圍護技術的套用過程中施工人員應當在基坑四周進行850mm、樁長24m的鑽孔灌注樁施工，並且在四周長邊居中內側加打水泥摻量變約為10%的攪拌樁來對路橋工程進行加固。除此之外，在基坑加固過程中，施工人員應當注重當進行挖土時考慮開挖後路橋工程的支撐情況與受力情況，並且嚴禁超挖現象的出現。從而在根據設計要求的過程中，做到先撐後挖並且和挖土工作密切配合，與此同時，確保工序的整體穩定點最終促進路橋工程基坑加固工作的有效進行。
支撐安裝
支撐安裝是提升基坑鋼支撐圍護技術套用整體水平的重要組成部分。在路橋工程的支撐安裝過程中，施工人員應當注重按照圖紙和交底要求，通過支撐軸線拉麻線檢驗來更好地確認支撐位置。並且在現場丈量覆核時更好地把握實際長度尺寸，從而促進路橋工程整體施工工期的合理縮短。除此之外，在支撐安裝過程中施工人員可以通過汽車、挖掘機、卷場機等相應施工設備的有效套用來促進支持安裝水平的有效提升，最終促進路橋工程整體強度的合理提升。
單支撐圍護結構支撐位置的影響
支撐位置對樁的影響
考慮單支撐的位置分別位於基坑面以下a=0.826m，1.615m，3.302m，4318m處，利用SAP計算樁不同高度截面的位移和彎矩，分別示於圖1、圖2。由圖可以看出：
（1）在基坑拐角（1/ 5邊長）左右，支護結構的內力小，可適當減小樁長。
（2）隨著支撐位置的下移，彎矩的分布變化是：當支撐離地面較近時，基坑底附近的負彎矩最大；當支撐離地面較遠時，支撐附近的正彎矩增加，而負彎矩減少。
對於整個空間結構，取基坑長度方向位移最大的一個截面為位移的控制截面，通常，此截面也是彎矩的控制截面。結果表明：
（1）最大水平位移一般發生在基坑中部高度附近的某個位置，在基坑頂部和排樁的嵌入端位移相對較小。
（2）隨著支撐位置下降，最大位移以外其它高度上的位移明顯減小。
（3）隨著支撐位置的下降，彎矩的峰值由原來的在基坑附近的負彎矩，變化到有正、負彎矩兩部分即支撐附近分擔的最大正彎矩不斷增大和基坑底附近的最大負彎矩的峰值逐漸減小，使樁的彎矩分布更加合理，抗彎能力更充分的發揮。最大負彎矩的降低和彎矩的合理分配是整個結構設計的有利因素。
支撐位置對支撐與圍檁內力的影響
對支撐內力的影響
由SAP後處理的結果得到：在空間模型中，同一水平高度的支撐內力也是不同的，但相差不大，如圖1所示。這裡只取最大的支撐內力作比較。由表1可見，支撐位置的下移使支撐壓力呈增大趨勢。
支撐位置a/m | -0.826 | -1.651 | -3.302 | -4.318 |
支撐內力/kN | -7072 | -7729 | -8827 | -9587 |
對圍檁內力的影響
圍檁作為受彎構件承受圍檁寬度範圍內的豎向荷載，在本模型中，把圍檁與樁牆看成一個整體，圍檁是樁牆在圍檁位置的局部加強。計算結果如表2所示。由表2可見，隨著支撐位置的下移，圍檁的正、負彎矩有明顯減小的趨勢，這樣，有利於圍檁截面的經濟設計。
支撐位置a/m | -0.826 | -1.651 | -3.302 | -4.318 |
最大負彎矩/ （kN·m） | 953 | 883 | 693 | 645 |
最大正彎矩/ （kN·m） | 2044 | 1649 | 1469 | 1558 |
支撐位置對樁的入土深度的影響
根據《建築基坑工程技術規範》YB9258—97，錨撐式圍護結構的支護結構入土深度按力矩平衡法計算。計算結果如表3所示。支護結構的人土深度還要滿足穩定性驗算的要求。支撐位置的降低可以減小變形，節省材料，減少圍護樁的樁長，對深基抗結構的最佳化設計很有意義。
支撐位置a/m | -0.826 | -1.651 | -3.302 | -4.318 |
入土深度/m | 0.9660 | 8.714 | 7.308 | 7.240 |
支撐位置對於圍護結構總造價的影響
圍護結構的總造價函式為：
式中：Ac1，Ac2，Ac3——分別為單樁、單個支撐、圍檁的混凝土的截面積；As1，As2，As3——分別為單樁、單個支撐、圍檁的鋼筋的截面積；I1——單樁的長度；l2——支撐的總長；l3——圍檁的總長；C1:C2=0.13:1為每m3混凝土與Ⅱ級鋼筋的價格比。
