4.2.3.1 支撑的目的及基本要求
支撑的目的就是为防止施工过程中土壁坍塌创造安全的施工条件。支撑是一种由木材做成的临时性挡土结构，由木材或钢材制成。支撑的荷载就是原土和地面荷载所产生的侧土压力。沟槽支撑的设置与否应根据土质、地下水情况、槽宽、槽深、开挖方法、排水方法、地面荷载等因素确定。一般情况下，当土质较差、地下水位较高、沟槽和基坑较深而又必须挖成直槽时均应支设支撑。支设支撑既可减少挖方量、施工占地面积小，又可保证施工的安全，但增加了材料消耗，有时还影响后续工序操作。
支撑结构应满足下列要求：
（1）牢固可靠，进行强度和稳定性计算和校核。支撑材料要求质地和尺寸合格。
（2）在保证安全可靠的前提下，尽可能节约材料，宜采取工具式钢支撑。
（3）便于支设和拆除，不影响后续工序的操作。
4.2.3.2 支撑的种类及其适用的条件
在施工中应根据土质、地下水情况、沟槽或基坑深度、开挖方法、地面荷载等因素确定是否支设支撑。
支撑的型式分为水平支撑、垂直支撑和板桩支撑、开挖较大基坑时还采用锚锭式支撑等几种。
水平支撑、垂直支撑由撑板、横梁或纵梁、横撑组成。
水平支撑的撑板水平设置，根据撑板之间有无间距又分为断续式水平支撑和连续式水平支撑或井字水平支撑3种。
垂直支撑的撑板垂直设置，各撑板间密接铺设，可在开槽过程中边开槽边支撑。在回填时可边回填边拔出撑板。
1.断续式水平支撑
断续式水平支撑的组成，如图4.35所示，适用于土质较好的、地下含水量较小的黏性土及挖土深度小于3.0m的沟槽或基坑。
2.连续式水平支撑
连续式水平支撑的组成，如图4.36所示。适用于土质较差（较潮湿的或散粒土）及挖土深度在不大于5.0m的沟槽或基坑。
图4.35 断续式水平支撑
1—支撑；2—纵梁；3—横撑（工具式）
图4.36 连续式水平支撑
1—撑板；2—纵梁；3—横撑；4—木楔
3.井字支撑
井字支撑的组成，如图4.37所示。它是断续式水平支撑的一种特殊型式。一般适用于沟槽的局部加固，如地面上有建筑或有其他管线距沟槽较近。
4.垂直支撑
垂直支撑的组成，如图4.38所示。它适用于土质较差、有地下水且挖土深度较大时采用。这种支撑便于安全操作。
图4.37 井字支撑
图4.38 垂直支撑
1—撑板；2—横梁；3—横撑；4—木楔
5.板桩撑
板桩撑分为钢板撑、木板撑和钢筋混凝土桩等。
板桩撑是在沟槽土方开挖前就将板桩打入槽底以下一定深度。其具有土方开挖及后续工序不受影响、施工条件良好的优点。一般用于沟槽挖深较大、地下水丰富、有流沙现象或砂性饱和土层等情况。
（1）钢板桩。钢板桩基本分为平板桩和波浪形板状两类，每类中又有多种型式。目前常用钢板桩为槽钢或工字钢组成，其断面型式如图4.39所示。其轴线位移不得大于50mm，垂直度不得大于1.5%，如图4.40所示。
图4.39 钢板桩断面
图4.40 钢板桩
（2）木板桩。木板桩所用木板厚度应按设计要求制作，其允许偏差±20mm，同时要校核其强度。为了保证板桩的整体性和水密性，木板桩做成凹凸榫，凹凸榫应相互吻合，平整光滑。木板桩虽然打入土中一定深度，尚需要辅以横梁和横撑，如图4.41所示。
6.锚碇式支撑
锚碇式支撑适用于开挖面积大、深度大的基坑或使用机械挖土而不能安装撑杠的情况，如图4.42所示。
锚桩必须设置在土的破坏范围以外，挡土板水平钉在柱桩的内侧，柱桩一端打入土内，上端用拉杆与锚桩拉紧，挡土板内侧回填土。
在开挖较大基坑，当有部分地段下部放坡不足时，可以采用短桩横隔板支撑或临时挡土墙支撑，以加固土壁，如图4.43所示。
图4.41 木板桩
1—木板桩；2—横梁；3—横撑
图4.42 锚碇式支撑
1—柱桩；2—挡土板；3—锚桩；4—拉杆；5—回填土；φ—土的内摩擦角
图4.43 加固土壁措施
1—短桩；2—横隔板；3—装土草袋
4.2.3.3 支撑的材料要求
支撑材料的尺寸应满足设计的要求。一般取决于现场已有材料的规格，施工时常根据经验确定。
（1）木撑板。一般木撑板长2～4m，宽度为20～30cm，厚5cm。
（2）横梁。截面尺寸为10cm×15cm～20cm×20cm。
（3）纵梁。截面尺寸为10cm×15cm～20cm×20cm。
（4）横撑。采用10cm×10cm～15cm×15cm的方木或采用直径大于10cm的圆木。为支撑方便尽可能采用工具式撑杆，如图4.44所示。横撑水平间距宜1.5～3.0m，垂直间距不宜大于1.5m。
撑板也可采用金属撑板，如图4.45所示，金属撑板每块长度分2m、4m、6m几种类型；横梁和纵梁通常采用槽钢。
图4.44 工具式撑杆
1—撑头板；2—圆套管；3—带柄螺母；4—球绞；5—撑头板
图4.45 金属撑板（单位：mm）
4.2.3.4 支撑的支设和拆除
1.水平支撑和垂直支撑的支设
沟槽挖到一定深度时，开始支设支撑，先校核一下沟槽开挖断面是否符合要求宽度，然后用铁锹将槽壁找平，按要求将撑板紧贴于槽壁上，再将纵梁或横梁紧贴撑板，继而将横撑支设在纵梁或横梁上，若采用木撑板时，使用木楔、扒钉将撑板固定于纵梁或横梁上，下边钉一木托防止横撑下滑。支设施工中一定要保证横平竖直，支设牢固可靠。
施工中，如原支撑妨碍下一工序进行时；原支撑不稳定时；一次拆撑有危险时或因其他原因必须重新安设支撑时，需要更换纵梁和横撑位置，这一过程称为倒撑，倒撑操作应特别注意安全，必须先制定好安全措施。
2.板桩撑的支设
主要介绍钢板桩的施工过程，板桩施工要正确选择打桩方式、打桩机械和流水段划分，保证打入后的板桩，有足够的刚度，且板桩墙面平直，对封闭式板桩墙要封闭合拢。
打桩方式，通常采用单独打入法、双层围囹插桩法和分段复打法3种。
打桩机具设备，主要包括桩锤、桩架及动力装置3部分。桩锤的作用是对桩施加冲击力，将桩打入土中；桩架的作用是支持桩身和将桩锤吊到打桩位置，引导桩的方向，保证桩锤按要求方向冲击；动力装置包括启动桩锤用的动力设施。(https://www.xing528.com)
（1）桩锤选择。桩锤的类型应根据工程性质、桩的种类、密集程度、动力及机械供应和现场情况等条件来选择。桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤、振动桩锤等。根据施工经验，双动汽锤、柴油打桩锤更适用于打设钢板桩。
（2）桩架的选择。桩架的选择应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。
桩架的型式很多，常用有下列几种：
1）滚筒式桩架（图4.46）。桩架的行走靠两根钢滚筒垫上滚动，其具有结构简单、制作容易的特点。
2）多功能桩架（图4.47）。其机动性和适应性很大，适用于各种预制桩及灌注施工。
图4.46 滚动式桩架
1—枕木；2—滚筒；3—底座；4—锅炉；5—卷扬机；6—桩架；7—龙门；8—蒸汽锤；9—桩帽；10—缆绳
图4.47 多功能桩架
1—枕木；2—钢轨；3—底盘；4—回转平台；5—卷扬机；6—司机室；7—平衡重；8—撑杆；9—挺杆；10—水平调整装置；11—桩锤与桩帽
3）履带式桩架（图4.48）。其便于移动，比多功能桩架灵活，适用于各种预制桩和灌注桩施工，钢板桩打设的工艺过程为：钢板桩矫正→安装围囹支架→钢板桩打设→轴线修正和封闭合拢。
a.钢板桩的矫正。对所有要打设的钢板桩进行修整矫正。保证钢板桩的外形平直。
b.安装围囹支架。围囹支架的作用是保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直，围囹支架一般为钢制，由围囹组成的，围囹在平面型式上有单面、双面，高度上有单层、双层和多层，如图4.49和图4.50所示。围囹支架每次安装的长度视具体情况而定，最好能周转使用，以节约钢材。
c.钢板桩打设。先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制，为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围囹上预先标出每块板桩的位置，以便随时检查校正。
钢板桩分几次打入，打桩时，开始打设的第一、第二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m测量一次。
图4.48 履带式桩架
1—导柱；2—桩锤；3—桩帽；4—桩；5—吊车
图4.49 单层围囹
1—围囹桩；2—围囹；3—两端先打入的定位桩
图4.50 双层围囹
1—围囹桩；2—围囹
d.轴线修正和封闭合拢。沿长边方向打至离转角约尚有8块钢板桩时停止，量出到转角的长度和增加长度，在短边方向也按照上述方法进行。
根据长、短两边水平方向增加的长度和转角的尺寸，将短边方向的围囹桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围囹和围囹桩重新焊接固定。
在长边方向的围囹内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向插打两块钢板桩。根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短边方向从端部算起的三块板桩的位置处。
当钢板桩内的土方开挖后，应在基坑或沟槽内设横撑，若基坑特别大或不允许设横撑时，则可设置锚杆来代替横撑。
3.支撑的拆除
沟槽或基坑内的施工过程全部完成后，应将支撑拆除，拆除时必须边回填土边拆除，拆除时必须注意安全，继续排除地下水，避免材料的损耗。
水平支撑拆除时，先松动最下一层的横撑，抽出最下一层撑板，然后回填土，回填完毕后再拆除上一层撑板，依次将撑板全部拆除，最后将纵梁拔出。
垂直支撑拆除时，先松动最下一层的横撑，拆除最下一层的横梁，然后回填土。回填完毕后，再拆除上一层横梁，依次将横梁拆除。最后拔出撑板或板桩，垂直撑板或板桩一般采用导链或吊车拔出。
4.2.3.5 沟槽支撑的技术要点
（1）沟槽支撑应根据沟槽的土质、地下水位、开槽断面和荷载条件等因素进行设计。支撑的材料可选用钢材、或钢材木材混合使用。
（2）撑板支撑采用木材时，其构件规格宜符合下列规定：
1）撑板厚度不宜小于50mm，长度不宜大于4m。
2）横梁或纵梁宜为方木，其断面不宜小于150mm×150mm。
3）横撑宜为圆木，其梢径不宜小于100mm。
（3）撑板支撑的横梁、纵梁和横撑的布置应符合下列规定：
1）每根横梁或纵梁不得少于2根横撑。
2）横撑的水平间距宜为1.5～2.0m。
3）横撑的垂直间距不宜大于1.5m。
（4）撑板支撑应随挖土的加深及时安装。
（5）在软土或其他不稳定土层中采用撑板支撑时，开始支撑的开挖沟槽深度不得超过1.0m；以后开挖与支撑交替进行，每次交替的深度宜为0.4～0.8m。
（6）撑板的安装应与沟槽槽壁紧贴，当有空隙时应填实；横排撑板应水平，立排撑板应顺直，密排撑板的对接应严密。
（7）横梁、纵梁和横撑的安装，应符合下列规定：
1）横梁应水平，纵梁应垂直，且必须与撑板密贴，连接牢固。
2）横撑应水平并与横梁或纵梁垂直，且应支紧，连接牢固。
（8）采用横排撑板支撑，当遇有地下钢管道或铸铁管道横穿沟槽时，管道下面的撑板上缘应紧贴管道安装；管道上面的撑板下缘距管道顶面不宜小于100mm。
（9）采用钢板桩支撑，应符合下列规定：
1）钢板桩支撑可采用槽钢、工字钢或定型钢板桩。
2）钢板桩支撑按具体条件可设计为悬臂、单锚，或多层横撑的钢板桩支撑，并应通过计算确定钢板桩的入土深度和横撑的位置与断面。
3）钢板桩支撑采用槽钢做横梁时，横梁与钢板桩之间孔隙应采用木板垫实，并应将横梁和横撑与钢板桩连接牢固。
（10）支撑应经常检查。当发现支撑构件有弯曲、松动、移位或劈裂等迹象时，应及时处理。雨期及春季解冻时期应加强检查。
（11）支撑的施工质量应符合下列规定：
1）支撑后，沟槽中心线每侧的净宽不应小于施工设计的规定。
2）横撑不得妨碍下管与稳管。
3）安装应牢固，安全可靠。
4）钢板桩的轴线位移不得大于50mm；垂直度不得大于1.5%。
（12）上下沟槽应设安全梯，不得攀登支撑。
（13）承托翻土板的横撑必须加固。翻土板的铺设应平整，其与横撑的连接必须牢固。
（14）拆除支撑前，应对沟槽两侧的建筑物、构筑物和槽壁进行安全检查，并应制定拆除支撑的实施细则和安全措施。
（15）拆除撑板支撑时应符合下列规定：
1）支撑的拆除应与回填土的填筑高度配合进行，且在拆除后应及时回填。
2）采用排水沟的沟槽，应从两座相邻排水井的分水岭向两端延伸拆除。
3）多层支撑的沟槽，应待下层回填完成后再拆除其上层槽的支撑。
4）拆除单层密排撑板支撑时，应先回填至下层横撑底面，再拆除下层横撑，待回填至半槽以上，再拆除上层横撑。
当一次拆除有危险时，宜采取替换拆撑法拆除支撑。
（16）拆除钢板桩支撑时应符合下列规定：
1）在回填达到规定要求高度后，方可拔除钢板桩。
2）钢板桩拔除后应及时回填桩孔。
3）回填桩孔时应采取措施填实。当采用砂灌填时，可冲水助沉；当控制地面沉降有要求时，宜采取边拔桩边注浆的措施。
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