影响钢筋混凝土支撑轴力因素探析

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1、影响钢筋混凝土支撑轴力因素探析　　摘要：基坑监测中采用钢筋应力计测量钢筋混凝土支撑轴力值经常出现异常情况，本文对混凝土支撑轴力监测结果进行分析，指出了影响实测应力变化的主要因素，并提出了混凝土支撑轴力计算的建议。关键词：钢筋混凝土支撑应力温度应力中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1引言近年来，我国已建和在建的超高层建筑的基坑深度不断增加，深基坑支护在地下施工中起着举足轻重的作用，监测已经成为必要和重要的一个环节。基坑开挖是一个综合性的岩土工程难题，包含了变形问题，还涉及到土与支撑结构的

2、共同作用。但是在基坑设计过程中理论计算与实际现场往往存在偏差，因此深基坑开挖过程中，加强现场的变形监测工作显得尤为重要。7在采用钢筋混凝土支撑支护的基坑工程中，支撑轴力是设计、监理和施工单位共同关心的内容。钢筋混凝土支撑受力以受压为主，对混凝土材料来说，存在体积收缩、徐变、温度等因素影响对支撑受力的测量，并且，直接用测得的应变值、混凝土弹模计算混凝土应力和支撑轴力存在计算值偏大的异常情况，为避免这种误差影响施工，有必要对影响混凝土应力的各因素进行分析，并对监测结果进行修正。2轴力监测的原理对于钢筋

3、混凝土支撑，主要采用钢筋计测量钢筋的应力，一般预先在支撑内的钢筋笼中间或四角位置各埋设一组钢筋计（见下图），与支撑主筋焊接在一起。然后通过共同工作、变形协调条件反算支撑的混凝土应力。钢筋混凝土支撑应力按下式计算：式中：—钢筋混凝土支撑应力（）；—钢筋应力（）—钢筋计监测平均应力（）—第j个钢筋计的标定系数（）；—第j个钢筋计的监测频率（）；—第j个钢筋计安装后的初始频率（）；—第j个钢筋计截面积（）—混凝土弹性模量（）—钢筋弹性模量（）—混凝土截面积（）—钢筋总截面积（）3某深基坑支撑轴力的监测7

4、某深基坑工程位于江苏省无锡市太湖大道、清扬路交界处。基坑开挖深度为12m，总周长约690m。基坑开挖至3米后完成混凝土支撑，我方按设计图纸、在支撑跨中部位的四角分别埋设振弦式钢筋测力计（采用套筒连接，以避免焊接时的高温对钢筋计的影响）。混凝土支撑轴力的初值应在混凝土支撑浇筑完毕约一个月强度后、基坑开挖前进行采集，这样可有效的剔除因混凝土的硬化收缩而使钢筋计产生附加应力。由于刚刚开挖，土体对于基坑周边围护结构的支撑作用立即消失，内侧土压力卸载，开挖面以上的土压力由静止土压力迅速变为主动土压力，为达平

5、衡，卸下的这部分土压力转嫁给了混凝土支撑梁。所以在开始开挖的一段时间内，钢筋混凝土轴力会迅速增加，这一阶段应对轴力进行每天1次的监测，必要时进行每天2次甚至多次监测，以保障施工安全和施工进度的正常进行。待开挖一段时间后，该段开挖面以上的围护结构暴露了一段时间，所受力与自身变形趋于稳定，或变化率极小，此时可根据测量结果对监测频率进行适当调整。7但是由于本工程的工期限制，所以一个月的要求难以达到，土方开挖是在混凝土支撑浇筑后10～15天进行（笔者经历的多个工程也存在此种现象），所以初值测量必须在这之前

6、进行，但这样势必无法消除外力对钢筋计变形的影响。混凝土支撑轴力的设计值为6200KN，实际监测值基本上都超过6200KN，最大值11525KN为设计值的1.8倍，但是巡视混凝土支撑并未发生较大的变形或者出现裂缝，且其它监测项目均处于安全状态，可见实际的支撑轴力并没有监测的结果那么大。在实际工程中影响监测结果的原因很多，但重要的不是监测人员的失误以及监测仪器的问题，而是这种监测方法并没有完全考虑钢筋混凝土材料受力特点。实际监测的埋在钢筋混凝土中的钢筋的应力并不是完全由荷载产生的，而是有一部分非荷载应

7、力的影响，所以可对混凝土支撑应力的预警值进行适当调整，或对计算所得应力值的变化趋势进行分析，作为对其它监测项目的补充和验证，解决混凝土支撑内力监测中较为普遍存在的结果异常问题。4轴力监测结果偏大的原因分析非荷载的因素是轴力出现异常偏大的主要原因，具体主要是混凝土的徐变、收缩和温度变化。4.1混凝土收缩和徐变的影响混凝土的硬化过程实际就是水泥拌合物的水化反应，反应过程中混凝土本身会产生一定的收缩；而混凝土与钢筋计之间的徐变协调差异也会导致钢筋计产生一定量的附加应力，从而导致通过钢筋计的频率反算出的混

8、凝土的轴力偏大。4.2围护结构的位移和立柱的隆沉围护结构、立柱之间的变形差异导致支撑受力并非单纯的轴向受力，亦存在必然的扭矩，应力分布不均，计算的应力和设计值存在一定的差异。74.3温度对轴力的影响该基坑工程中，在同一天早、中、晚不同温度下对钢筋计的监测可以得知，频率随着温度的升高而减小，也即混凝土支撑轴力的监测值随着温度的升高而增大。由于该基坑位于市区内，白天基坑土方开挖量可以忽略；基坑外的环境也无变化，可以认为支撑上未加荷载。一般认为，钢筋的热膨胀系数虽然与混凝土的膨胀系数相差