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文檔簡介

1、目次1 總則12 術語和符號22.1 術語22.2 符號33 基本規(guī)定63.1 設計原則63.2 勘察要求與環(huán)境調查83.3 支護結構選型93.4 水平荷載104 支擋式結構154.1 結構分析154.2 穩(wěn)定性驗算184.3 排樁設計234.4 排樁施工與檢測244.5 地下連續(xù)墻設計254.6 地下連續(xù)墻施工與檢測264.7 錨桿設計274.8 錨桿施工與檢測304.9 內支撐結構設計324.10 內支撐結構施工與檢測354.11 支護結構與主體結構的結合及逆作法354.12 雙排樁設計395 土釘墻425.1 穩(wěn)定性驗算425.2 土釘承載力計算445.3 構造465.4 施工與檢測48

2、6 重力式水泥土墻506.1 穩(wěn)定性與承載力驗算506.2 構造526.3 施工與檢測537 地下水控制547.1 一般規(guī)定547.2 截水547.3 降水567.4 集水明排627.5 降水引起的地層變形計算638 基坑開挖與監(jiān)測648.1 基坑開挖648.2 基坑監(jiān)測64附錄A 圓形截面混凝土支護樁的正截面受彎承載力計算68附錄B 錨桿抗拔試驗要點70B.1 一般規(guī)定70B.2 基本試驗70B.3 蠕變試驗71B.4 驗收試驗72附錄C 滲透穩(wěn)定性驗算73附錄D 土釘抗拔試驗要點75附錄E 基坑涌水量計算76本規(guī)程用詞說明79引用標準名錄80附:條文說明811 總則1.0.1 為了在建筑基

3、坑支護設計、施工中做到安全適用、保護環(huán)境、技術先進、經濟合理、確保質量,制定本規(guī)程。1.0.2 本規(guī)程適用于一般地質條件下臨時性建筑基坑支護的勘察、設計、施工、檢測、基坑開挖與監(jiān)測。對濕陷性土、多年凍土、膨脹土、鹽漬土等特殊土或巖石基坑,應結合當?shù)毓こ探涷瀾帽疽?guī)程,并應符合相關技術標準的規(guī)定。1.0.3 基坑支護設計、施工與基坑開挖,應綜合考慮地質條件、基坑周邊環(huán)境要求、主體地下結構要求、施工季節(jié)變化及支護結構使用期等因素,因地制宜、合理選型、優(yōu)化設計、精心施工、嚴格監(jiān)控。 基坑支護工程除應符合本規(guī)程規(guī)定外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2 術語和符號2.1 術語2.1.1 基坑 exca

4、vations為進行建(構)筑物地下部分的施工由地面向下開挖出的空間。2.1.2基坑周邊環(huán)境 surroundings around excavations與基坑開挖相互影響的周邊建(構)筑物、地下管線、道路、巖土體與地下水體的統(tǒng)稱。2.1.3基坑支護 retaining and protection for excavations為保護地下主體結構施工和基坑周邊環(huán)境的安全,對基坑采用的臨時性支擋、加固、保護與地下水控制的措施。2.1.4支護結構 retaining and protection structure 支擋或加固基坑側壁的承受荷載的結構。2.1.5設計使用期限 design wo

5、rkable life設計規(guī)定的從基坑開挖到預定深度至完成基坑支護使用功能的時段。 支擋式結構 retaining structure 以擋土構件和錨桿或支撐為主要構件,或以擋土構件為主要構件的支護結構。 錨拉式支擋結構 anchored retaining structure 以擋土構件和錨桿為主要構件的支擋式結構。 支撐式支擋結構 strutted retaining structure 以擋土構件和支撐為主要構件的支擋式結構。 懸臂式支擋結構 cantilever retaining structure 以頂端自由的擋土構件為主要構件的支擋式結構。0擋土構件 structural mem

6、ber for earth retaining 設置在基坑側壁并嵌入基坑底面的支護結構豎向構件。例如,支護樁、地下連續(xù)墻。2.1.11排樁soldier pile wall沿基坑側壁排列設置的支護樁及冠梁所組成的支擋式結構部件或懸臂式支擋結構。 雙排樁 double-row-piles wall 沿基坑側壁排列設置的由前、后兩排支護樁和梁連接成的剛架及冠梁所組成的支擋式結構。2.1.13地下連續(xù)墻 diaphragm wall分槽段用專用機械成槽、澆筑鋼筋混凝土所形成的連續(xù)地下墻體。亦可稱為現(xiàn)澆地下連續(xù)墻。2.1.14錨桿 anchor由桿體(鋼絞線、普通鋼筋、熱處理鋼筋或鋼管)、注漿形成的固

7、結體、錨具、套管、連接器所組成的一端與支護結構構件連接,另一端錨固在穩(wěn)定巖土體內的受拉桿件。桿體采用鋼絞線時,亦可稱為錨索。5內支撐 strut設置在基坑內的由鋼筋混凝土或鋼構件組成的用以支撐擋土構件的結構部件。支撐構件采用鋼材、混凝土時,分別稱為鋼內支撐、混凝土內支撐。6冠梁capping beam設置在擋土構件頂部的鋼筋混凝土連梁。7腰梁waling設置在擋土構件側面的連接錨桿或內支撐的鋼筋混凝土或型鋼梁式構件。2.1.18土釘 soil nail設置在基坑側壁土體內的承受拉力與剪力的桿件。例如,成孔后植入鋼筋桿體并通過孔內注漿在桿體周圍形成固結體的鋼筋土釘,將設有出漿孔的鋼管直接擊入基坑

8、側壁土中并在鋼管內注漿的鋼管土釘。2.1.19土釘墻 soil nailing wall 由隨基坑開挖分層設置的、縱橫向密布的土釘群、噴射混凝土面層及原位土體所組成的支護結構。2.1.20復合土釘墻 composite soil nailing wall 土釘墻與預應力錨桿、微型樁、旋噴樁、攪拌樁中的一種或多種組成的復合型支護結構。2.1.21重力式水泥土墻gravity cement-soil wall水泥土樁相互搭接成格柵或實體的重力式支護結構。2.1.22地下水控制 groundwater control為保證支護結構、基坑開挖、地下結構的正常施工,防止地下水變化對基坑周邊環(huán)境產生影響所

9、采用的截水、降水、排水、回灌等措施。2.1.23截水帷幕 curtain for cutting off drains用以阻隔或減少地下水通過基坑側壁與坑底流入基坑和防止基坑外地下水位下降的幕墻狀豎向截水體。2.1.24落底式帷幕 closed curtain for cutting off drains 底端穿透含水層并進入下部隔水層一定深度的截水帷幕。2.1.25懸掛式帷幕 unclosed curtain for cutting off drains 底端未穿透含水層的截水帷幕。2.1.26降水 dewatering 為防止地下水通過基坑側壁與基底流入基坑,用抽水井或滲水井降低基坑內外地

10、下水位的方法。2.1.27集水明排 open pumping 用排水溝、集水井、泄水管、輸水管等組成的排水系統(tǒng)將地表水、滲漏水排泄至基坑外的方法。2.2 符號2.2.1作用和作用效應Eak、Epk主動土壓力、被動土壓力標準值;G支護結構、土的自重;J滲透力;M彎矩設計值;Mk荷載標準組合的彎矩值;N軸向拉力或軸向壓力設計值;Nk荷載標準組合的軸向拉力值或軸向壓力值;pak、ppk主動土壓力強度、被動土壓力強度標準值;p0基礎底面附加壓力的標準值;ps 土對擋土構件的分布反力;ps0土對擋土構件嵌固段的分布土反力初始值;P預加軸向力值;q降水井的單井流量;q0地面均布荷載;s降水引起的建筑物基礎

11、或地面的固結沉降量;s0基坑地下水位降深;sd基坑地下水位的設計降深;Sd荷載基本組合的效應設計值;Sk荷載標準組合的效應設計值;u孔隙水壓力;V剪力設計值;Vk荷載標準組合的剪力值;v擋土構件的水平位移。2.2.2材料性能和抗力C正常使用極限狀態(tài)下支護結構位移或建筑物基礎、地面沉降的限值;c土的粘聚力;Ec錨桿的復合彈性模量;Em錨桿固結體的彈性模量;Es錨桿桿體或支撐的彈性模量或土的壓縮模量;fcs水泥土開挖齡期時的軸心抗壓強度設計值;fpy預應力鋼筋的抗拉強度設計值;fy普通鋼筋的抗拉強度設計值;k土的滲透系數(shù);Rk錨桿或土釘?shù)臉O限抗拔承載力標準值;qsik土與錨桿或土釘?shù)臉O限粘結強度標

12、準值;q0單井出水能力;Rd結構構件的抗力設計值;R影響半徑;土的天然重度;cs水泥土墻的重度;w地下水的重度;j土的內摩擦角;2.2.3 幾何參數(shù)A構件的截面面積;Ap預應力鋼筋的截面面積;As非預應力鋼筋的截面面積;b截面寬度;d樁、錨桿、土釘?shù)闹睆交蚧A埋置深度;h基坑深度或構件截面高度;zwa基坑外地下水水位距地面的深度;zwp基坑內地下水水位距地面的深度;H潛水含水層厚度;la錨桿錨固段長度;ld擋土構件的嵌固深度;lf錨桿自由段長度;l0受壓支撐構件的長度;M承壓含水層厚度;rw降水井半徑;土釘墻坡面與水平面的夾角;錨桿、土釘?shù)膬A角或支撐軸線與水平面的夾角。設計參數(shù)和計算系數(shù)ks

13、土的水平反力系數(shù);kR彈性支點軸向剛度系數(shù);K穩(wěn)定性安全系數(shù);Ka主動土壓力系數(shù); Kp被動土壓力系數(shù);m土的水平反力系數(shù)的比例系數(shù);支撐松弛系數(shù);F作用基本組合的綜合分項系數(shù);o支護結構重要性系數(shù);主動土壓力的坡面傾斜折減系數(shù);支撐不動點調整系數(shù);墻體材料的抗剪斷系數(shù);w降水沉降計算經驗系數(shù)。3 基本規(guī)定3.1 設計原則 基坑支護設計應規(guī)定其設計使用期限。基坑支護的設計使用期限不應小于一年。3.1.2 基坑支護應滿足下列功能要求: 1 保證基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路的安全和正常使用;2 保證主體地下結構的施工空間。3.1.3 基坑支護設計時, 應綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜

14、程度、基坑深度等因素,按表3.1.3采用支護結構的安全等級。對同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等級。表3.1.3 支護結構的安全等級安全等級破壞后果一級支護結構失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結構施工安全的影響很嚴重二級支護結構失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結構施工安全的影響嚴 重三級支護結構失效、土體過大變形對基坑周邊環(huán)境或主體結構施工安全的影響不嚴重3.1.4 支護結構設計時應采用下列極限狀態(tài):1 承載能力極限狀態(tài)1)支護結構構件或連接因超過材料強度而破壞,或因過度變形而不適于繼續(xù)承受荷載,或出現(xiàn)壓屈、局部失穩(wěn);2)支護結構及土體整體滑動;3)坑底土體隆起而喪失穩(wěn)定;4)

15、對支擋式結構,坑底土體喪失嵌固能力而使支護結構推移或傾覆;5)對錨拉式支擋結構或土釘墻,土體喪失對錨桿或土釘?shù)腻^固能力;6)重力式水泥土墻整體傾覆或滑移;7)重力式水泥土墻、支擋式結構因其持力土層喪失承載能力而破壞;8)地下水滲流引起的土體滲透破壞。2 正常使用極限狀態(tài)1)造成基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路等損壞或影響其正常使用的支護結構位移;2)因地下水位下降、地下水滲流或施工因素而造成基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路等損壞或影響其正常使用的土體變形;3)影響主體地下結構正常施工的支護結構位移;4)影響主體地下結構正常施工的地下水滲流。 支護結構、基坑周邊建筑物和地面沉降、地下水控

16、制的計算和驗算應采用下列設計表達式:1 承載能力極限狀態(tài)1)支護結構構件或連接因超過材料強度或過度變形的承載能力極限狀態(tài)設計,應符合下式要求: (3.1.5-1)式中: 0支護結構重要性系數(shù),應按本規(guī)程第3.1.6條的規(guī)定采用;Sd作用基本組合的效應(軸力、彎矩等)設計值;Rd結構構件的抗力設計值。對臨時性支護結構,作用基本組合的效應設計值應按下式確定: (3.1.5-2)式中: F作用基本組合的綜合分項系數(shù),應按本規(guī)程第3.1.6條的規(guī)定采用;Sk作用標準組合的效應。2)坑體滑動、坑底隆起、擋土構件嵌固段推移、錨桿與土釘拔動、支護結構傾覆與滑移、基坑土的滲透變形等穩(wěn)定性計算和驗算,均應符合下

17、式要求: (3.1.5-3)式中: Rk抗滑力、抗滑力矩、抗傾覆力矩、錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力等土的抗力標準值; Sk滑動力、滑動力矩、傾覆力矩、錨桿和土釘?shù)睦Φ茸饔脴藴手档男?;K穩(wěn)定性安全系數(shù)。2 正常使用極限狀態(tài)由支護結構的位移、基坑周邊建筑物和地面的沉降等控制的正常使用極限狀態(tài)設計,應符合下式要求: (3.1.5-4)式中: Sd作用標準組合的效應(位移、沉降等)設計值;C支護結構的位移、基坑周邊建筑物和地面的沉降的限值。 支護結構構件按承載能力極限狀態(tài)設計時,作用基本組合的綜合分項系數(shù)F不應小于1.25。對安全等級為一級、二級、三級的支護結構,其結構重要性系數(shù)(0)分別不應小于1

18、.1、1.0、0.9。各類穩(wěn)定性安全系數(shù)(K)應按本規(guī)程各章的規(guī)定取值。3.1.7 支護結構重要性系數(shù)與作用基本組合的效應設計值的乘積(0Sd)可采用下列內力設計值表示:彎矩設計值M (3.1.7-1)剪力設計值V (3.1.7-2)軸向力設計值N (3.1.7-3)式中: Mk按作用標準組合計算的彎矩值(kN.m);Vk按作用標準組合計算的剪力值(kN);Nk按作用標準組合計算的軸向拉力或軸向壓力值(kN)。3.1.8 基坑支護設計應按下列要求設定支護結構的水平位移控制值和基坑周邊環(huán)境的沉降控制值:1當基坑開挖影響范圍內有建筑物時,支護結構水平位移控制值、建筑物的沉降控制值應按不影響其正常使

19、用的要求確定,并應符合現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007中對地基變形允許值的規(guī)定;當基坑開挖影響范圍內有地下管線、地下構筑物、道路時,支護結構水平位移控制值、地面沉降控制值應按不影響其正常使用的要求確定,并應符合現(xiàn)行相關規(guī)范對其允許變形的規(guī)定;2 當支護結構構件同時用作主體地下結構構件時,支護結構水平位移控制值不應大于主體結構設計對其變形的限值;3 當無本條第1款、第2款情況時,支護結構水平位移控制值應根據(jù)地區(qū)經驗按工程的具體條件確定。 基坑支護應按實際的基坑周邊建筑物、地下管線、道路和施工荷載等條件進行設計。設計中應提出明確的基坑周邊荷載限值、地下水和地表水控制等基坑使用要求。

20、基坑支護設計應滿足下列主體地下結構的施工要求:1 基坑側壁與主體地下結構的凈空間和地下水控制應滿足主體地下結構及防水的施工要求;2 采用錨桿時,錨桿的錨頭及腰梁不應妨礙地下結構外墻的施工;3 采用內支撐時,內支撐及腰梁的設置應便于地下結構及防水的施工。3.1.11 支護結構按平面結構分析時,應按基坑各部位的開挖深度、周邊環(huán)境條件、地質條件等因素劃分設計計算剖面。對每一計算剖面,應按其最不利條件進行計算。對電梯井、集水坑等特殊部位,宜單獨劃分計算剖面。3.1.12 基坑支護設計應規(guī)定支護結構各構件施工順序及相應的基坑開挖深度?;娱_挖各階段和支護結構使用階段,均應符合本規(guī)程第3.1.4、第3.1

21、.5條的規(guī)定。 在季節(jié)性凍土地區(qū),支護結構設計應根據(jù)凍脹、凍融對支護結構受力和基坑側壁的影響采取相應的措施。4土壓力及水壓力計算、土的各類穩(wěn)定性驗算時,土、水壓力的分、合算方法及相應的土的抗剪強度指標類別應符合下列規(guī)定:1 對地下水位以上的各類土,土壓力計算、土的滑動穩(wěn)定性驗算時,對粘性土、粘質粉土,土的抗剪強度指標應采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、cu或直剪固結快剪強度指標ccq、cq,對砂質粉土、砂土、碎石土,土的抗剪強度指標應采用有效應力強度指標c、2 對地下水位以下的粘性土、粘質粉土,可采用土壓力、水壓力合算方法,土壓力計算、土的滑動穩(wěn)定性驗算可采用總應力法;此時,對正常固結和超

22、固結土,土的抗剪強度指標應采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、cu或直剪固結快剪強度指標ccq、cq,對欠固結土,宜采用有效自重壓力下預固結的三軸不固結不排水抗剪強度指標cuu、uu;3對地下水位以下的砂質粉土、砂土和碎石土,應采用土壓力、水壓力分算方法,土壓力計算、土的滑動穩(wěn)定性驗算應采用有效應力法;此時,土的抗剪強度指標應采用有效應力強度指標c、,對砂質粉土,缺少有效應力強度指標時,也可采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、cu或直剪固結快剪強度指標ccq、cq代替,對砂土和碎石土,有效應力強度指標可根據(jù)標準貫入試驗實測擊數(shù)和水下休止角等物理力學指標取值;土壓力、水壓力采用分算方法時,水

23、壓力可按靜水壓力計算;當?shù)叵滤疂B流時,宜按滲流理論計算水壓力和土的豎向有效應力;當存在多個含水層時,應分別計算各含水層的水壓力;4 有可靠的地方經驗時,土的抗剪強度指標尚可根據(jù)室內、原位試驗得到的其他物理力學指標,按經驗方法確定。 支護結構設計時,對計算參數(shù)取值和計算分析結果,應根據(jù)工程經驗分析判斷其合理性。3.2 勘察要求與環(huán)境調查 基坑工程的巖土勘察應符合下列規(guī)定:1 勘探點范圍應根據(jù)基坑開挖深度及場地的巖土工程條件確定;基坑外宜布置勘探點,其范圍不宜小于基坑深度的1倍;當需要采用錨桿時,基坑外勘探點的范圍不宜小于基坑深度的2倍;當基坑外無法布置勘探點時,應通過調查取得相關勘察資料并結合場

24、地內的勘察資料進行綜合分析;2 勘探點應沿基坑邊布置,其間距宜取15m25m;當場地存在軟弱土層、暗溝或巖溶等復雜地質條件時,應加密勘探點并查明其分布和工程特性;3 基坑周邊勘探孔的深度不宜小于基坑深度的2倍;基坑面以下存在軟弱土層或承壓含水層時,勘探孔深度應穿過軟弱土層或承壓含水層;4 應按現(xiàn)行國家標準巖土工程勘察規(guī)范GB50021的規(guī)定進行原位測試和室內試驗并提出各層土的物理性質指標和力學參數(shù);對主要土層和厚度大于3m的素填土,應按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定進行抗剪強度試驗并提出相應的抗剪強度指標;5 當有地下水時,應查明各含水層的埋深、厚度和分布,判斷地下水類型、補給和排泄條件;有承壓

25、水時,應分層測量其水頭高度;6應對基坑開挖與支護結構使用期內地下水位的變化幅度進行分析;7 當基坑需要降水時,宜采用抽水試驗測定各含水層的滲透系數(shù)與影響半徑;勘察報告中應提出各含水層的滲透系數(shù);8 當建筑地基勘察資料不能滿足基坑支護設計與施工要求時,宜進行補充勘察。 基坑支護設計前,應查明下列基坑周邊環(huán)境條件:1 既有建筑物的結構類型、層數(shù)、位置、基礎形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等;2 各種既有地下管線、地下構筑物的類型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等;對既有供水、污水、雨水等地下輸水管線,尚應包括其使用狀況及滲漏狀況;3 道路的類型、位置、寬度、道路行駛情況、最大車輛荷載等;4 確定

26、基坑開挖與支護結構使用期內施工材料、施工設備的荷載;5雨季時的場地周圍地表水匯流和排泄條件,地表水的滲入對地層土性影響的狀況。3.3 支護結構選型3.3.1 支護結構選型時,應綜合考慮下列因素: 1 基坑深度;2 土的性狀及地下水條件;3 基坑周邊環(huán)境對基坑變形的承受能力及支護結構一旦失效可能產生的后果;4 主體地下結構及其基礎形式、基坑平面尺寸及形狀;5 支護結構施工工藝的可行性;6 施工場地條件及施工季節(jié);7 經濟指標、環(huán)保性能和施工工期。 支護結構應按表3.3.2選擇其形式。表3.3.2 各類支護結構的適用條件結構類型適用條件安全等級基坑深度、環(huán)境條件、土類和地下水條件支擋式結構錨拉式結

27、構一級、二級、三級適用于較深的基坑1 排樁適用于可采用降水或截水帷幕的基坑2 地下連續(xù)墻宜同時用作主體地下結構外墻,可同時用于截水3 錨桿不宜用在軟土層和高水位的碎石土、砂土層中4 當鄰近基坑有建筑物地下室、地下構筑物等,錨桿的有效錨固長度不足時,不應采用錨桿5 當錨桿施工會造成基坑周邊建(構)筑物的損害或違反城市地下空間規(guī)劃等規(guī)定時,不應采用錨桿支撐式結構適用于較深的基坑懸臂式結構適用于較淺的基坑雙排樁當錨拉式、支撐式和懸臂式結構不適用時,可考慮采用雙排樁支護結構與主體結構結合的逆作法適用于基坑周邊環(huán)境條件很復雜的深基坑土釘墻單一土釘墻二級、三級適用于地下水位以上或經降水的非軟土基坑,且基坑

28、深度不宜大于12m當基坑潛在滑動面內有建筑物、重要地下管線時,不宜采用土釘墻預應力錨桿復合土釘墻適用于地下水位以上或經降水的非軟土基坑,且基坑深度不宜大于15m;水泥土樁垂直復合土釘墻用于非軟土基坑時,基坑深度不宜大于12m;用于淤泥質土基坑時,基坑深度不宜大于6m;不宜用在高水位的碎石土、砂土、粉土層中微型樁垂直復合土釘墻適用于地下水位以上或經降水的基坑,用于非軟土基坑時,基坑深度不宜大于12m;用于淤泥質土基坑時,基坑深度不宜大于6m重力式水泥土墻二級、三級適用于淤泥質土、淤泥基坑,且基坑深度不宜大于7m放坡三級1 施工場地應滿足放坡條件2 可與上述支護結構形式結合注:1 當基坑不同部位的

29、周邊環(huán)境條件、土層性狀、基坑深度等不同時,可在不同部位分別采用不同的支護形式;2 支護結構可采用上、下部以不同結構類型組合的形式。 不同支護形式的結合處,應考慮相鄰支護結構的相互影響,其過渡段應有可靠的連接措施。 支護結構上部采用土釘墻或放坡、下部采用支擋式結構時,上部土釘墻或放坡應符合本規(guī)程對其支護結構形式的規(guī)定,支擋式結構應按整體結構考慮。 當坑底以下為軟土時,可采用水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿等方法對坑底土體進行局部或整體加固。水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿加固體宜采用格柵或實體形式。 基坑開挖采用放坡或支護結構上部采用放坡時,應按本規(guī)程第5.1.1條的規(guī)定驗算邊坡的滑動穩(wěn)定性,邊坡的圓弧滑動

30、穩(wěn)定安全系數(shù)Ks不應小于1.2。放坡坡面應設置防護層。3.4水平荷載3.4.1 計算作用在支護結構上的水平荷載時,應考慮下列因素:1 基坑內外土的自重(包括地下水); 2 基坑周邊既有和在建的建(構)筑物荷載;3 基坑周邊施工材料和設備荷載;4 基坑周邊道路車輛荷載;5 凍脹、溫度變化等產生的作用。 作用在支護結構上的土壓力應按下列規(guī)定確定: 1 作用在支護結構外側、內側的主動土壓力強度標準值、被動土壓力強度標準值宜按下列公式計算(): 1)對于地下水位以上或水土合算的土層 (3.4.2-1) () (3.4.2-3)()式中: pak支護結構外側,第i層土中計算點的主動土壓力強度標準值(kP

31、a);當 pak0時,應取pak0;ak、pk分別為支護結構外側、內側計算點的土中豎向應力標準值(kPa),按本規(guī)程第3.4.5條的規(guī)定計算;Ka,i、Kp,i分別為第i層土的主動土壓力系數(shù)、被動土壓力系數(shù);ci、ji第i層土的粘聚力(kPa)、內摩擦角();按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值;ppk支護結構內側,第i層土中計算點的被動土壓力強度標準值(kPa)。2)對于水土分算的土層() ()式中: ua、up分別為支護結構外側、內側計算點的水壓力(kPa),按本規(guī)程第3.4.4條的規(guī)定取值。圖3.4.2 土壓力計算2 在支護結構土壓力的影響范圍內,存在相鄰建筑物地下墻體等穩(wěn)定的剛性界面時,

32、可采用庫侖土壓力理論計算界面內有限滑動楔體產生的主動土壓力,此時,同一土層的土壓力可采用沿深度線性分布形式;3 需要嚴格限制支護結構的水平位移時,支護結構外側的土壓力宜取靜止土壓力;4 有可靠經驗時,可采用支護結構與土相互作用的方法計算土壓力。 對成層土,土壓力計算時的各土層計算厚度應符合下列規(guī)定:1 當土層厚度較均勻、層面坡度較平緩時,宜取鄰近勘察孔的各土層厚度,或同一計算剖面內各土層厚度的平均值;2 當同一計算剖面內各勘察孔的土層厚度分布不均時,應取最不利勘察孔的各土層厚度; 3 對復雜地層且距勘探孔較遠時,應通過綜合分析土層變化趨勢后確定土層的計算厚度;4 當相鄰土層的土性接近,且對土壓

33、力的影響可以忽略不計或有利時,可歸并為同一計算土層。 對靜止地下水,水壓力(ua、up)可按下列公式計算():()()式中: w地下水的重度(kN/m3),取w10kN/m3;hwa基坑外側地下水位至主動土壓力強度計算點的垂直距離(m);對承壓水,地下水位取測壓管水位;當有多個含水層時,應以計算點所在含水層的地下水位為準;hwp基坑內側地下水位至被動土壓力強度計算點的垂直距離(m);對承壓水,地下水位取測壓管水位。 當采用懸掛式截水帷幕時,應考慮地下水沿支護結構向基坑面的滲流對水壓力的影響。3.4.5 土中豎向應力標準值(ak、pk)應按下式計算: (3.4.5-1) (3.4.5-2)式中:

34、 ac支護結構外側計算點,由土的自重產生的豎向總應力(kPa);pc支護結構內側計算點,由土的自重產生的豎向總應力(kPa);k,j支護結構外側第j個附加荷載作用下計算點的土中附加豎向應力標準值(kPa),應根據(jù)附加荷載類型,按本規(guī)程第3.4.63.4.8條計算。3.4.6 均布附加荷載作用下的土中附加豎向應力標準值應按下式計算(圖3.4.6):(3.4.6)式中:q0均布附加荷載標準值(kPa)。圖3.4.6 均布豎向附加荷載作用下的土中附加豎向應力計算 局部附加荷載作用下的土中附加豎向應力標準值可按下列規(guī)定計算: 1 對于條形基礎下的附加荷載(圖3.4.7a):當da/tanzad(3a+

35、b)/tan時 (3.4.7-1)式中: p0基礎底面附加壓力標準值(kPa);d基礎埋置深度(m);b基礎寬度(m);a支護結構外邊緣至基礎的水平距離(m);附加荷載的擴散角,宜取45;za支護結構頂面至土中附加豎向應力計算點的豎向距離。當zad(3a+b)/tan時,取k,j0。2 對于矩形基礎下的附加荷載(圖3.4.7a):當da/tanzad(3a+b)/tan時 (3.4.7-2)式中: b與基坑邊垂直方向上的基礎尺寸(m);l與基坑邊平行方向上的基礎尺寸(m)。當zad(3a+b)/tan時,取k,j0。3 對作用在地面的條形、矩形附加荷載,按本條第1、2款計算土中附加豎向應力標準

36、值k,j時,應取d0(圖3.4.7b)。(a) (b)圖3.4.7 局部附加荷載作用下的土中附加豎向應力計算(a)條形或矩形基礎;(b)作用在地面的條形或矩形附加荷載 當支護結構的擋土構件頂部低于地面,其上方采用放坡時,擋土構件頂面以上土層對擋土構件的作用宜按庫侖土壓力理論計算,也可將其視作附加荷載并按下列公式計算土中附加豎向應力標準值(圖3.4.8):1 當a/tanza(ab1)/tan時 (3.4.8-1) (3.4.8-2)2 當za(ab1)/tan時 (3.4.8-3)3 當za a時 (3.4.8-4)式中: za支護結構頂面至土中附加豎向應力計算點的豎向距離(m);a支護結構外

37、邊緣至放坡坡腳的水平距離(m);b1放坡坡面的水平尺寸(m);h1地面至支護結構頂面的豎向距離(m);m支護結構頂面以上土的重度 (kN/m3);對多層土取各層土按厚度加權的平均值;cm支護結構頂面以上土的粘聚力(kPa);按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值;Kam支護結構頂面以上土的主動土壓力系數(shù);對多層土取各層土按厚度加權的平均值;Eak1支護結構頂面以上土層所產生的主動土壓力的標準值(kN/m)。當支護結構的擋土構件頂部低于地面,其上方采用土釘墻,按公式(3.4.8-1)(3.4.8-1)計算土中附加豎向應力標準值時可取b1h1。圖3.4.8 擋土構件頂部以上放坡時土中附加豎向應力計算4

38、支擋式結構4.1 結構分析 支擋式結構應根據(jù)具體形式與受力、變形特性等采用下列分析方法:1 錨拉式支擋結構,可將整個結構分解為擋土結構、錨拉結構(錨桿及腰梁、冠梁)分別進行分析;擋土結構宜采用平面桿系結構彈性支點法進行分析;作用在錨拉結構上的荷載應取擋土結構分析時得出的支點力;2 支撐式支擋結構,可將整個結構分解為擋土結構、內支撐結構分別進行分析;擋土結構宜采用平面桿系結構彈性支點法進行分析;內支撐結構可按平面結構進行分析,擋土結構傳至內支撐的荷載應取擋土結構分析時得出的支點力;對擋土結構和內支撐結構分別進行分析時,應考慮其相互之間的變形協(xié)調;3 懸臂式支擋結構、雙排樁支擋結構,宜采用平面桿系

39、結構彈性支點法進行結構分析;4 當有可靠經驗時,可采用空間結構分析方法對支擋式結構進行整體分析或采用數(shù)值分析方法對支擋式結構與土進行整體分析。 錨拉式和支撐式支擋結構的設計工況應包括基坑開挖至坑底的狀態(tài)和錨桿或支撐設置后的開挖狀態(tài)。當需要在主體地下結構施工過程以其構件替換并拆除局部錨桿或支撐時,設計工況中尚應包括拆除錨桿或支撐時的狀態(tài)。懸臂式和雙排樁支擋結構,可僅以基坑開挖至坑底的狀態(tài)作為設計工況。支擋式結構的構件應按各設計工況內力和支點力的最大值進行承載力計算。替換錨桿或支撐的主體地下結構構件應滿足各工況下的承載力、變形及穩(wěn)定性要求。對采用水平內支撐的支撐式結構,當不同基坑側壁的支護結構水平

40、荷載、基坑開挖深度等不對稱時,應分別按相應的荷載及開挖狀態(tài)進行支護結構計算分析。 采用平面桿系結構彈性支點法時,宜采用圖4.1.3-1所示的結構分析模型。擋土結構采用排樁且取單根支護樁進行分析時,排樁外側土壓力計算寬度(ba)應取排樁間距,主動土壓力強度標準值(pak)可按本規(guī)程第3.4節(jié)的有關規(guī)定確定;排樁嵌固段上的土反力(ps)和初始土反力(ps0)的計算寬度(b0)應按本規(guī)程第4.1.7條的規(guī)定取值(圖),土反力(ps)和初始土反力(ps0)可按本規(guī)程第4.1.4條的有關規(guī)定確定。擋土結構采用地下連續(xù)墻且取單幅墻進行分析時,地下連續(xù)墻外側土壓力計算寬度(ba)應取包括接頭的單幅墻寬度,主

41、動土壓力強度標準值(pak)可按本規(guī)程第3.4節(jié)的有關規(guī)定確定;地下連續(xù)墻嵌固段上的土反力(ps)和初始土反力(ps0)的計算寬度(b0)取包括接頭的單幅墻寬度,土反力(ps)和初始土反力(ps0)可按本規(guī)程第4.1.4條的有關規(guī)定確定。錨桿和內支撐對擋土構件的約束作用應按彈性支座考慮,其邊界條件應按本規(guī)程第4.1.8條確定。 (a)(b)圖4.1.3-1 彈性支點法計算(a)懸臂式支擋結構;(b)錨拉式支擋結構或支撐式支擋結構1擋土構件;2由錨桿或支撐簡化而成的彈性支座;3計算土反力的彈性支座(a) (b)圖4.1.3-2 排樁計算寬度(a)圓形截面排樁計算寬度;(b)矩形或工字型截面排樁計

42、算寬度1排樁對稱中心線;2圓形樁;3矩形樁或工字型樁 作用在擋土構件上的分布土反力可按下列公式計算: (4.1.4-1)擋土構件嵌固段上的基坑內側分布土反力應符合下列條件: (4.1.4-2)當不符合公式(4.1.4-2)的計算條件時,應增加擋土構件的嵌固長度或取Ps Ep時的分布土反力。式中: ps分布土反力(kPa);ks土的水平反力系數(shù)(kN/m3),按本規(guī)程第4.1.5條的規(guī)定取值;v擋土構件在分布土反力計算點的水平位移值(m);ps0初始土反力強度(kPa);作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側初始土壓力強度可按本規(guī)程公式(3.4.2-1)或公式(3.4.2-5)計算,但應將公式中的pa

43、k用ps0代替、ak用pk代替、ua用up代替,且不計項; Ps作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側土反力合力(kN),通過按公式(4.1.4-1)計算的分布土反力ps得出;Ep作用在擋土構件嵌固段上的被動土壓力合力(kN),按本規(guī)程第3.4節(jié)的有關規(guī)定計算。擋土構件內側嵌固段上土的水平反力系數(shù)可按下列公式計算: (4.1.5) 式中:m土的水平反力系數(shù)的比例系數(shù)(kN/m4),按本規(guī)程第4.1.6條確定。z計算點距地面的深度(m);h計算工況下的基坑開挖深度(m)。 土的水平反力系數(shù)的比例系數(shù)(m)宜按樁的水平荷載試驗及地區(qū)經驗取值,缺少試驗和經驗時,可按下列經驗公式計算:(4.1.6)式中:

44、m土的水平反力系數(shù)的比例系數(shù)(MN/m4)c、j土的粘聚力 (kPa)、內摩擦角 (),按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定確定;對多層土,按不同土層分別取值;vb擋土構件在坑底處的水平位移量(mm),當此處的水平位移不大于10mm時,可取vb 10mm。 排樁的土反力計算寬度應按下列規(guī)定計算:對于圓形樁 (4.1.7-1) (4.1.7-2)對于矩形樁或工字形樁 (4.1.7-3) (4.1.7-4)式中: b0單樁土反力計算寬度(m);當按式(4.1.7-1)式(4.1.7-4)計算的b0大于排樁間距時,取b0等于排樁間距;d樁的直徑(m);b矩形樁或工字形樁的寬度(m)。錨桿和內支撐對擋土構件

45、的作用應按下式確定: (4.1.8)式中: Fh擋土構件計算寬度內的彈性支點水平反力(kN);kR計算寬度內彈性支點剛度系數(shù)(kN/m);采用錨桿時可按本規(guī)程第4.1.9條的規(guī)定確定,采用內支撐時可按本規(guī)程第4.1.10條的規(guī)定確定;vR擋土構件在支點處的水平位移值(m);vR0設置支點時,支點的初始水平位移值(m);Ph擋土構件計算寬度內的法向預加力(kN);采用錨桿或豎向斜撐時,取PhPcosba/s;采用水平對撐時,取PhPba /s;對不預加軸向壓力的支撐,取Ph0;錨桿的預加軸向拉力(P)宜?。?.75 Nk0.9 Nk),支撐的預加軸向壓力(P)宜?。?.5 Nk0.8 Nk),此

46、處,P為錨桿的預加軸向拉力值或支撐的預加軸向壓力值,為錨桿傾角或支撐仰角,ba為結構計算寬度,s為錨桿或支撐的水平間距,Nk為錨桿軸向拉力標準值或支撐軸向壓力標準值。 錨拉式支擋結構的彈性支點剛度系數(shù)宜通過本規(guī)程附錄B的錨桿抗拔試驗按下式計算: (4.1.9-1)式中: Q1、Q2錨桿循環(huán)加荷或逐級加荷試驗中(Qs)曲線上對應錨桿鎖定值與軸向拉力標準值的荷載值(kN);按本規(guī)程第4.8.8條的規(guī)定進行預張拉時,應取在相當于預張拉荷載的加載量下卸載后的再加載曲線上的荷載值;s1、s2(Qs)曲線上對應于荷載為Q1、Q2的錨頭位移值(m);ba結構計算寬度(m);s錨桿水平間距(m)。對拉伸型鋼絞

47、線錨桿或普通鋼筋錨桿,在缺少試驗時,彈性支點剛度系數(shù)也可按下列公式計算:(4.1.9-2)(4.1.9-3)式中: Es錨桿桿體的彈性模量(kPa);Ec錨桿的復合彈性模量(kPa);Ap錨桿桿體的截面面積(m2);A錨桿固結體的截面面積(m2);lf錨桿的自由段長度(m);la錨桿的錨固段長度(m);Em錨桿固結體的彈性模量(kPa)。當錨桿腰梁或冠梁的撓度不可忽略不計時,尚應考慮其撓度對彈性支點剛度系數(shù)的影響。 支撐式支擋結構的彈性支點剛度系數(shù)宜通過對內支撐結構整體進行線彈性結構分析得出的支點力與水平位移的關系確定。對水平對撐,當支撐腰梁或冠梁的撓度可忽略不計時,計算寬度內彈性支點剛度系數(shù)

48、(kR)可按下式計算: (4.1.10)式中: 支撐不動點調整系數(shù):支撐兩對邊基坑的土性、深度、周邊荷載等條件相近,且分層對稱開挖時,取0.5;支撐兩對邊基坑的土性、深度、周邊荷載等條件或開挖時間有差異時,對土壓力較大或先開挖的一側,取0.51.0,且差異大時取大值,反之取小值;對土壓力較小或后開挖的一側,?。?);當基坑一側取1時,基坑另一側應按固定支座考慮;對豎向斜撐構件,取1;R支撐松弛系數(shù),對混凝土支撐和預加軸向壓力的鋼支撐,取R1.0,對不預加支撐軸向壓力的鋼支撐,取R0.81.0;E支撐材料的彈性模量(kPa);A支撐的截面面積(m2);l0受壓支撐構件的長度(m);s支撐水平間距

49、(m)。 結構分析時,按荷載標準組合計算的變形值不應大于按本規(guī)程第3.1.8條確定的變形控制值。4.2 穩(wěn)定性驗算 懸臂式支擋結構的嵌固深度應符合下列嵌固穩(wěn)定性的要求(圖4.2.1): (4.2.1)式中: Kem嵌固穩(wěn)定安全系數(shù);安全等級為一級、二級、三級的懸臂式支擋結構, Kem分別不應小于1.25、1.2、1.15;Eak、Epk基坑外側主動土壓力、基坑內側被動土壓力合力的標準值(kN);za1、zp1基坑外側主動土壓力、基坑內側被動土壓力合力作用點至擋土構件底端的距離(m)。圖4.2.1 懸臂式結構嵌固穩(wěn)定性驗算 單層錨桿和單層支撐的支擋式結構的嵌固深度應符合下列嵌固穩(wěn)定性的要求(圖4

50、.2.2): (4.2.2)式中: Kem嵌固穩(wěn)定安全系數(shù);安全等級為一級、二級、三級的錨拉式支擋結構和支撐式支擋結構, Kem分別不應小于1.25、1.2、1.15;za2、zp2基坑外側主動土壓力、基坑內側被動土壓力合力作用點至支點的距離(m)。圖4.2.2 單支點錨拉式支擋結構和支撐式支擋結構的嵌固穩(wěn)定性驗算 錨拉式、懸臂式和雙排樁支擋結構應按下列規(guī)定進行整體穩(wěn)定性驗算:1 錨拉式支擋結構的整體穩(wěn)定性可采用圓弧滑動條分法進行驗算;2 采用圓弧滑動條分法時,其整體穩(wěn)定性應符合下列規(guī)定(圖4.2.3): (4.2.3-1) (4.2.3-2)式中: Ks圓弧滑動整體穩(wěn)定安全系數(shù);安全等級為一

51、級、二級、三級的錨拉式支擋結構, Ks分別不應小于1.35、1.3、1.25;Ks,i第i個滑動圓弧的抗滑力矩與滑動力矩的比值;抗滑力矩與滑動力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心及半徑的所有潛在滑動圓弧確定;cj、jj 第j土條滑弧面處土的粘聚力(kPa)、內摩擦角(),按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值;bj第j土條的寬度(m);j第j土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角();lj第j土條的滑弧段長度(m),取ljbj/cosj;qj作用在第j土條上的附加分布荷載標準值(kPa);Gj第j土條的自重(kN),按天然重度計算;uj第j土條在滑弧面上的孔隙水壓力(kPa);基坑采用落底式截水帷幕時,對地下水位以下的砂土、碎石土、粉土,在基坑外側,可取ujw

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