辽宁省地基规范基坑支护.doc

11基坑支护11.1 基本规定11.1.1 基坑工程根据结构破坏可能产生后果的严重性和对临近建筑物、地下设施、道路影响的严重性，采用不同安全等级。 基坑工程安全等级 表11.1.1安全等级破坏后果一级很严重二级严重三级不严重11.1.2 基坑工程根据基坑侧壁岩土体性质和基坑深度，分为复杂、中等、简单三个复杂程度等级。 基坑工程复杂程度等级 表11.1.2基坑侧壁岩土体性质基坑深度(m)复 杂中 等简 单软 土h106h10h6非软土h1410h14h10岩 体h1812h18h12注：1.软土为fak120KPa的土，非软土为fak120KPa的土。2.岩体指风化程度低于强风化（含强风化）的岩体，全风化岩按土考虑。3.基坑侧壁后由两种或两种以上不同性质岩土体组成时，将软土和岩体层厚折算为非软土层厚后按非软土基坑深度确定复杂程度等级。折算系数取值：软土1.5；强风化岩体0.8；中风化及风化程度低于中风化的岩体0.5。4.存在向基坑内凌空方向倾斜的软弱结构面，且倾角450、750的岩体按非软土考虑。11.1.3 基坑工程设计等级根据基坑工程安全等级和复杂程度等级按下列规定分为、三级。1 基坑安全等级为一级或复杂程度等级为复杂的基坑工程，设计等级为级。2 基坑安全等级为三级且复杂程度等级为简单的基坑工程，设计等级为级。3 除设计等级为、级的情况，设计等级均为级。11.1.4 根据承载力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑工程应按下列规定进行计算和验算：1 承载力极限状态计算：1) 基坑的整体稳定性计算；2) 支护结构的抗倾覆稳定性验算；3) 支护结构的受弯、受剪、受压承载力计算；4) 锚杆或支撑的承载力、稳定性计算；2 对设计等级为、级的基坑，应按周边环境对支护结构水平位移限值的要求(限值要求不明确时，按、基坑分别取0.003、0.0045倍基坑深度作为水平位移限值)进行变形验算。3 地下水控制计算。4 基坑底为软土时，尚应进行基坑底抗隆起稳定性验算。11.1.5 对设计等级为级的基坑工程应进行专门的基坑勘察，设计等级为级的基坑宜进行基坑勘察。11.1.6 土方开挖至坑底后基坑的有效使用期不宜超过1年。11.1.7 对于设计等级为、级的基坑，开挖前应作出监测实施方案，明确监测项目、监测方法及监控报警值。基坑工程监测项目可按表11.1.7选择。当监测项目的监测数值或变化速率达到监控报警值时，应立即采取有效措施，并对支护结构进行加固。基坑监测项目表 表11.1.7监测项目基坑设计等级级级支护结构水平位移应测应测周围建筑物、地下管线变形应测宜测地下水位应测宜测锚杆拉力宜测可测支撑轴力宜测可测桩、墙内力宜测可测土压力宜测可测立柱变形可测可测土体竖向变形可测可测注：基坑设计等级为级的基坑应测支护结构水平位移，其它监测项目可根据需要参照本表确定。 11.2 侧向压力计算11.2.1 基坑支护结构承受的侧向压力包括土压力、水压力和基坑顶面荷载引起的侧向压力。11.2.2 根据支护结构侧向变形条件的不同，作用在支护结构上的土压力可分为：静止土压力、主动土压力、被动土压力以及与侧向变形条件相应的可能出现的土压力。11.2.3 当支护结构的侧向变形条件满足产生静止土压力的条件时，静止土压力强度标准值可按下式计算： （11.2.3-1） （11.2.3-2） （11.2.3-3）式中 作用于深度处的静止土压力强度标准值；静止土压力系数，宜由试验确定，当无试验条件时可按式（11.2.3-2）计算； 为土的有效内摩擦角。作用于深度处的竖向应力标准值； 地面均布荷载；计算点深度；当（h为基坑深度）时,取。 深度以上土的加权平均重度；11.2.4 当支护结构的侧向变形条件满足产生主动土压力的条件时，主动土压力强度标准值可按下式计算： (11.3.5-1) （11.3.5-2）式中 作用于深度处的主动土压力强度标准值，当时取； 计算点的主动土压力系数； 计算点土的粘聚力特征值；计算点土的内摩擦角特征值() 。11.2.5 当支护结构的侧向变形条件满足产生被动土压力的条件时，被动土压力强度标准值按当地可靠经验确定，无经验时可按下式计算： （11.2.5-1） （11.2.5-2）式中 作用于深度处的被动土压力强度标准值；计算点的被动土压力系数。11.2.6 土压力计算时，土的抗剪强度特征值（、）按下列规定确定：1 对于粘性土，应按自重固结条件下的三轴不排水剪切试验或有可靠经验时的快剪试验确定。2 对于非粘性土和基岩，设计等级为级的基坑工程宜按现场直接剪切试验确定，设计等级为、级的基坑工程可按当地可靠经验确定，无可靠经验时宜按现场直接剪切试验确定。11.2.7 当存在地下水时，对于碎石土和砂土宜按水压力与土压力分算的原则计算，作用在支护结构上的侧压力为有效土压力与水压力之和。1 计算地下水位以下的有效土压力强度标准值时，取浮重度（）。2 当基坑内外无渗流条件时，水压力按图11.2.7（a）计算；当基坑内外地下水有稳定渗流时，水压力按图11.2.7（b）计算。11.2.8 当支护结构外侧，作用局部条形附加荷载时，附加竖向应力标准值可按下式确定： （11.2.8）式中 附加竖向应力标准值，作用范围为按图11.2.8所示确定的AB段内；局部条形附加荷载；荷载作用宽度；荷载距支护结构的距离。11.2.9 当支护结构的侧向变形条件不符合主动、被动极限平衡状态条件时，应根据实际的侧向变形条件对主动、被动土压力系数进行调整。11.2.10 当考虑支护结构与土体间的摩擦力时，可采用库仑理论计算土压力。11.3 排桩、地下连续墙11.3.1 排桩、地下连续墙嵌固深度及支点反力宜按下列规定确定：1 悬臂式支护结构的极限平衡嵌因深度可按支护结构静力平衡条件，由下式确定：（11.3.1-1）式中 被动土压力区土 压力的合力；作用点至计算点的距离；主动土压力区土压力的合力；作用点至计算点的距离。2 悬臂式支护结构嵌固深度宜按下式确定：（11.3.1-2）式中 嵌固深度；极限平衡嵌固深度；嵌固系数，对设计等级为、级的基坑分别取1.40、1.30、1.20。3 单层支点支护结构支点反力及嵌固深度宜按下列规定计算：1) 支点压力 可按下式计算： (11.3.1-3)式中 支点反力标准值；弯矩零点（主动、被动土压力强度等值点）以上主动土压力合力； 点以上被动土压力合力；至点的距离；至点的距离；至基坑底面的距离；点至基坑底面的距离。2) 嵌固深度可按下式确定：（10.3.1-4）式中 被动土压力合力；主动土压力合力；至支护结构底面的距离； 至支护结构底面的距离； 嵌固系数，对设计等级为、级的基坑分别取1.40、1.30、1.20。4 多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度宜按本规范附录？基坑整体稳定性计算确定。悬臂、单层支点支护结构也应满足基坑整体稳定性的要求。5 基坑底面以下岩体以外的地层，对于悬臂支护结构不宜小于0.5h，单层支点支护结构不宜小于0.3h，多层支点支护结构不宜小于0.2h。6 支护结构嵌入固度尚应按附录？满足基坑底抗渗流稳定性的要求。7 多层支点排桩、地下连续墙的支点反力宜按本规范附录？静力平衡法和等值梁法或附录？弹性支点法确定。11.3.2 支护结构内力与变形计算值应根据基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按下列规定计算：1 宜按本规范附录？的弹性支点法计算。2 支护结构的内力也可按本规范附录？的静力平衡法或等值法的静力平衡条件确定。11.3.3 支护结构的截面承载力应满足下式要求：（11.3.3）式中 S支护结构内力标准值，按本规范11.3.2确定，两种或两种以上方法计算时取大值；R支护结构构件截面承载力设计值，按有关结构规范计算。11.3.4 锚杆设计应满足下列规定：1 锚杆抗拉承载力特征值应按下列规定确定；1) 设计等级为级及无地区经验的级基坑，应按本规范附录？锚杆基本试验确定。2) 设计等级为级且有当地经验时，可按下式计算，并应按本规范附录？要求进行锚杆验收试验。（11.3.4-1）式中 锚杆抗拉承载力特征值； 锚杆直径；岩土体与锚固体粘结强度特征值，根据当地经验取值，设计等级为级或初步设计时可按表11.3.4取值；锚杆锚固段长度。3) 设计等级为级或初步设计时可按式（11.3.4-1）确定。岩土体与锚固体粘结强度特征值 表11.3.4岩、土层种类岩、土体状态frb(KPa)粘性土软 塑可 塑硬 塑坚 硬1520202525323240砂 土松 散稍 密中 密密 实3550507070105105140碎石土稍 密中 密密 实609080110110150岩 石极软岩软 岩较软岩较硬岩坚硬岩13518018038038055055090090013002 锚杆抗拉承载力特征值应满足下式要求： （11.3.4-2）式中 按本规范11.3.1确定的锚杆支点反力标准值；锚杆倾角（）。3 锚杆杆体的截面面积可按下式确定： （11.3.4-3）式中 锚杆杆体的截面积；杆体材料的抗拉强度设计值。4 锚杆自由段长度宜按下式计算（图11.3.4） （11.3.4-4）式中 锚杆锚头至基坑 底面下主、被动土压力强度标准值到的距离；按土层厚度加权平均内摩擦角（）；5 锚杆预应力值应根据地层条件及支护结构变形要求确定，宜为锚杆抗拉承载力特征值的0.750.85倍，张拉力宜为预应力的1.051.20倍。越冬锚杆应适当减小预应力值。11.3.5 支撑体系结构设计满足下列规定： 1 支撑体系的结构构件内力及变形可按下列规定计算：1)对于较复杂的平面支撑体系，宜按支撑体系与排桩、地下连续墙共同受力的空间杆系模型计算；如按平面杆系模型单独计算支撑体系，应满足支撑体系与排桩、地下连续墙的变形协调条件。2)对于形状规则且相互正交的平面支撑体系，可将支点反力简化为均布荷载作用于冠梁或腰梁上，支撑轴力取水平荷载与支撑中心距的乘积；冠梁或腰梁的内力及变形可按多跨连续梁计算，计算跨度根据支撑距离按有关结构设计规范确定。作用在支撑结构上的竖向荷载应考虑构件自重和施工活荷载，构件的内力和变形可按多跨连续梁计算，计算跨度根据支撑距离按有关结构设计规范确定；立柱的轴力可取正交支撑支座反力之和。2 支撑体系的结构构件承载力和变形应满足下列规定：1) 支撑结构构件承载力应满足下式要求 (10.3.5)式中 S支撑构件内力标准值，按本规范10.3.5-1确定。R支撑构件截面承载力设计值，按有关结构设计规范计算。2) 支撑在竖向平面内的挠度宜小于其计算长度的1/6001/800；冠梁、腰梁和主支撑构件在水平面内的挠度宜小于其计算长度的1/10001/1500。11.3.6 排桩、地下连续墙支护结构应满足下列构造要求：1 悬臂式支护结构，桩（墙）直径（厚度）不宜小于600mm，桩间距应根据受力条件和桩间土稳定条件确定。2 桩（墙）顶应设钢筋混凝土冠梁，冠梁宽度不宜小于桩（墙）直径（厚度）,冠梁高度不宜小于250mm。桩（墙）内竖向钢筋锚入冠梁的长度宜为20d(d为钢筋直径)。3 桩（墙）的混凝土强度等级不宜小于C20。4 锚杆自由段长度不宜小于5m，在土层中的锚固段长度不宜小于5m，岩层中不宜小于4m。5 锚杆倾角宜为1525，且不应大于45。6 锚杆锚固体强度等级不宜小于M20。7 支撑应符合下列要求：1) 钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于C20；2) 钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇注，支撑体系连接点宜按刚节点设计；3) 钢结构支撑构件的连接可采用焊接或高强螺栓连接；11.3.7 排桩、地下连续墙支护结构的质量检测宜按有关规定执行。11.4 水泥土墙11.4.1 水泥土墙的嵌固深度应同时满足基坑整体稳定性验算(按本规范附录？)和基坑底抗渗流稳定性验算(按本规范附录？)，且不宜小于0.4h。11.4.2 水泥土墙的厚度宜根据抗倾覆稳定条件按下列规定计算：1 当水泥土墙底部为碎石土或砂土且有地下水时(图11.4.2a)宜按下式确定： (11.4.2-1)式中 水泥土墙嵌固深度；水泥土墙厚度； 基坑外侧、内侧水位至水泥土墙底的距离,m；水泥土墙重度，KN/m；水泥土墙倾覆稳定抗力系数，取=1.2。2 当水泥土墙底部为粘性土或粉土，或无地下水时(图11.4.2b)宜按下式确定： (11.4.2-2)11.4.3 水泥土墙应按下列规定进行正截面承载力验算：1 压应力应满足下式要求： (11.4.3-1)式中 墙顶至计算截面的深度；计算截面的弯矩值标准值；水泥土墙的单位长度截面抵抗矩，；水泥土开挖龄期抗压强度设计值。2 拉应力应满足下式要求： (11.4.3-2)11.4.4 水泥土墙底面压力应按建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）满足地基承载力的要求。11.4.5 水泥土墙支护结构应满足下列构造要求：1 水泥土墙采用格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般粘性土不宜小于0.6，格栅长宽比不宜大于2.0。2 水泥土中的水泥渗量不宜小于15%，水泥强度不宜低于32.5Mpa。3 水泥土桩间搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，一般情况下搭接宽度不宜小于100mm，有截水要求时不宜小于150mm。4 当变形不满足要求时，宜采取基桩内侧土体加固或墙体加宽措施；墙体截面抗拉承载力不满足要求时，宜采取插筋措施。11.4.6 水泥土支护结构的质量检测宜按有关规定执行。11.5 喷锚与土钉墙支护结构11.5.1 喷锚支护结构中的锚杆与土钉墙支护结构中的土钉，所承受的拉力标准值可下式计算： (11.5.1-1)式中 第根锚杆或土钉处的主动土压力标准值；第根锚杆或土钉与相临锚杆或土钉的水平、垂直距离；第根锚杆或土钉的倾角()；由于放坡引起的土压力折减系数，可按下式计算： (11.5.1-2)式中 坡面与水平面夹角()； 按土层厚度加权平均内摩擦角()。11.5.2 锚杆的抗拉承载力特征值按11.3.4-1条确定；土钉的抗拉承载力特征值可参照该条确定。土钉的抗拉有效长度为直线破裂面以外的长度，破裂面与水平面夹角按。11.5.3 锚杆、土钉的抗拉承载力特征值应满足11.3.4-2条的规定11.5.4 土钉的截面积按11.3.4-3条确定。11.5.5 喷锚支护结构应根据开挖深度按土质情况的不同进行整体稳定性验算。1对于粘性土和粉土应取不同的圆弧滑动面按式11.5.5-1验算整体稳定性(图11.5.5-1)。2对于碎石土和砂土应取不同的直线滑动面按式11.5.5-2验算整体稳定性(图11.5.5-2)。 (10.5.5-1)式中 滑动体分条数； 滑动体内锚杆层数； 滑动体计算单元厚度，取锚杆水平间距； 第条土重； 分条宽度； 基坑顶面超载标准值； 第条滑动面中点切线与水平面的夹角； 第条滑动面弧长；第根锚杆的抗拉承载力特征值；整体稳定系数，对设计等级为、级的基坑分别取1.40、1.30、1.20。 （11.5.5-2） 式中 滑动体的有效重量,地下水位下土体取浮重度计算重量；基坑顶面超载作用宽度。11.5.6 对于土钉墙支护结构，可将土钉与土体视为复合土体的重力式挡土墙结构，根据其后的土体压力（一般采用库仑土压力理论）按挡土墙理论验算其抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和外部整体的稳定性。1 抗滑稳定性验算（图11.5.6-1）应满足式（11.5.6-1）： （11.5.6-1）式中： 土钉墙复合土体的重量；按库仑土压力理论计算的主动土压力；土钉墙复合土体与其后土体间摩擦角，取；土钉墙复合土体倾斜角，俯斜墙背取正值，仰斜墙背取负值；土钉墙复合土体与基坑底土体间的摩擦系数。2 抗倾覆整体稳定性验算（图11.5.6-2）应满足式（11.5.6-2）： (11.5.6-2)式中 至基坑坡底的水平距离；作用点至基坑底的水平距离11.5.7 滑动面穿过土钉的内部整体稳定性验算可参照11.5.5条。11.5.8 喷锚支护结构和土钉墙支护结构的构造要求应符合下列规范：1 锚杆的构造要求应符合11.3.6条的有关规定；2 土钉的长度宜为基坑深度的0.51.2倍，间距宜为12m,倾角宜为520；3 土钉钢筋宜采用、级钢筋，钢筋直径宜为1632mm，钻孔直径宜为70120mm；4 土钉必须与面层有效连接，应采取设置承压板或加强钢筋等构造措施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或焊接连接。5 土钉锚固体强度等级不宜低于M15；6 喷射混凝土面钢筋直径宜为610mm，间距宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度对于土钉墙支护结构不宜小于80mm，喷锚支护结构不宜小于100mm；7 喷射混凝土面层应在坡顶面、基坑底面各延伸1.01.5m，并在坡顶做好防水；8 坡面泄水孔间距宜为2.02.5m，宜采用100PVC管，并做好反滤。11.5.9 喷锚与土钉墙支护结构的质量检测宜按有关规定执行。11.6 基坑逆作法10.6.1 当采取大直径桩或地下连续墙作支护结构时，支护结构可与地下室侧墙合一，采取半逆作法或逆作法施工。11.6.2 单层地下室采取半逆作法施工时，支护结构施工完毕后可进行基坑内部的土方开挖，但应保留四周靠近支护结构的土方，以便保持支护结构的稳定，浇注完毕地下室顶板并达到足够强度后，顶板成为支护结构的上部水平支撑，这时可挖除支护桩内侧的剩余土方并进行底板和侧墙（桩墙合一）的最后施工作业。11.6.3 单层地下室采取逆作法施工时，支护结构及内部支撑构件（桩、注）施工完毕后，先用地模法浇筑地下室顶板混凝土，然后挖除地下室内全部土方直至地下室板底标高，进行底板和侧墙施工，同时对地下室中柱进行整修形成地下室。11.6.4 对于多层地下室，施工程序同单层地下室，只是按地下室层数至上而下分层挖土、施工作为支护结构水平支撑的楼板，直至地下室板底标高，最后施工底板和侧墙。11.6.5 采用逆作法时支护结构（桩、墙）应同时满足水平、竖向承载力和变形的要求，水平支撑（梁、板）应满足承载力、变形和稳定性的要求。11.6.6 逆作法施工应做好支护结构（桩、墙）与水平支撑（梁、板）的连接节点，并满足防水要求。11.6.7 基坑逆作法施工时应加强基坑的监测工作，并应根据监测信息及时采取相应措施。11.7 地下水控制11.7.1 地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式，地下水控制应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析，确定合适的控制方法，可参照表11.7.1采取一种或两种以上的组合。地下水控制方法适用条件 表10.7.1方法名称土 类渗透系数（m/d）降水深度（m）水文地质特 征集水明排填土、粉土、粘性土、砂土1.05上层滞水或水量不大的潜水降水真空井点0.120.0单级6多级20喷射井点0.120.05含水丰富的潜水、承压水、裂隙水截 水粘性土、粉土、砂土、碎石土、岩溶岩不 限回 灌填土、粉土、砂土、碎石土0.120011.7.2 当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。截水后，基坑中的水量或水压较大时，应在基坑内降水。11.7.3 当基坑底为隔水层且作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采用水平封底隔渗或钻孔减压措施保证坑底土层稳定。11.7.4 当采用基坑管井降水时，基坑周边排水管线的排水能力应大于基坑涌水量。10.7.5 基坑集水明排应符合下列规定： 1 排水沟和集水井宜布置在拟建建筑物基础边净距0.4m外，排水沟边缘距基坑坡脚不宜小于0.3m，在基坑四角及基坑四边每隔3040m设一个集水井。排水沟底面应比挖土面低0.30.4m，集水井底面应比排水沟底面低0.5m以上。2 排水井的数量和排水设备可根据基坑总涌水量及基坑深度确定。10.7.6 基坑降水应符合下列规定：1 降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于井管直径的15倍，在地下水补给方向应适当加密。当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降水井。2 降水井的深度应根据基坑深度、设计降水深度、含水层的埋藏条件和井管出水能力确定。3 设计降水深度在基坑范围内不应小于基坑底面下0.5