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文档简介
前言
根据福建省住房和城乡建设厅《关于印发福建省住房和城乡建设系统2015年第二批科
学技术项目计划的通知》(闽建办科[2015]5号)的要求,由福建省建筑科学研究院、
福州城市地铁有限责任公司、厦门轨道交通集团有限公司会同有关勘察设计、施工、监督、
检测及教学、科研院所编制而成。编制组根据现行有关国家标准、行业标准,结合福建地区
深基坑支护经验及科研成果,结合福建地铁基坑实际情况,经广泛调查研究,认真总结实践
经验,在广泛征求意见的基础上,编制本规范。
本规范主要技术内容是:基本规定、勘察与环境调查、支护结构计算、排桩支护结构、
地连墙支护结构、型钢水泥土墙支护结构、锚拉结构、内支撑结构、其他支护结构、基坑土
体加固、地下水控制、基坑开挖、监测、检验与验收及有关附录。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由福建省住房和城乡建设厅负责管理和对强制性条文的解释,由福建省建筑科学
研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送福建省建筑科学研究
院(地址:福建省福州市杨桥中路162号,邮编:350025)。
本规程主编单位:福建省建筑科学研究院
福州城市地铁有限责任公司
厦门轨道交通集团有限公司
本规程参编单位(排名不分先后):
福建省建研工程顾问有限公司
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
上海市基础工程集团有限公司
北京城建设计发展集团股份有限公司
中国京冶工程技术有限公司厦门分公司
福建省建筑设计研究院
福建地质工程研究院
3
福州大学
福州市勘测院
广州地铁设计研究院有限公司
同济大学
中铁二院工程集团有限责任公司
中铁十八局集团第一工程有限公司
中铁三局集团有限公司
中铁四局集团有限公司
中交一公局厦门工程有限公司
本规程主要起草人:
侯伟生孙智勇许黎明李志伟陈振建李少波方家强赵剑豪黄集生
张文辉陈开良李耀良吴向东吴铭炳陈云彬简文彬王圣涛赖树钦
王建秀陈东罗俊成杨建学沈启炜许国平邱宗新王震张朋来
朱祖华黄伟达韩灵瑞柴元四郭婷蒋盛钢刘立勇涂智溢郑世兴
谢泽福胡兴福聂振宇
主要审查人员:
4
1总则
1.0.1为了在地铁基坑工程中贯彻执行国家和地方的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、
经济合理、保证质量、节约资源、保护环境,制定本规范。
1.0.2本规范适用于地铁基坑工程的勘察、设计、施工、监理、监测、检测及验收,在福建省
范围内从事地铁基坑工程相关技术工作时,应按本规范执行。
1.0.3地铁基坑工程的勘察、设计、施工、监理、监测、检测及验收过程中,必须坚持因地制
宜的原则,综合考虑区域环境因素、地质条件、基坑周边环境要求、主体地下结构要求、施工
季节变化及支护结构使用期等因素,充分调查,合理设计,精心施工,严格验收。
1.0.4地铁基坑工程除应符合本规范规定外,尚应符合现行国家标准及福建省工程建设地方标
准的有关规定。
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2术语和符号
2.1术语
2.1.1地铁基坑metroexcavations
为进行地铁车站、附属建(构)筑物、盾构井等地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。
2.1.2基坑周边环境surroundingsaroundexcavations
与基坑开挖相互影响的周边建(构)筑物、地下管线、道路、岩土体与地下水体的统称。
2.1.3地铁基坑支护retainingandprotectionformetroexcavations
为保护地铁车站主、附属结构施工和基坑周边环境的安全,对基坑采用的支挡、加固、保
护与地下水控制的措施。
2.1.4咬合式排桩secantpiles
后施工的灌注桩与先施工的灌注桩相互搭接、相互切割形成的连续排桩墙。
2.1.5双排桩double-row-pileswall
沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁所组成的支挡式结
构。
2.1.6地下连续墙diaphragmwall
分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成的连续地下墙体。亦可称为现浇地下连续
墙。
2.1.7型钢水泥土搅拌墙技术steelandsoil-cementmixedwall
在连续搭接的水泥土搅拌墙内插入型钢形成的挡土隔水墙体。
2.1.8三轴水泥土搅拌桩soil-cementpilemixedbythreeshafts
以水泥作为固化主剂,通过三轴搅拌机将固化剂和地基土强制搅拌,使地基土硬化成具有
连续性、抗渗性和一定强度的桩体。
2.1.9渠式切割水泥土连续墙工法(TRD工法)trenchcuttingre-mixingdeepwallmethod
将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下,在进行纵向切割横向推进成
槽的同时,向地基内部注入水泥浆已达到与原状地基的充分混合搅拌在地下形成等厚度连续墙
的一种施工工艺。
2.1.10双轮铣深层搅拌水泥土地下连续墙工法(CSM工法)cuttersoilmixingmethod
使用两组铣轮以水平轴向旋转搅拌方式,深入地层削掘土体,注入固化剂,强行搅拌形成
矩形槽段改良土体的施工工艺。
2.1.11内支撑strut
设置在基坑内的由钢筋混凝土或钢构件组成的用以支撑挡土构件的结构部件。支撑构件采
用钢材、混凝土时,分别称为钢内支撑、混凝土内支撑。
2.1.12拉力型锚杆(索)tensileanchorage
将张拉力直接传递到杆体锚固段,锚固段注浆体处理受拉状态的锚杆(索)。
2.1.13压力型锚杆(索)compressionanchorage
将张拉力直接传递到杆体锚固段末端,且锚固段注浆体处于受压状态的锚杆(索)。
2.1.14地下水控制groundwatercontrol
为保证支护结构、基坑开挖、地下结构的正常施工,防止地下水变化对基坑周边环境产生
影响所采用的隔水、截水、降水、排水、回灌以及水质处理等措施。
2.1.15隔水帷幕waterproofcurtain
用以阻隔或减少地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑和防止基坑外地下水位下降的竖向
或水平向的隔水体。
2.1.16落底式帷幕penetratingverticalwaterproofcurtain
底端穿透并隔断降水目标含水层并进入下部隔水层一定深度的竖向隔水帷幕。
2
2.1.17悬挂式帷幕partialpenetratingverticalwaterproofcurtain
底端未穿透并部分隔断降水目标含水层的竖向隔水帷幕。
2.1.18封闭式帷幕closedwaterproofcurtain
由竖向帷幕和水平向帷幕封闭形成的隔水帷幕。
2.2符号
2.2.1作用和作用效应
Eak、Epk──主动土压力、被动土压力标准值;
G──支护结构、土的自重;
M──弯矩设计值;
Mk──荷载标准组合的弯矩值;
N──轴向拉力或轴向压力设计值;
Nk──荷载标准组合的轴向拉力值或轴向压力值;
pak、ppk──主动土压力强度、被动土压力强度标准值;
p0──基础底面附加压力的标准值;
ps──土对挡土构件的分布反力;
ps0──土对挡土构件嵌固段的分布土反力初始值;
P──预加轴向力值;
q──降水井的单井流量;
q0──地面均布荷载;
s──降水引起的建筑物基础或地面的固结沉降量;
s0──基坑地下水位降深;
sd──基坑地下水位的设计降深;
Sd──荷载基本组合的效应设计值;
Sk──荷载标准组合的效应设计值;
u──孔隙水压力;
V──剪力设计值;
Vk──荷载标准组合的剪力值;
v──挡土构件的水平位移。
2.2.2材料性能和抗力
C──正常使用极限状态下支护结构位移或建筑物基础、地面沉降的限值;
c──土的粘聚力;
Ec──锚杆的复合弹性模量;
Em──锚杆固结体的弹性模量;
Es──锚杆杆体或支撑的弹性模量或土的压缩模量;
fcs──水泥土开挖龄期时的轴心抗压强度设计值;
fpy──预应力钢筋的抗拉强度设计值;
fy──普通钢筋的抗拉强度设计值;
k──土的渗透系数;
Rk──锚杆或土钉的极限抗拔承载力标准值;
qsik──土与锚杆或土钉的极限粘结强度标准值;
q0──单井出水能力;
Rd──结构构件的抗力设计值;
R──影响半径;
γ──土的天然重度;
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γcs──水泥土墙的重度;
γw──地下水的重度;
──土的内摩擦角;
2.2.3几何参数
A──构件的截面面积;
Ap──预应力钢筋的截面面积;
As──非预应力钢筋的截面面积;
b──截面宽度;
d──桩、锚杆、土钉的直径或基础埋置深度;
h──基坑深度或构件截面高度;
zwa──基坑外地下水水位距地面的深度;
zwp──基坑内地下水水位距地面的深度;
H──潜水含水层厚度;
la──锚杆锚固段长度;
ld──挡土构件的嵌固深度;
lf──锚杆自由段长度;
l0──受压支撑构件的长度;
M──承压含水层厚度;
rw──降水井半径;
β──土钉墙坡面与水平面的夹角;
α──锚杆、土钉的倾角或支撑轴线与水平面的夹角。
2.2.4设计参数和计算系数
ks──土的水平反力系数;
kR──弹性支点轴向刚度系数;
K──稳定性安全系数;
Ka──主动土压力系数;
Kp──被动土压力系数;
m──土的水平反力系数的比例系数;
α──支撑松弛系数;
γF──作用基本组合的综合分项系数;
γo──支护结构重要性系数;
ζ──主动土压力的坡面倾斜折减系数;
λ──支撑不动点调整系数;
μ──墙体材料的抗剪断系数;
ψw──降水沉降计算经验系数。
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3基本规定
3.0.1地铁基坑支护应满足下列功能要求:
1确保地铁车站主体及附属地下结构的施工空间;
2保证周边建(构)筑物、地下管线、道路等的安全和正常使用。
3.0.2地铁基坑支护设计应规定其设计使用期限,临时性支护的设计使用期限不应大于两年;
当支护结构作为主体地下结构一部分时,应满足永久结构的使用期限要求。
3.0.3支护设计时,应综合考虑基坑开挖深度、场地地质条件、水文条件及周边环境复杂程度
等因素,按表3.0.3基坑安全等级进行划分。针对同一基坑的不同部位,可根据上述因素的差
异分别采用不同的等级。
表3.0.3基坑安全等级
基坑安全
安全等级划分条件位移控制要求
等级
基坑周围1.0H范围内有重要的建(构)
筑物、管线、市政道路或设施
基坑开挖深度H≥15m,且基坑周边1.0H(1)地面最大沉降量≤0.15%H;
一级~2.0H范围内有重要的建(构)筑物、管(2)支护结构最大水平位移
线、市政道路或设施≤0.15%H,且≤30mm
环境安全无特殊要求,但地质条件复杂,
且开挖深度H≥20m
(1)地面最大沉降量≤0.25%H;
二级除一级和三级条件外的其他情况(2)支护结构最大水平位移
≤0.25%H,且≤40mm
(1)地面最大沉降量≤0.5%H;
环境安全无特殊要求,且基坑开挖深度
三级(2)支护结构最大水平位移
H<5m
≤0.7%H
注:1.表中H为基坑开挖深度;
2.工程地质、水文地质条件分类:
(1)复杂——场地内存在较为深厚软土、填土等不利地质条件;或地下水对基坑
工程有重大影响;
(2)较复杂——土质较差;或地下水对基坑工程有一定影响;
(3)简单——土质好,且地下水对基坑工程影响轻微。
3.地面最大沉降量及支护结构水平位移控制值除了满足表中要求外,还应与基坑周
边环境安全控制标准相协调,取两者较小值作为控制值。
3.0.4基坑支护设计应具备下列资料:
1岩土工程勘察报告;
2场地用地红线图及周边地形图;
3基坑周边建(构)筑物、管线和其它地下设施的类型、基础及结构特征、使用现状及与
基坑的相对位置关系;
4地铁工程总平面图、结构设计资料等。
5基坑周边在建和待建项目的工程资料及建设计划;
5
6周边施工场地布置及荷载要求。
3.0.5地铁基坑工程设计应包括下列内容:
1基坑支护方案的选型;
2基坑支护结构变形及承载力计算;
3基坑稳定性验算;
4地下水控制设计及技术要求;
5施工顺序及施工工况要求;
6基坑开挖技术要求;
7周边环境影响分析及保护技术要求;
8基坑监测、检测要求。
3.0.6支护结构设计时应采用下列极限状态:
1承载能力极限状态需要计算及验算的内容:
1)支护结构构件的承载能力计算;
2)当作为主体地下结构一部分时,应进行主体地下结构设计所需的承载力计算;
3)稳定性计算和验算,主要包括基坑整体稳定性、支护结构抗倾覆稳定性及抗滑移稳定
性、墙底土体抗隆起稳定性、坑底土体抗隆起稳定性、抗渗流稳定性、抗承压水稳定性等。
2正常使用极限状态需要计算和验算的内容包括:
1)支护结构和土体的变形计算;
2)当作为主体地下结构一部分时,应进行主体地下结构所需的变形计算,并进行裂缝宽
度验算;
3)基坑周边建筑物、管线及其它保护设施的变形计算,包括土方开挖、地下水位下降、
地下水渗流或其它施工因素而造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等的变形。
3.0.7承载能力极限状态的设计表达式应满足下列规定:
1支护结构构件承载能力极限状态设计,应符合下式要求:
()
0SdRd3.0.7-1
式中支护结构重要性系数,对应于一级、二级、三级基坑分别不应小于、、
0——1.11.05
1.0。
作用基本组合的效应(轴力、弯矩及剪力等)设计值;
Sd——
结构构件的抗力设计值。
Rd——
对临时性支护结构,作用基本组合的效应设计值应按下式确定:
()
SdFSk3.0.7-2
式中作用基本组合的综合分项系数,不应小于;
F——1.25
作用标准组合的效应。
Sk——
2稳定性计算、验算及锚杆(索)或土钉抗拔承载力验算,应符合下式要求:
R
kK(3.0.7-3)
Sk
式中稳定分析时的抗力标准值、锚杆(索)或土钉的极限抗拔承载力标准值;
Rk——
稳定分析时作用标准组合的效应、锚杆(索)或土钉的拉力等作用标准值的效
Sk——
应;
K——安全系数,各类安全系数应按本规范各章的规定取值。
3.0.8正常使用极限状态设计时,支护结构、土体及基坑周边环境的变形应符合下式要求:
()
dC3.0.8
式中作用标准组合时的效应(位移、沉降等)计算值;
d——
C——位移、沉降等的限值。
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3.0.9支护结构重要性系数与作用基本组合的效应设计值的乘积(γ0Sd)可采用下列内力设计
值表示:
弯矩设计值M
()
M0FMk3.0.9-1
剪力设计值V
()
V0FVk3.0.9-2
轴向力设计值N
()
N0FNk3.0.9-3
式中:Mk──按作用标准组合计算的弯矩值(kN.m);
Vk──按作用标准组合计算的剪力值(kN);
Nk──按作用标准组合计算的轴向拉力或轴向压力值(kN)。
3.0.10基坑支护设计应按下列要求设定支护结构的水平位移控制值和基坑周边环境的沉降控
制值:
1当基坑开挖影响范围内有建筑物时,支护结构水平位移控制值、建筑物的沉降控制值应
按不影响其正常使用的要求确定,并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007
中对地基变形允许值的规定;
2当基坑开挖影响范围内有地下管线、地下构筑物、道路时,支护结构水平位移控制值、
地面沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定,并应符合现行相关规范对其允许变形的规
定;
3当支护结构构件作为主体地下结构一部分时,支护结构水平位移控制值不应大于主体结
构设计对其变形的限值;
4轨道交通、隧道、文保建筑等设施的变形控制值应满足相关部门和有关规范的规定;
5当无本条上述情况时,支护结构水平位移控制值应根据地区经验按工程的具体条件确
定。
3.0.11基坑支护应按实际的基坑周边建筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件进行设计。
设计应明确基坑周边荷载限值,基坑周边地面设计超载应根据场地条件、周边道路使用状况等
因素确定,并不应小于20kPa;当作用施工道路时,设计荷载不应小于30kPa。
3.0.12围护结构与主体结构之间应考虑桩墙定位偏差、垂直度偏差、桩墙变形、防水层施作厚
度等因素,应留有一定的空隙。
3.0.13基坑施工前,建设单位或监理单位与施工单位应会同设计单位进行设计图纸会审和技术
交底;施工组织设计应组织有关单位会审后方可进行施工。
3.0.14基坑工程的设计、施工应结合工程施工过程中的监测信息进行动态调整,并及时对设计、
施工方案作必要的分析与校验,指导后续的设计与施工,对可能发生的危害进行预防。
4勘察与环境调查
4.1勘探与取样
4.1.1基坑工程勘察应重点查明下列内容:
1搜集附有坐标和地形的拟建工程的平面图、纵断面图、基础形式及埋深、地下工程埋置
深度、施工方法、拟采用的支护形式、变形控制要求等。
2查明对工程有影响的地表水的分布、水位、水深、防渗措施及地表水与地下水的水力联
系等,分析地表水对基坑工程可能造成的危害;
3查明基坑支护和开挖影响范围内,岩土的类型、成因、分布范围、工程特性、岩土层的
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厚度;分析岩土层的稳定性、均匀性和承载力;
4查明地下水埋藏条件、地下水类型及补给、径流、排泄条件,提供地下水位及变化幅度,
当存在对基坑工程有影响的多层含水层时,应分层提供地下水位及变化幅度,提供岩土层渗透
系数等水文地质资料;查明地下水对基坑工程的影响,分析坑底和侧壁的渗透稳定性,提出地
下水控制措施的建议;
5对基坑边坡的稳定性和坑底抗隆起稳定性进行评价;对基坑挡土结构和边坡变形进行分
析并提出合理的支护结构类型建议,提供基坑支护设计所需的岩土及水文地质参数。
6对基坑开挖和降水在施工中可能遇到的问题提出防治措施和建议;对周边环境的影响提
出保护措施和监测建议。
4.1.2勘探点范围应根据基坑开挖深度及场地的岩土工程条件确定;基坑外宜布置勘探点,其
范围不宜小于基坑开挖深度的(1~2)倍,对于软土勘察范围尚应适当扩大;当需要采用锚杆
时,基坑外勘探点的范围不宜小于基坑深度的2倍,且不小于锚固段锚固范围;在深厚软土区,
勘察深度和范围应适当扩大。在开挖边界外,当受场地条件限制时,勘探点可沿基坑支护结构
体或基坑开挖边界布置,开挖边界外勘察手段可以调查研究、收集已有资料为主,复杂场地和
斜坡场地应布置适量的勘探点。
4.1.3控制性勘探孔的数量不应少于勘探点总数的1/3,且一级基坑每一侧边不少于2个控制
性勘探点。采取岩土试样的勘探点不应少于勘探点总数的1/3,采取岩土试样及原位测试勘探
孔的数量不应少于勘探点总数的1/2。
4.1.4勘探点间距根据场地地质条件的复杂程度、地下工程类别以及基坑的埋深、断面尺寸等
特点可按表4.1.4的规定综合确定,当相邻勘探点揭露的地层情况变化较大并影响到基坑支护
设计或施工方案选择时,应适当加密勘探点。
表4.1.4勘探点最大间距(m)
场地地质条件复杂程度复杂地质条件中等复杂地质条件简单地质条件
一级基坑勘探点最大间距102030
二级基坑勘探点最大间距153040
三级基坑勘探点最大间距204050
4.1.5基坑工程勘察勘探深度应符合下列要求:
1勘探深度应满足支护结构稳定性验算要求,控制性勘探孔深度不应小于基坑开挖深度的
3倍;一般性勘探孔不应小于基坑开挖深度的2倍;在该深度范围内,若遇坚硬黏性土、碎石
土和岩石,可适当减小勘探深度,如遇强风化岩、全风化岩控制孔进入开挖深度以下不应小于
15m,一般孔不应小于10m,如遇中等风化岩、微风化岩控制孔进入开挖深度以下5~8m,一
般孔进入开挖深度以下不应小于3~5m;若遇软土层,应适当加大勘探深度并穿越该层;若遇
砂砾卵石层,当地下水对基坑开挖有影响时,则应适当加大勘探深度并宜穿越该层;
2当降水或截水设计需要时,控制性勘探孔应穿透主要含水层进入隔水层一定深度;
4.1.6采取岩土试样和进行原位测试应满足岩土工程评价的要求。应按现行国家标准《岩土
工程勘察规范》GB50021和《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB50307的规定进行原位测
试和室内试验,并提出各层土的物理性质指标和力学指标。
1每一主要土层均应进行取样和原位测试,取样和原位测试的数量不应少于10组(件),
且每一地质单元的每一主要土层不应少于6组(件);
2对软弱土层或软弱夹层,应进行连续取样;
3对安全等级为一级的基坑工程,含水层的渗透系数应通过现场抽水试验、注水试验确定。
4.1.7基坑工程勘察岩土工程特性指标确定应符合下列要求:
1基坑工程应分层提供支护设计所需岩土工程特性指标,所提供的岩土工程特性指标其试
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验方法应与工程设计要求基本一致;
2一级基坑软土应采用三轴剪切或直接剪切试验提供固结不排水剪切或固结快剪试验指
标,对欠固结土应采用三轴剪切试验提供不固结不排水剪指标,同时宜增加十字板剪切试验对
上述指标进行复核。
3应根据室内和现场试验,提供各土层的渗透系数及其它有关的水文地质参数;
4对于安全等级为二、三级基坑,当无实测资料时,可根据场地岩土条件按表4.1.7结合
当地经验综合确定。
表4.1.7土层强度指标(标准值)
土层名称土的状态重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(º)
杂填土稍密16.0-18.05-1113-15
(老填土)中密17.5-19.57-1316-20
淤泥15.5-16.55-116-11
流塑
页片状淤泥15.0-17.08-128-12
淤泥质土流塑-软塑16.5-17.59-139-13
软塑17.0-17.511-1713-16
可塑17.5-18.519-2815-25
黏性土
硬塑18.0-19.522-3220-28
坚硬19.0-20.025-3525-36
稍密18.0-19.58-1515-20
粉土中密18.5-20.09-1822-28
密实18.5-20.59-2524-32
松散17.0-18.01-218-23
稍密17.5-18.51-322-28
砂土
中密18.0-19.02-424-32
密实18.5-19.53-525-35
稍密19.5-21.03-525-35
砂卵(碎)石中密20.5-21.53-835-40
密实21.0-22.05-1030-45
注:表中内摩擦角和粘聚力指标系固结时间为60min的不排水剪切强度。
4.2水文地质勘察
4.2.1当场地水文地质条件复杂,在基坑开挖过程中需要对地下水进行控制(降水、隔渗或减
渗),且已有资料不能满足要求时,应进行专门的水文地质勘察。
4.2.2搜集区域气象资料,评价其对地下水的影响,并查明以下情况:
1查明地下水的类型和赋存状态、含水层的分布规律,划分水文地质单元;
2查明地下水的补给、径流和排泄条件,地表水与地下水的水力联系;
3查明勘察时的地下水位,调查历史最高地下水位、近3~5年最高地下水位、地下水水
位年变化幅度、变化趋势和主要影响因素;
4调查是否存在污染地下水和地表水的污染源及可能的污染程度。
4.2.3提供地下水控制所需的水文地质参数,具体包括:
1提供开挖范围及邻近场地含水层和隔水层的层位、埋深、分布情况,各含水层(包括上
层滞水、潜水、承压水)的补给条件和水力联系、;
2含水层应描述其泥质含量;
3提供设计、施工所需的渗透影响半径和渗透系数以及其它水文地质参数;
4当基坑开挖深度及影响深度范围内存在含水层时,应进行抽水试验;
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5应分析施工过程中水位变化对基坑支护结构和基坑周边环境的影响,并提出应采取的措
施。
4.2.4评价地下水对工程结构、工程施工的作用和影响,提出防治措施的建议,必要时评价地
下工程修建对地下水环境的影响。
4.2.5岩土层渗透性可按表4.2.5进行分类:
表4.2.5含水层渗透性分类表
类别强透水中等透水弱透水微透水不透水
渗透系数k(m/d)k>1010≥k>11≥k>0.010.01≥k>0.001k≤0.001
4.2.6含水层的渗透系数应通过现场抽水试验确定,抽水试验宜三次降深,潜水含水层最大降
深宜接近含水层厚度或过滤器长度的1/2处,承压含水层最大降深不宜低于含水层顶板。对于
场地开阔、降水对周边影响不大的基坑工程,含水层渗透系数可按表4.2.6取值:
表4.2.6含水层渗透系数经验值
岩性渗透系数k(m/d)岩性渗透系数k(m/d)
砂卵石50~80粉砂2~10
砂砾石30~70粉土0.1~0.2
砾砂25~40砾质黏土0.01~0.1
粗砂20~35砂质黏土0.02~0.15
中砂17~30粉质黏土0.005~0.02
细砂6~15黏土0.001
4.3风化岩与残积土
4.3.1强风化岩、全风化岩与残积土的勘察应着重查明下列内容:
1母岩的地质年代和名称;
2强风化岩、全风化岩与残积土的分布、埋深与厚度变化;
3原岩矿物的风化程度、组织结构的变化程度;
4强风化岩、全风化岩与残积土的不均匀程度,破碎带和软弱夹层的分布、特征;
5强风化岩、全风化岩与残积土中岩脉的分布;
6强风化岩、全风化岩与残积土的透水性和富水性;
7强风化岩、全风化岩与残积土的物理力学性质及参数;
8当地强风化岩、全风化岩与残积土的工程经验;
4.3.2强风化岩、全风化岩与残积土的勘探与测试应符合下列要求:
1采用钻探与标准贯入试验、重型动力触探试验、波速测试等原位测试相结合的手段进
行勘察工作,山地勘察应有一定数量的探井;
2对全风化岩、残积土和呈土状的强风化岩进行土工试验,对块状强风化岩进行岩石试
验,对残积土必要时进行湿陷性和湿化试验。
4.3.3强风化岩、全风化岩与残积土的技术指标和参数宜采用原位测试与室内试验相结合的方
法确定。
4.3.4对花岗岩类的强风化岩、全风化岩与残积土的勘察,应符合下列要求:
1花岗岩类的强风化岩、全风化岩与残积土可按表4.3.4的规定划分;
2可根据含砾或含砂量将花岗岩类残积土划分为砾质黏性土、砂质黏性土和黏性土;
表4.3.4花岗岩类的强风化岩、全风化岩与残积土划分
10
标准贯入试验击数饱和单轴抗压强度标准值
岩石风化程度剪切速度νs(m/s)
(未修正)frk(MPa)
残积土<30<250
全风化30≤N<50250~350
强风化≥50350~500≤30
中等风化500~150030~60
微风化1500~2000≥60
3除满足第4.3.1条的规定外,尚应着重查明花岗岩、凝灰岩分布区强风化岩、全风化岩
与残积土中球状风化体(孤石)的分布;
4对花岗岩类残积土和全风化岩进行细粒土的天然含水量、塑性指数、液性指数等试验。
4.3.5强风化岩、全风化岩与残积土的岩土工程分析与评价应包括下列内容:
1评价强风化岩、全风化岩与残积土的地基及边坡稳定性,并提出工程措施的建议;
2评价强风化岩、全风化岩与残积土中的桩基承载力和稳定性;
3分析岩土的不均匀程度,尤其是破碎带和软弱夹层的分布,指出基坑开挖、桩基施工
中存在的岩土工程问题,提出工程措施的建议;
4评价强风化岩、全风化岩与残积土的透水性和地下水的富水性,分析在不同工法下,
地下水对岩土体稳定性的影响,提出地下水控制措施的建议;
5分析岩脉、孤石和球状风化体对工程的影响,提出工程措施的建议。
4.4软土
4.4.1软土的勘察应包括下列内容:
1软土的成因类型、形成年代、岩性、分布规律、厚度变化、地层结构及均匀性;
2软土硬壳层的分布、厚度、性质;硬夹层的空间分布、形态、厚度及性质;下伏硬底
层的岩土组成、性质、埋深和起伏;
3当软土厚度较大时,且上下软土层的参数存在差别时宜细分亚层,亚层的厚度依据实
际情况确定,细分后的亚层宜单独提供基坑支护所需计算参数;当软土厚度不小于10m时,
宜细分为上、下两个亚层;当软土厚度不小于15m时,宜细分为上、中、下三个亚层;亚层
厚度宜按5m~10m一层进行划分;
4软土的沉积环境、固结程度、强度、压缩特性、灵敏度、有机质含量等;
5调查基坑开挖施工、隧道掘进、基桩施工、填筑工程、工程降水等造成的土性变化、
土体位移、地面变形及由此引起的工程设施受损或破坏及处理的情况。
4.4.2软土的勘探应采用钻探取样和原位测试相结合的综合勘探方法。原位测试可采用静力触
探试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、螺旋板载荷试验等方法。
4.4.3软土的室内试验应符合下列要求:
1除常规项目外,一般还应包括:渗透系数、固结系数、抗剪强度、静止侧压力系数、
灵敏度、有机质含量等;
2在每一地貌单元应有代表性高压固结试验,成果按e-lgp曲线的形式整理,确定先期固
结压力并计算压缩指数和回弹指数。
4.4.4软土的岩土工程分析与评价应包括下列内容:
l应按土的先期固结压力与上覆有效土自重压力之比,判定土的历史固结程度;
2邻近有河湖、池塘、洼地、河岸、边坡时,或软土地基受力范围内有起伏、倾斜的基
岩、硬土层或存在较厚的透镜体时,应分析软土侧向塑性挤出或产生滑移的危险程度,分析软
土发生变形、不均匀变形的可能性,并提出工程处理措施建议;
3应根据软土的成层、分布及物理力学性质对影响或危及城市轨道交通工程安全的不均
匀沉降、滑动、变形作出评价,提出加固处理措施的建议;
11
4对软土地层基坑的开挖、支护结构类型、地下水控制提出建议,提供抗剪强度参数、
土压力系数、渗透系数等岩土参数;
5对软土场地因施工、取土、运输等原因产生的环境地质问题应做出评价,并提出相应
措施。
4.5环境调查
4.5.1对基坑周边进行环境调查时,调查的范围和内容应符合下列规定:
1应调查基坑周边不小于3倍开挖深度范围内建(构)筑物及设施的状况,当附近有轨
道交通设施、隧道、防汛墙等重要建(构)筑物及设施或降水深度较大时应扩大调查范围;提
出环境保护措施的建议;
2环境调查应包括下列内容:
1)既有建筑物的结构类型、层数、位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、用途及
对开挖变形的承受能力等;
2)各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深等;对既有供水、污水、
雨水等地下输水管线,尚应包括其实用状况及渗漏情况;
3)道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等;
4)基坑开挖与支护结构使用期内施工材料、施工设备等临时荷载的要求;
5)雨期时的场地周围地表水汇流和排泄条件。
4.5.2工程周边环境专项调查要求:
1工程周边环境专项调查的内容主要包括环境类型、权属单位、使用单位、管理单位、使
用性质、建设年代、设计使用年限、地质资料、设计文件、变形要求、与工程的空间关系、相
关影像资料等;
2建(构)筑物应重点调查建(构)筑物的平面图、上部结构形式、地基基础形式与埋深、
持力层性质,基坑支护、桩基或地基处理设计、施工参数,建(构)筑物的沉降观测资料等;
3地下构筑物及人防工程应重点调查工程的平面图、结构形式、顶板和底板标高、工程施
工方法以及使用、充水情况等;
4基坑周边在建和待建项目的工程资料及建设计划;
5地下管线应重点调查管线的类型、平面位置、埋深(或高程)、铺设方式、材质、管节
长度、接口形式、介质类型、工作压力、阀门位置等;
6既有城市轨道交通线路与铁路应重点调查地下结构的平面图、剖面图,地基基础形式与
埋深,隧道断面形式与尺寸、支护形式与参数,施工方法等;
7地表水体应重点调查水位、水深、水体底部淤积物及厚度、防渗措施,河流的流量、流
速、水质及河床宽度,河床冲刷深度等;
8地下管线探测成果资料整理应符合现行行业标准《城市地下管线探测技术规程》CJJ61
有关报告书编制的要求;
9当场地存在有害气体或地温异常时,应进行有害气体来源的追溯及成分、含量测定或地
温测定。
4.6成果分析基本要求
4.6.1基坑工程勘察应针对以下内容进行分析,提供有关计算参数和建议:
1边坡的局部稳定性、整体稳定性和坑底抗隆起稳定性;
2坑底和侧壁的渗透稳定性;
3基坑破坏模式,挡土结构和边坡变形分析;
4降水效果和降水对周边环境的影响;
5开挖和降水对邻近建筑物和地下设施的影响。
4.6.2基坑工程稳定性评价应符合下列要求:
1应根据基坑开挖深度、岩土层条件、地下水特征、周边环境条件及施工条件,分析评价
12
基坑开挖对场地稳定性和周边环境的影响;
2根据场地的岩土工程条件,提供基坑支护设计和施工所需的岩土参数;
3分析评价基坑开挖是否可能产生流砂、流土(泥)、管涌、突涌等渗透破坏;对可能产生
流砂、流土(泥)、管涌、突涌等渗透性破坏,应进行抗渗透稳定性验算,基坑底抗突涌稳定性
验算;
4应提出对地下水的控制方法并提供所需的计算参数;对地下水控制进行计算和验算。
5应根据场地岩土条件、基坑开挖深度及周边环境条件,提出基坑支护方案及地下水控制
方法的建议,分析不同基坑支护形式的优缺点、可能产生的变形、破坏特征和应注意的问题,
分析基坑降水对周边临近建筑、地下管线、道路等周边环境的影响,提出相应治理措施的建议。
4.6.3应提出支护结构施工方面的建议,提出基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。
4.6.4应提出基坑工程监测内容及信息化施工要求。
4.6.5当地下水埋藏较浅,基坑工程存在上浮问题时,应对其进行抗浮评价。
13
5支护结构计算
5.1一般规定
5.1.1基坑支护设计中的荷载与作用应包括下列内容:
1岩土体的主动、被动土压力和静止土压力;
2静水压力、渗流压力;
3基坑开挖影响范围内建(构)筑物的荷载;
4基坑周边施工材料和设备荷载、周边道路车辆荷载;
5支护结构自重及其可能产生的施工荷载;
6需要时,宜结合工程经验,考虑温度变化、混凝土收缩与徐变、土体开挖后的应力释
放、浸水或失水后的性状变化(特别是膨胀性的岩土)以及施工爆破、打桩振动、挤土等作用
对支护结构产生的影响;
7基坑施工方法和施工顺序对支护结构产生的影响;
8冻胀、温度变化等产生的作用。
9支护结构作为永久性结构使用时,尚应考虑相关规定的荷载与作用及抗震要求。
5.1.2土压力及水压力计算、土的各类稳定性验算时,土、水压力的分、合算方法及相应的土
的抗剪强度指标类别应符合下列规定:
1对于正常固结和超固结的黏性土、黏质粉土,应采用土、水合算,土的抗剪强度指标
应采用直剪固结快剪强度指标ccq、φcq或三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu;在进行土压
力计算、土的滑动稳定性验算时可水土合算方法。根据福建省地方经验,采用水土合算时,土
的抗剪强度指标可取固结快剪修正指标(即固结时间60min的强度指标乘以0.8的系数)。
2对砂质粉土、砂土、碎石土,应采用土、水分算,土的抗剪强度指标应采用有效应力
强度指标c´、φ´,在进行土压力计算、土的滑动稳定性验算时可水土分算方法。对于砂质粉土,
缺少有效应力强度指标时,也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强
度指标ccq、φcq代替;对于砂土和碎石土,有效应力强度指标φ´可根据标准贯入试验实测击数
和水下休止角等物理力学指标取值。
3对砂质粉土、砂土、碎石土,采用水土分算时,水压力可按静水压力计算;当地下水
渗流时,宜按渗流理论计算水压力和土的竖向有效应力;当存在多个含水层时,应分别计算各
含水层的水压力。
5.1.3支护结构设计时,对计算参数取值和计算分析结果,应根据工程经验分析判断其合理性。
5.1.4当预估支护结构位移达到相应土体的极限状态位移时,可采用主动、被动土压力;当支
护结构未达到极限状态位移,有可靠经验时,可按支护结构与土的相互作用确定土压力值;当
支护结构的水平变形有严格限制时,宜采用静止土压力。有可靠经验时,可采用支护结构与土
相互作用的方法计算土压力。
5.2水平荷载
5.2.1当坑外地面为水平面,基坑围护墙背为竖直面时,静止土压力强度标准值可按(5.2.1)
式计算。
()
p0kK0(ihiqk)5.2.1
式中计算点处的静止土压力强度标准值();
p0k——kPa
i——计算点以上第i层土的重度,地下水位以上取天然重度,地下水位以下取有效重
度(kN/m3);
hi——计算点以上第i层土的厚度(m);
基坑坑边地面超载();
qk——kPa
K0——计算点处的静止土压力系数。
14
5.2.2静止土压力系数可由试验测定或按式(5.2.2)的经验方法估算。
砂土、粉土:'()
K01sink5.2.2-1
正常固结的黏性土、淤泥质土、淤泥:'()
K00.95sink5.2.2-2
式中'土的有效内摩擦角标准值()。
k——
5.2.3作用在支护结构上的土压力应按下列规定确定:
1作用在支护结构外侧、内侧的主动土压力强度标准值、被动土压力强度标准值宜按下
列公式计算(图5.2.3):
1)对于地下水位以上或水土合算的土层
()
pakakKa,i2ciKa,i5.2.3-1
Ktan2(45i)(5.2.3-2)
a,i2
()
ppkpkKp,i2ciKp,i5.2.3-3
Ktan2(45i)(5.2.3-4)
p,i2
式中:pak──支护结构外侧,第i层土中计算点的主动土压力强度标准值(kPa);当pak<0
时,应取pak=0;
σak、σpk──分别为支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa),按本规程
第3.4.5条的规定计算;
Ka,i、Kp,i──分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数;
ci、i──第i层土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°);按本规程第3.1.14条的规定取值;
ppk──支护结构内侧,第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa)。
2)对于水土分算的土层
()
pakakuaKa,i2ciKa,iua5.2.3-5
()
ppkpkupKp,i2ciKp,iup5.2.3-6
式中:ua、up──分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa),按本规范第5.2.4条的
规定取值。
0
ak
pk
15
图5.2.3土压力计算
2在支护结构土压力的影响范围内,存在相邻建筑物地下墙体等稳定的刚性界面时,可
采用库仑土压力理论计算界面内有限滑动楔体产生的主动土压力,此时,同一土层的土压力可
采用沿深度线性分布形式。
5.2.4土中竖向应力标准值(σak、σpk)应按下式计算:
(5.2.4-1)
akack,j
()
pkpc5.2.4-2
式中:σac──支护结构外侧计算点,由土的自重产生的竖向总应力(kPa);
σpc──支护结构内侧计算点,由土的自重产生的竖向总应力(kPa);
Δσk,j──支护结构外侧第j个附加荷载作用下计算点的土中附加竖向应力标准值(kPa),
应根据附加荷载类型,按本规程第5.2.7~5.2.9条计算。
5.2.5对静止地下水,水压力(ua、up)可按下列公式计算:
()
uawhwa5.2.5-1
()
upwhwp5.2.5-2
33
式中:γw──地下水的重度(kN/m),取γw=10kN/m;
hwa──基坑外侧地下水位至主动土压力强度计算点的垂直距离(m);对承压水,地下
水位取测压管水位;当有多个含水层时,应以计算点所在含水层的地下水位
为准;
hwp──基坑内侧地下水位至被动土压力
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