建筑基坑支护技术规程20xx条文说明报批稿

建筑基坑支护技术规程20xx条文说明报批稿内容摘要：

工的工况相一致。 大多数情况下，基坑开挖到设计最大深度时内力与变形最大，但少数情况下，支护结构 某构件 的受力状况不一定随开挖进程是递增的，也会出现开挖过程某个中间工况的内力最大。 设计文件中应指明 支护结构各构件施工顺序及相应的基坑开挖深度 ，以防止在基坑开挖过程中，未按设计工况完成某项施工内容就开挖到下一步基坑深度，从而造成基坑超挖。 由于 基坑超挖使支护结构实际受力状态大大超过设计 要求而使基坑垮塌，实际工程事故的教训是十分惨痛的。 本条对各章土压力、土的各种稳定性验算公式中涉及到的 土的抗剪强度指标 的试验方法进行了 归纳 并 作出统一规定。 因为土的抗剪强度指标随排水、固结条件及试验方法的不同有多种类型 的参数 ，不同试验方法做出的抗剪强度指标的结果差异很大，计算和验算时不能任意取用， 应采用与基坑开挖过程土中孔隙水的排水和应力路径基本一致的试验方法得到 91 的指标。 由于各章有关公式很多，在各个公式中一一指明其试验方法和指标类型难免重复累赘，因此，在这里作出统一说明，应用具体章节的公式计算时，应与此对照，防止误用。 根据土的有效应力原理， 理论上 对各种土均采用水土分算方法计算土压力更合理，但实际 工程 应用时， 粘性土的孔隙水压力计算问题难以解决，因此对粘性土采用总应力法更为实用，可以通过将土与水作为一体的总应力强度指标反映孔隙水压力的作用。 砂土采用水土分算计算土压力是可以做到的，因此本规程对砂土采用水土分算方法。 原规程对粉土是 按 水土合算方法，本规程 修订改为 粘质粉土用水土合算，砂质粉土用 水土分算。 根据土力学中有效应力原理，土的抗剪强度与有效应力存在 相关 关系，也就是 说只有 有效抗剪强度指标才能真实的 反映 土的抗剪强度。 但 在 实际工程中 ， 粘性土无法通过计算 得到孔隙水压力随基坑开挖过程的变化情况，从而也就难以 采用有效应力法 计 算支护结构的土压力 、 水压力 和进行基坑稳定性分析。 从实际情况出发，本条规定在计算土压力与 进行 土的稳定分析时，粘性土应采用总应力法。 采用总应力法时，土的强度指标按排水条件 是采用 不排水强度指标 还是 固结不排水强度指标应根据基坑开挖过程的 应力路径和 实际 排水 情况 确定。 由于基坑开挖过程是卸载过程， 基坑外侧的 土中总应力是 小主应力减小，大主应力不增加 ，基坑内侧的土中竖向总应力减小，同时， 粘性土在 剪切过程可看作 是 不排水 的。 因此认为，土压力计算与稳定性分析 时 ，均采用固结快剪较符合实际情况。 对于地下水位以下的砂土，可认为剪切过程 水能排出而不出现超静水压力。 对静止地下水， 孔隙水压力可按水头高度计算。 所以，采用有效应力方法并 取 相应的有效强度指标 较为符合实际情况 ，但砂土 难以用三轴剪切试验与直接剪切试验得到原状土的 抗剪强度指标，要通过其它方法 测 得。 土的抗剪强度指标试验方法 有 三轴剪切试验与直接剪切试验。 理论上讲，用三轴试验更科学 合理 ，但目前大量工程勘察仅提供了直剪剪切试验的抗剪强度指标，致使采用直剪试验强度指标设计计算的基坑工程为数不少， 在支护结构设计上 积累了丰富的的工程经验。 从目前的岩土工程试验技术的实际发展状况看，直剪试验尚会与三轴试 验并存，不会被三轴剪切试验完全取代。 同时，相关的勘察规范也未对采用哪种抗剪强度试验方法 作出 明确规定。 因此，为适应目前的现实状况，本规程采用了上述两种试验方法均可选用的 处理办法。 但从发展的角度， 应 提倡用三轴剪切试验强度指标， 但 应与已有成熟应用经验的直剪试验指标进行对比。 目前，在 缺少三轴 试验强度 指标 的情况下 ，用直剪试验 强度 指标 计算土压力和验算土的稳定性是符合我国 现实 情况的。 为避免个别工程勘察 项目抗剪强度 试验 数据 粗糙 对直接取用抗剪强度试验参数 所带来的 设计 不安全或不合理 ， 选取土的抗剪强度指标时，尚需将剪切试验的抗 剪强度指标与土的其它室内与原位试验的物理力学参数进行对比分析 ，判断其试验指标的可靠性，防止误用。 当抗剪强度指标与其他物理力学参数的相关性较差，或岩土勘察资料中缺少符合实际基坑开挖条件的试验方法的抗剪强度指标时， 在有经验时 应结合 类似工程经验和相邻、相近场地的岩土勘察试验数据 并 通过可靠的综合分析判断后合理取值。 缺少经验时，则应取偏于安全的抗剪强度试验方法得出的抗剪强度指标。 勘察要求与环境调查 本条提出的是除常规建筑物勘察之外，而针对基坑工程的特殊勘察要求。 建筑基坑支护的岩土工程勘察 通常在建筑物岩土工程勘察过程中一并进行，但基坑支护设计和施工 对岩土勘察的要求有别与主体建筑 的要求， 勘察的重点部位是基坑外对支护结构和周边环境有影响的范围， 而主体建筑的勘察孔通常只需布置在基坑范围以内。 目前，大多数基坑工程使用的勘察报告，其勘察钻孔均在基坑内，只能根据这些钻孔得到的地质剖面代表基坑外的地层分布情况。 当场地土层分布较均匀时，采用基坑内的勘察孔是可以的，但土层分布起伏大或某些软弱土层仅局部存在时，会使基坑支护设计 的岩土依据与实际情况的偏离而造成基坑工程风险。 因此，有条件的场地应按本条要求增设勘察孔 ，当建筑物岩土工程勘察不能满足本条要求时应进行补充勘察。 当基坑面以下有承压含水层时， 由于在基坑开挖后坑内土自重压力的减少，如承压水头高于基坑底面 应考虑是否会产生含水层水压力作用下顶破上覆土层的突涌破坏。 因此， 基坑面以下存在承压含水层时，勘探孔深度应能满足测出承压含水层水头的需要。 92 基坑周边环境条件是支护结构设计的重要依据之一。 城市内的新建建筑物 周围 通常存在既有建筑物、各种市政地下管线、道路等， 而 基坑支护的作用主要是保护其周边环境不受损害。 同时 ， 基坑周边即有建筑物荷载会增加 作用 支护结构 上的荷载， 支护结构的施工也需要考虑 周边建筑物地下室、地下管线、地下构筑物等 的 影响。 实际工程中因对基坑周边环境因素缺乏准确了解或忽视而造成的工程事故经常发生， 为了使基坑支护设计具有针对性，应查明基坑周边环境条件，并按这些环境条件进行设计，施工时应防止对其造成损坏。 支护结构选型 、 在本规程中，支挡式结构是由挡土构件和锚杆或支撑组成的一类支护结构体系的统称，其结构类型包括：排桩－锚杆结构、排桩－支撑结构、地下连续墙－锚杆结构、地下连续墙－支撑结构、悬臂式排桩或地下连续墙、双 排桩结构等，这类支护结构都可用弹性支点法的计算简图进行结构分析。 支挡式结构受力明确，计算方法和工程实践相对成熟，是目前应用最多也较为可靠的支护结构形式。 支挡式结构的具体形式应 根据本规程第 条、第 和适用条件 选择。 锚拉式支挡结构（ 排桩－锚杆结构、地下连续墙－锚杆结构 ）和支撑式支挡结构（ 排桩－支撑结构、地下连续墙－支撑结构 ）易于控制其水平变形，挡土构件内力分布均匀，当基坑较深或基坑周边环境对支护结构位移的要求严格时，常采用这种结构形式。 悬臂式支挡结构顶部位移较大，内力分布不理想，但 可省去锚杆和支撑，当基坑较浅且基坑周边环境对支护结构位移的限制不严格时，可采用悬臂式支挡结构。 双排桩支挡结构是一种刚架结构形式，其内力分布特性明显优于悬臂式结构，水平变形也比悬臂式结构小的多，适用的基坑深度比悬臂式结构略大，但占用的场地较大，当不适合采用其他支护结构形式且在场地条件及基坑深度均满足要求的情况下，可采用双排桩支挡结构。 仅从技术角度讲， 支撑式支挡结构比锚拉式支挡结构适用范围要宽得多，但内支撑的设置给后期主体结构施工造成很大障碍，所以，当能用其他支护结构形式时，人们一般不愿意首选内支撑结构。 锚拉 式支挡结构可以给后期主体结构施工提供很大的便利，但有些条件下是不适合使用锚杆的，本条 列举 了不 适合 采用锚拉式结构的几种情况。 另外，锚杆长期留在地下，给相邻地域的使用和地下空间开发造成障碍，不符合保护环境和可持续发展的要求。 一些国家在法律上禁止锚杆侵入红线之外的地下区域，但我国绝大部分地方目前还没有这方面的限制。 土钉墙是一种经济、简便、快速、不需大型施工设备的基坑支护形式。 曾经一段时期，在我国部分省市，不管环境条件 如何 、 基坑 多深，几乎不受限止的应用土钉墙，甚至有人说用土钉墙支护的基坑深度达到 18m～ 20m。 即 使基坑周边 既有 浅基础建筑物很近时，也冒然采用土钉墙。 一段时间内，土钉墙支护的基坑工程险情不断、事故频繁。 土钉墙支护的基坑之所以在基坑坍塌事故中所占比例大，除去施工质量因素外，主要原因之一是在土钉墙的设计理论还不完善的现状下，将常规的经验设计参数用于基坑深度或土质条件超限的基坑工程中。 目前的土钉墙设计方法，主要按土钉墙整体滑动稳定性控制，同时对单根土钉抗拔力控制，土钉墙面层及连接按构造设计。 土钉墙设计与支挡式结构相比，一些问题尚未解决或没有成熟、统一的认识。 如： 土钉墙作为一种结构形式，没有完整的结构分析的 实用方法，工作状况下土钉拉力、面层受力没有得到解决。 面层设计只能通过构造要求解决，本规程规定了面层构造要求，但限定在深度 12m以内的非软土、无地下水条件下的基坑。 土钉墙位移计算问题没有得到根本解决。 由于国内土钉墙的通常作法是土钉不施加预应力，也只有在基坑有一定变形后土钉才会达到工作状态下的受力水平，因此，理论上土钉墙位移和沉降较大。 当基坑周边变形影响范围内有建筑物等时，是不适合采用土钉墙支护的。 土钉墙与水泥土桩、微型桩及预应力锚杆组合形成的复合土钉墙，主要有下列几种形式：土钉墙＋预应力锚杆； 土 钉墙＋水泥土桩； 土钉墙＋水泥土桩＋预应力锚杆； 土钉墙＋微型桩＋预应力锚杆； 土钉墙＋水泥土桩＋微型桩＋预应力锚杆。 不同的组合形式作用不同，应根据实际工程需要选择。 水泥土墙是一种非主流的支护结构形式，适用的土质条件较窄，实际工程应用也不广泛。 水泥土墙一般用在深度不大的软土基坑。 这种条件下，锚杆没有合适的锚固土层，不能提供足够的锚固力，内支撑又会增加主体地下结构施工的难度。 这时，当经济、工期、技术可行 93 性等的综合比较较优时，一般才会选择水泥土墙这种支护方式。 水泥土墙一般采用搅拌桩，墙体材料是水泥土，其 抗拉、抗剪强度较低。 按梁式结构设计时性能很差，与混凝土材料无法相比。 因此，只有按重力式结构设计时，才会具有一定优势。 本规程对水泥土墙的规定，均指重力式结构。 水泥土墙用于淤泥质土、淤泥基坑时，基坑深度不宜大于 7m。 由于按重力式设计，需要较大的墙宽。 当基坑深度大于 7m时，随基坑深度增加，墙的宽度、深度都太大，经济上、施工成本和工期都不合适，墙的深度不足会使墙位移、沉降，宽度不足，会使墙开裂甚至倾覆。 搅拌桩水泥土墙虽然也可用于粘性土、粉土、砂土等土类的基坑，但一般不如选择其他支护形式更优。 特殊情况下，搅拌桩水 泥土墙对这些土类还是可以用的。 由于目前国内搅拌桩成桩设备的动力有限，土的密实度、强度较低时才能 钻进和搅拌。 不同成桩设备的最大钻进搅拌深度不同，新生产、引进的搅拌设备的能力也在不断提高。 水平荷载 支护结构作为分析对象时，作用在支护结构上的力 或间接作用 为荷载。 除土体直接作用在支护结构上形成土压力之外， 周边建筑物、施工材料 、设备、 车辆 等荷载 虽 未直接作用 在支护结构上， 但其作用通过土体传递到支护结构上， 也对 支护结构上 土压力的大小 产生影响。 土的 冻胀、 温度变化也会使土压力发生改变。 本条列出影 响土压力的各种因素，其目的是为了在土压力计算时，要把各种影响因素考虑全。 基坑周边建筑物、施工材料、设备、车辆等 附加 荷载 传递到支护结构上的附加竖向应力的计算，本规程第 、 了具体计算公式。 挡土结构物上的土压力计算是个比较复杂的问题， 从土力学这门学科的土压力理论上讲， 根据不同的计算理论和假定，得出了多种土压力计算方法，其中有代表性的经典理论如朗肯土压力、库仑土压力。 由于 每种土压力计算方法都有其各自的适用条件与局限性 ，也就 没有一种统一的且普遍适用的土压力计算方法。 由于朗肯土 压力 方法的假定 概念明确， 与库仑土压力理论相比具有 能直接得出土压力 的分布 ，从 而 适合 结构计算的特点，受到工程设计人员的普遍接受。 因此，原规程采用 的是 朗肯土压力。 原规程施行后，经过 十多 年 国内 基坑工程应用的考验，实践证明是可行的，本规程将继续采用。 但 是，由于朗肯土压力是建立在半无限土体的假定之上，在实际基坑工程中基坑的边界条件有时不符合这一假定，如基坑邻近有建筑 物的 地下室时，支护结构与地下室之间是有限宽 度的土体 ；再如， 对 排桩顶面低于自然地面 的支护结构 ，是将桩顶以上土 的 自重化作均布荷载作用在桩顶平面上，然后再按朗肯公 式计算土压力。 但是当桩顶位置较 低 时，将桩顶 以 上土层 的 自重折算成荷载后计算的土压力会明显小于这部分土重实际产生的土压力。 对于这类基坑边界条件，按朗肯土压力计算会有较大误差。 所以，当朗肯土压力方法不能适用时， 应考虑 采用其它计算方法解决土压力的计算 精度 问题。 库仑土压力理论（滑动楔体法）的假定适用范围较广， 对上面提到的两种情况，库仑方法能够计算出土压力的合力。 但其缺点是 如何 解决 成层土的 土压力分布问题。 为此，本规程规定 在 不 符合 按朗肯土压力计算条件 下 ，可采用库仑方法计算土压力。 但 库仑方法 在考虑墙背摩擦角时 计算的被动土 压力偏大，不应用于被动土压力的计算。 考虑结构与土相互作用的土压力计算方法，理论上更科学 ，从长远考虑 该方法 应是 岩土工程 中。