基坑工程技术规程修订要点介绍

1、基坑工程技术规程基坑工程技术规程修订要点介绍修订要点介绍 l.s.z 2012年年 10月月 关于修订的背景关于修订的背景 在武汉市及湖北省建设工程中，深基坑开挖问题提上议事日程大致始于上世纪90年代初期，迄今大约有20年左右。有关基坑工程的技术标准也应运而生，并随着时间推移和建设规模的扩大而累次升版。现行湖北省地方标准（基坑工程技术规程db42 159-2004）的前身最早为武汉市1995年颁布的武汉市深基坑工程技术指南。1998年，升格为省标深基坑工程技术规定。2004年再次修订为基坑工程技术规程，即现行规程。其中指南与规定由已故工程院院士刘广润刘广润主编。自指南问世至今，已有17年了，现

2、行规程实施至今也有7年了。 就武汉市而言，大批高层、超高层楼宇的兴建、城市交通（轻轨、地铁）建设的全面铺开以及大规模地下空间开发利用还是近五、六年之内的事情，也就是现行规程颁布以后的事情。就全省而言，情况也大体如此。这五、六年之内基坑工程规模的扩大，开挖深度的增加是以往难以相比的。在这期间，我们遇到了许多以往没有遇到的问题，引进采用了不少以往没有采用过的支护技术和工法，也发生了因深开挖、降水导致的比以往更为突出的环境问题。因此，认真总结这几年来的工程实践经验教训，对现行规程进行修订，以便更好地指导今后的工程实践，无疑是必要的。武汉市深基坑工武汉市深基坑工程技术指南程技术指南1995深基坑工程技

3、术深基坑工程技术规定规定 1998基坑工程技术规基坑工程技术规程程 2004基坑工程技术规基坑工程技术规程程 2011-2012此次修订的主要想法此次修订的主要想法1、现行规程是随着本地区基坑工程的长期实践的而逐步形成的。本地有关专家和从事基坑工程的设计、施工单位一致认为现行规程具有简单、可操作性强的特点。基坑工程集中的武汉市多年来没有发生过恶性事故，安全度的把握比较适度。因此对现行规程可以保持总的格局，主要计算理论模式、方法不必修改，安全度标准基本维持不变。2、对现行规程尚未解决的而实际工程中经常遇到的问题应予以适当的补充（如被动区留土时的变形计算、被动区加固的设计等）。对少数条款中欠妥的规

4、定应予以修改。3、对现行规程中未纳入而目前已经应用的新技术、新方法（如逆作法、型钢水泥土搅拌墙等）应予以补充。4、对于目前认识尚未统一处理难度较大的问题（如降水与环境保护的关系）暂不作硬性规定，留待以后解决。对有些属于各地处理的问题（如对锚杆使用的限制、需要进行专题研究的基坑工程）留待各地管理部门自行规定。修订重点内容简介修订重点内容简介 1、关于岩土工程勘察、关于岩土工程勘察 2、关于岩土压力计算、关于岩土压力计算 3、关于被动区留土的计算、关于被动区留土的计算 4、关于水平变形控制标准、关于水平变形控制标准 5、关于壁悬嵌岩桩（、关于壁悬嵌岩桩（“吊脚桩吊脚桩”）的）的设计设计 6、关于双

5、排桩设计、关于双排桩设计 7、关于内支撑设计、关于内支撑设计 8、关于水泥土挡墙设计、关于水泥土挡墙设计 9、关于被动区加固、关于被动区加固 10、关于地下水控制、关于地下水控制 11、其它新补充章节、其它新补充章节关于岩土工程勘察关于岩土工程勘察 1、要求对自地面至坑底以下2倍基坑深度范围内的土层进行合理划分，综合指标（如承载力）差别大于30%时应单独分层；水平方向有趋势性变化时可分区段划分亚层。原因在于目前勘察资料对浅部土层分层偏粗，对设计影响很大。 2、要求对黏性土与粉土、粉砂交互层土的c、可按三者的比例综合取值，同时提供三者中的最小值。原因在于设计时需要根据不同情况取值。考虑顺层剪切时

6、取小值，考虑水平力和变形时取综合值。关于土层强度参数关于土层强度参数c 、值值一、一、 c 、 值对于支护结构设计至关重要，随着基坑规模的扩大，这一点愈来愈值对于支护结构设计至关重要，随着基坑规模的扩大，这一点愈来愈明显。往往一两度之差就关系到数以百万计的资金投入。明显。往往一两度之差就关系到数以百万计的资金投入。二、不同试验方法会得到不同的结果二、不同试验方法会得到不同的结果 1、不同试验方法、不同试验方法 排水剪与不排水剪排水剪与不排水剪 固结与不固结固结与不固结 不同规范规程有不同的规定。不同规范规程有不同的规定。 2、通常固结不排水剪的结果比不固结不排水剪大。按福州经验：、通常固结不排

7、水剪的结果比不固结不排水剪大。按福州经验： cu=uu(1+9/uu) ccu= cuu(1 +2.5/cuu) (适用于适用于uu11以下的软土以下的软土)三、使用不同参数应采用不同的计算模式、安全系数。三、使用不同参数应采用不同的计算模式、安全系数。三、土样扰动的影响不容忽视三、土样扰动的影响不容忽视 土样扰动导致不固结不排水剪结果降低，相反导致固结不排水剪结果偏高。土样扰动导致不固结不排水剪结果降低，相反导致固结不排水剪结果偏高。四、武汉地区大多数勘察报告提供的四、武汉地区大多数勘察报告提供的 c 、 参数为直剪结果。参数为直剪结果。如何排除土样扰动影响如何排除土样扰动影响 根据根据魏汝

8、龙魏汝龙先生的研究先生的研究, 取样扰动对土的强度影响特别大。对于快取样扰动对土的强度影响特别大。对于快剪，扰动可使强度参数大大降低，对于固结快剪则相反，扰动将导致强剪，扰动可使强度参数大大降低，对于固结快剪则相反，扰动将导致强度参数偏高。在连云港、深圳赤湾、广深高速公路的对比试验表明，用度参数偏高。在连云港、深圳赤湾、广深高速公路的对比试验表明，用固定活塞薄壁取土器取样试验可使快剪强度提高固定活塞薄壁取土器取样试验可使快剪强度提高4060%，固快指标降，固快指标降低低1015%。（见。（见魏汝龙魏汝龙固结快剪试验中的几个问题固结快剪试验中的几个问题一文）一文） 一、尽可能采用高质量取土器。一

9、、尽可能采用高质量取土器。 二、试验前对土试样进行恢复原位应力的预压。二、试验前对土试样进行恢复原位应力的预压。 三、参照规程的三、参照规程的c、参数表，勘察评价时注意状态描述、各种试验结参数表，勘察评价时注意状态描述、各种试验结果、承载力评价之间的相互关系。果、承载力评价之间的相互关系。 四、建设单位应重视勘察，给勘察从事细致工作的足够时间和经费。四、建设单位应重视勘察，给勘察从事细致工作的足够时间和经费。 关于抗剪强度指标的综合意见关于抗剪强度指标的综合意见一、比较一致的看法是采用什么样的强度参数应与计算模式、安全系数配套。一、比较一致的看法是采用什么样的强度参数应与计算模式、安全系数配套

10、。二、本规程主要依据武汉地区多年的经验，按照我们所采用的各种计算模式二、本规程主要依据武汉地区多年的经验，按照我们所采用的各种计算模式和方法，认为首选的是直接快剪或自重应力下预固结的三轴不排水剪和方法，认为首选的是直接快剪或自重应力下预固结的三轴不排水剪cuu、 uu。 固结快剪固结快剪ccu、 cu数值偏高，用于土水合算结果偏于不安全。数值偏高，用于土水合算结果偏于不安全。 对于软土，未经预固结的三轴对于软土，未经预固结的三轴uu试验结果往往偏低，偏于保守，因此需试验结果往往偏低，偏于保守，因此需要在试验前对试样进行自重应力下的固结。要在试验前对试样进行自重应力下的固结。三、近几年的工程实践

11、表明，当支护桩、墙底部仍为饱和软弱黏性土时三、近几年的工程实践表明，当支护桩、墙底部仍为饱和软弱黏性土时,由于由于深部土层试样取出地面后扰动过大，一般直剪试验结果往往严重偏低，从而深部土层试样取出地面后扰动过大，一般直剪试验结果往往严重偏低，从而大大增加桩、墙的嵌固深度。此时，对受开挖卸荷影响不大的深部正常固结大大增加桩、墙的嵌固深度。此时，对受开挖卸荷影响不大的深部正常固结土可采用在原位应力下预固结后的剪切试验土可采用在原位应力下预固结后的剪切试验c、值进行计算，以消除土样扰值进行计算，以消除土样扰动的部分影响。如有可靠经验也可采用固结快剪动的部分影响。如有可靠经验也可采用固结快剪ccu、

12、cu值值,乘以适当的折减乘以适当的折减系数。系数。四、随着工程规模的扩大，这个问题的重要性将越来越明显。希望今后多积四、随着工程规模的扩大，这个问题的重要性将越来越明显。希望今后多积累经验，在下一次修订时能更好地解决这个问题。累经验，在下一次修订时能更好地解决这个问题。关于岩土压力计算关于岩土压力计算明确抗剪强度参数取值：明确抗剪强度参数取值： 对土层的抗剪强度指标可取直剪快剪值。武汉地区目前剪力力对土层的抗剪强度指标可取直剪快剪值。武汉地区目前剪力力试验一般有直剪快剪和三轴快剪两种，固结快剪很少见，岩土工程勘试验一般有直剪快剪和三轴快剪两种，固结快剪很少见，岩土工程勘察规范要求的恢复原位应力

13、固结后进行试验基本上未能实行。多年来，察规范要求的恢复原位应力固结后进行试验基本上未能实行。多年来，基坑支护设计都是采用直剪快剪数据，而三轴快剪公认偏低无法使用。基坑支护设计都是采用直剪快剪数据，而三轴快剪公认偏低无法使用。可以说本地区多年的经验基本上是基于直剪快剪数据建立起来的，这可以说本地区多年的经验基本上是基于直剪快剪数据建立起来的，这次修订维持不变且予以明确规定。次修订维持不变且予以明确规定。 补充补充 1、岩层的侧向压力应通过结构面分析按块体平衡方法计算。对强风、岩层的侧向压力应通过结构面分析按块体平衡方法计算。对强风化软质岩和破碎岩可取等效内摩擦角按按土层公式计算。对中、微风化软质

14、岩和破碎岩可取等效内摩擦角按按土层公式计算。对中、微风化的中硬岩或硬质岩，如不存在足以引起岩体滑移的不利结构面，则化的中硬岩或硬质岩，如不存在足以引起岩体滑移的不利结构面，则可不计主动侧向压力，被动侧可视为刚性层，在弹性抗力法计算中用可不计主动侧向压力，被动侧可视为刚性层，在弹性抗力法计算中用极大刚度系数模拟。极大刚度系数模拟。2、补充：参照其它规范补充有限范围土体土压力计算。、补充：参照其它规范补充有限范围土体土压力计算。关于水平变形控制标准关于水平变形控制标准维持原定以绝对值而不用相对值控制的规定不变，但对一维持原定以绝对值而不用相对值控制的规定不变，但对一级基坑的控制值进行了细分。共分为

15、三挡，即级基坑的控制值进行了细分。共分为三挡，即30mm、40mm、50mm。总的原则是对多数一级基坑维持总的原则是对多数一级基坑维持40mm，少数环境条件特，少数环境条件特别严峻的基坑从严取别严峻的基坑从严取30mm，对环境条件宽松的一级基坑，对环境条件宽松的一级基坑从宽取从宽取50mm。对三级基坑由原来的对三级基坑由原来的100mm改为改为80mm。 被动区留土情况下的土压力和变形计算是用经典理论难以被动区留土情况下的土压力和变形计算是用经典理论难以解决的问题。参考外地资料和本地区的经验，提出坑底被解决的问题。参考外地资料和本地区的经验，提出坑底被动区留土时支护结构的变形可根据经验采用以下

16、方法近似动区留土时支护结构的变形可根据经验采用以下方法近似计算：计算： 1、考虑留土的抗力作用，调整其、考虑留土的抗力作用，调整其 m（或或 kh）值；）值； 2、考虑留土的平衡作用，扣减部分主动土压力。、考虑留土的平衡作用，扣减部分主动土压力。 这两种方法只能是实用方法，由于还不够成熟，具体方法这两种方法只能是实用方法，由于还不够成熟，具体方法在条文说明中介绍。在条文说明中介绍。关于被动区留土的计算关于被动区留土的计算oabcdefz1z2zxkh = m (z-z0)式中式中: m- 计算深度所在土计算深度所在土 层的层的m值值; z -计算点深度计算点深度; z0-按以下条件分段按以下条

17、件分段 取值取值: 深度深度ab范围内范围内: z0=z1 深度深度bc范围内范围内: z0=zx 深度深度c点以下点以下: z0=z2 zx - 按右图几何关按右图几何关 系计算确定系计算确定. gbe、df、cg 均与水平线呈45-/2角被动区留土时的被动区留土时的”m”法计算实用方法示意之一法计算实用方法示意之一（调整（调整kh法）法）（b）abefhc、gd均与水平线呈45+/2角cood被动区留土时的被动区留土时的”m”法计算实用方法示意之二法计算实用方法示意之二（平衡土压力法）（平衡土压力法） 1、 假定留土产生的土压力部分假定留土产生的土压力部分地抵消右侧主动土压力，可称之为地抵

18、消右侧主动土压力，可称之为“平衡土压力平衡土压力” 。 2、考虑平衡土压力，右侧主动土、考虑平衡土压力，右侧主动土压力净值计算如下：压力净值计算如下： a）oa段、段、de段按常规计算。段按常规计算。 b）ab段段 c）bc段段 q 为留土全高度的土自重压力为留土全高度的土自重压力 d）cd段段 按图示插值计算。按图示插值计算。 3、c、d 点深度点深度按右图几何关系按右图几何关系计算确定。计算确定。ghkkheaaoaac2kkeaaacqz2hoa（c）关于悬壁嵌岩桩（关于悬壁嵌岩桩（“吊脚桩吊脚桩”） 悬壁嵌岩桩（悬壁嵌岩桩（“吊脚桩吊脚桩”）是岩土组合边坡）是岩土组合边坡支护可能采用的

19、一种形式，最近武汉地铁有的基支护可能采用的一种形式，最近武汉地铁有的基坑也用到这种桩。山区工作的同志希望能在修订坑也用到这种桩。山区工作的同志希望能在修订规程中有所反映，因此在桩锚支护一节中加上了规程中有所反映，因此在桩锚支护一节中加上了几条，对这种桩的设计提出了若干原则要求。这几条，对这种桩的设计提出了若干原则要求。这些要求是根据实际工程方案论证中专家意见综合些要求是根据实际工程方案论证中专家意见综合而来的。而来的。“吊脚桩吊脚桩”一词是俗称，意思并不确切，一词是俗称，意思并不确切，经考虑命名为经考虑命名为“悬壁嵌岩桩悬壁嵌岩桩”可能更合适一些。可能更合适一些。悬壁嵌岩桩（悬壁嵌岩桩（“吊脚

20、桩吊脚桩”）的设）的设计计（a）嵌岩桩支护示意图（b）悬壁嵌岩桩支护示意图锁脚锚杆 喷锚 钢管 土层土层软质岩或破碎岩中硬岩或硬质岩 悬壁嵌岩桩是否可靠，与底部岩体状况关系密切，实际应用中务必谨慎。悬壁嵌岩桩是否可靠，与底部岩体状况关系密切，实际应用中务必谨慎。 岩体破碎、强风化或极软岩质时不应采用；如为较完整的中硬岩、硬质岩岩体破碎、强风化或极软岩质时不应采用；如为较完整的中硬岩、硬质岩可以采用，但应注意满足有关构造要求。其中可以采用，但应注意满足有关构造要求。其中锁脚锚杆至关重要，一般不能锁脚锚杆至关重要，一般不能省略；竖向钢管视情况设置；岩石喷锚密度、深度根据岩层完整程度确定。省略；竖向

21、钢管视情况设置；岩石喷锚密度、深度根据岩层完整程度确定。 施工现场最好有地质人员配合。施工现场最好有地质人员配合。 关于双排桩设计关于双排桩设计 我们与我们与2003年提出了考虑双排桩桩间土的计算模年提出了考虑双排桩桩间土的计算模型，并纳入现行规程的条文说明中。经过这几年型，并纳入现行规程的条文说明中。经过这几年的实践，认为这一模型是基本合理的，因此修订的实践，认为这一模型是基本合理的，因此修订后纳入正文。稍有不同的是原模型将桩间土仅模后纳入正文。稍有不同的是原模型将桩间土仅模拟为压缩弹簧，现将桩间土划分为实体单元，既拟为压缩弹簧，现将桩间土划分为实体单元，既能反映桩间土传递水平力的作用，也能

22、抗力桩间能反映桩间土传递水平力的作用，也能抗力桩间土的剪切刚度的贡献。土的剪切刚度的贡献。 除计算模型外，还补充了双排桩的抗滑、抗倾覆除计算模型外，还补充了双排桩的抗滑、抗倾覆稳定性计算及嵌固深度的确定，使双排桩的设计稳定性计算及嵌固深度的确定，使双排桩的设计趋于完整。趋于完整。关于双排桩的应用关于双排桩的应用一、全部双排桩一、全部双排桩 1、在坑底土质条件较好的情况下悬臂支护深度可、在坑底土质条件较好的情况下悬臂支护深度可达达1012m,变形可控制在变形可控制在20mm左右。左右。 2、若坑底存在软弱土层，应配合被动区加固。、若坑底存在软弱土层，应配合被动区加固。 3、无内支撑，施工方便，有

23、利于缩短工期，但工、无内支撑，施工方便，有利于缩短工期，但工程造价需要提高程造价需要提高3050%。二、部分双排桩二、部分双排桩 1、用于减少部分内支撑，如右图减少中间的对顶、用于减少部分内支撑，如右图减少中间的对顶撑，扩大坑内作业空间。撑，扩大坑内作业空间。 2、工程造价介于全单排全双排之间。、工程造价介于全单排全双排之间。三、构造要求三、构造要求 1、前后排距宜为、前后排距宜为34倍桩径。倍桩径。 2、前后排之间的桩间土应进行加固，有利于控制、前后排之间的桩间土应进行加固，有利于控制变形，并兼有隔渗作用变形，并兼有隔渗作用 。 3、前后排桩纵向可为一对一，有时也可前二后一。、前后排桩纵向可

24、为一对一，有时也可前二后一。 4、处理好前后桩与顶部横梁的联结。、处理好前后桩与顶部横梁的联结。关于水泥土挡墙设计关于水泥土挡墙设计 一、一、增加变截面挡墙，对其构造要求和设计计算作出了规定。变截面增加变截面挡墙，对其构造要求和设计计算作出了规定。变截面挡墙在实际工程中的应用甚至比等截面挡墙更多。当坑底有一定厚度的软挡墙在实际工程中的应用甚至比等截面挡墙更多。当坑底有一定厚度的软土时，挡墙必须深置于下部较好土层上，墙高因此增加。墙高增加，墙宽土时，挡墙必须深置于下部较好土层上，墙高因此增加。墙高增加，墙宽必须随之增加。因主动区受场地限制，墙体只好向坑内被动区方向扩展，必须随之增加。因主动区受场

25、地限制，墙体只好向坑内被动区方向扩展，因而形成了跨于主、被动区之间的变截面挡墙。这种形式挡墙的构造与计因而形成了跨于主、被动区之间的变截面挡墙。这种形式挡墙的构造与计算与等截面挡墙相比有所不同，有必要作出相应的规定。算与等截面挡墙相比有所不同，有必要作出相应的规定。 二、对格构式挡墙的使用作了一定的限制。武汉地区不乏挡墙支护失效二、对格构式挡墙的使用作了一定的限制。武汉地区不乏挡墙支护失效的实例，因采用格构式整体性难以保证是其主要原因。因此我们原则上不的实例，因采用格构式整体性难以保证是其主要原因。因此我们原则上不主张在软弱土层中设置格构式挡墙。如果采用格构式，至少应保证较高的主张在软弱土层中

26、设置格构式挡墙。如果采用格构式，至少应保证较高的置换率。格构布置应首先保证一定的肋宽和肋的贯通（指垂直边坡方向）。置换率。格构布置应首先保证一定的肋宽和肋的贯通（指垂直边坡方向）。 三、取消大高宽比的三、取消大高宽比的“挡墙挡墙”。这种。这种“挡墙挡墙”高而瘦，工作性状介于桩高而瘦，工作性状介于桩与墙之间，似桩非桩，似墙非墙。现行版规程提出了对这种与墙之间，似桩非桩，似墙非墙。现行版规程提出了对这种“挡墙挡墙”的计的计算方法，但问题较多。这种算方法，但问题较多。这种“挡墙挡墙”多出现在坑底软土厚度很大的情况，多出现在坑底软土厚度很大的情况，此时采用挡墙并不合适，采用刚性桩加被动区加固更合理一些

27、。此时采用挡墙并不合适，采用刚性桩加被动区加固更合理一些。hh2h1bb1b2变截面挡墙应满足：变截面挡墙应满足： 1、b 0.6h 2、b1 0.6h1 3、h2 2b2挡墙结合被动区加固挡墙结合被动区加固： a区视为挡墙 b区视为加固土层ab12水泥土重力式挡墙截面的有关规定水泥土重力式挡墙截面的有关规定关于内支撑设计关于内支撑设计 一、原规定内力分布不均匀及温度影响分项系数为一、原规定内力分布不均匀及温度影响分项系数为1.20。变更为对长度大。变更为对长度大于于20m的支撑可取的支撑可取1.11.2，支撑两端主动区土质好时取高值，反之取低值；，支撑两端主动区土质好时取高值，反之取低值；长

28、度小于长度小于20m的支撑可取的支撑可取1.0。 二、规定立柱轴力抗压时仅考虑自重及施工竖向荷载，抗拔时为附加轴力二、规定立柱轴力抗压时仅考虑自重及施工竖向荷载，抗拔时为附加轴力扣除自重，计算附加轴力时附加轴力系数扣除自重，计算附加轴力时附加轴力系数原为原为0.1，改为，改为0.050.1，一层内，一层内支撑时取支撑时取0.10，超过一层内支撑时取，超过一层内支撑时取0.05。 三、近来发现武汉有的基坑内支撑杆件轴力在高温时大幅度增加的情况，三、近来发现武汉有的基坑内支撑杆件轴力在高温时大幅度增加的情况，希望引起重视。希望引起重视。关于被动区加固关于被动区加固 被动区加固是目前武汉地区被动区加

29、固是目前武汉地区在深厚软土分布地带常用的支护在深厚软土分布地带常用的支护措施。根据多年经验，专列一节，措施。根据多年经验，专列一节，提出裙边加固和两边对顶两种加提出裙边加固和两边对顶两种加固方式。裙边加固应用情况较多，固方式。裙边加固应用情况较多，武汉地区一般要求加固宽度较大，武汉地区一般要求加固宽度较大，目的是为了对支护桩（墙）起到目的是为了对支护桩（墙）起到变形控制作用。两边对顶的加固变形控制作用。两边对顶的加固方式适合于狭长基坑，加固体受方式适合于狭长基坑，加固体受力比较明确，可按暗撑设计。力比较明确，可按暗撑设计。45+/2土体加固 h1h2h3b1b2b3b图6.13.2 被动区加固

30、剖面d 被动区加固效果取决于施工质量，现在有不少加固成功的工程实例，也被动区加固效果取决于施工质量，现在有不少加固成功的工程实例，也有一些加固效果很差的实例，差别在于对于施工是否进行了严格的控制。有一些加固效果很差的实例，差别在于对于施工是否进行了严格的控制。加固一般要求采用实腹式，除避开工程桩外，尽可能相互搭接咬合，特别加固一般要求采用实腹式，除避开工程桩外，尽可能相互搭接咬合，特别是垂直边坡方向应尽可能连续贯通，保证力的有效传递。是垂直边坡方向应尽可能连续贯通，保证力的有效传递。关于地下水控制问题认识的现状关于地下水控制问题认识的现状一、对环境影响程度的两种认识一、对环境影响程度的两种认识

31、 1、在某种不利地质条件下，降水对环境影响明显，必须重视。、在某种不利地质条件下，降水对环境影响明显，必须重视。 2、如果单纯降水引起的沉降，对建筑物影响不是很大，如果侧壁渗漏，引起水土流失则影响、如果单纯降水引起的沉降，对建筑物影响不是很大，如果侧壁渗漏，引起水土流失则影响严重。严重。二、关于侧壁隔渗的重要性认识比较统一二、关于侧壁隔渗的重要性认识比较统一 1、隔渗帷幕最好能封隔侧壁至坑底以下的全部交互层。、隔渗帷幕最好能封隔侧壁至坑底以下的全部交互层。 2、单排搅拌桩、高喷形成的帷幕不可靠，宜采用三轴搅拌套孔施工。、单排搅拌桩、高喷形成的帷幕不可靠，宜采用三轴搅拌套孔施工。三、关于落底帷幕

32、的不同认识三、关于落底帷幕的不同认识 1、在环境条件严峻保护要求高的情况下提倡采用全封闭的落底帷幕。、在环境条件严峻保护要求高的情况下提倡采用全封闭的落底帷幕。 2、 落底帷幕施工质量很难保证。有了落底帷幕，内外水头差加大，一旦帷幕渗漏，后果更落底帷幕施工质量很难保证。有了落底帷幕，内外水头差加大，一旦帷幕渗漏，后果更为严重。为严重。 3、寄希望于采用新的隔渗帷幕施工技术，如、寄希望于采用新的隔渗帷幕施工技术，如trd工法。工法。四、对帷幕内降水的意见四、对帷幕内降水的意见 1、帷幕深度等于或大于降水井深度，有利于减少抽水量，减轻对环境的影响。、帷幕深度等于或大于降水井深度，有利于减少抽水量，

33、减轻对环境的影响。 2、需要采用三维渗流分析软件进行设计计算。、需要采用三维渗流分析软件进行设计计算。 本章修订后有所简化，原因是另有专项标准本章修订后有所简化，原因是另有专项标准 基坑管井降水技术基坑管井降水技术规程规程,降水设计部分不必重复。降水设计部分不必重复。 基坑管井降水技术规程基坑管井降水技术规程,现已现已经颁布。经颁布。 考虑坑底以下交互层降水滞后的特点，要求侧壁隔渗帷幕在坑底考虑坑底以下交互层降水滞后的特点，要求侧壁隔渗帷幕在坑底以下的深度尽可能封闭全部交互层。这样做既可防止发生侧壁管涌，以下的深度尽可能封闭全部交互层。这样做既可防止发生侧壁管涌，也有利于环境保护，这一点目前武

34、汉地区业界有比较统一的共识。也有利于环境保护，这一点目前武汉地区业界有比较统一的共识。 降水对环境影响的评估是技术难度很大的问题，也是目前争议最降水对环境影响的评估是技术难度很大的问题，也是目前争议最多的问题。就全省而言，各地的情况也不尽相同。因此修订对此不多的问题。就全省而言，各地的情况也不尽相同。因此修订对此不作硬性规定，而是将几种方法列出供选择应用。作硬性规定，而是将几种方法列出供选择应用。 按现有经验，半封闭情况下帷幕内降水可将总的抽水量减少到按现有经验，半封闭情况下帷幕内降水可将总的抽水量减少到4050%左右，因此这种方式的降水今后可能有较多的应用。但目左右，因此这种方式的降水今后可

35、能有较多的应用。但目前还没有相应的计算方法，修订后的规程要求采用数值模拟方法进前还没有相应的计算方法，修订后的规程要求采用数值模拟方法进行渗流计算。行渗流计算。关于地下水控制章节的修订情况关于地下水控制章节的修订情况其它新补充章节其它新补充章节 新补充章节有型钢水泥土搅拌墙、支护结新补充章节有型钢水泥土搅拌墙、支护结构与主体结构相结合及逆作法。因本地经验有构与主体结构相结合及逆作法。因本地经验有限，主要参照外地或行业的相关规范、规程列限，主要参照外地或行业的相关规范、规程列入部分主要条款。入部分主要条款。 第二部分第二部分 设计计算有关问题设计计算有关问题前言前言: 由于科技发展，计算机应用的

36、普及，现在基坑支护设计的计算变由于科技发展，计算机应用的普及，现在基坑支护设计的计算变得简单快捷，和以往的手工计算不可同日而语。问题在于不少设计者得简单快捷，和以往的手工计算不可同日而语。问题在于不少设计者能熟练地使用软件，但对计算的原理、方法以及这些方法存在什么问能熟练地使用软件，但对计算的原理、方法以及这些方法存在什么问题，需要注意那些事项并不甚了了。往往设计做出来了，概念还是模题，需要注意那些事项并不甚了了。往往设计做出来了，概念还是模糊的，甚至是错误的。所以我们需要强调，工程师除了掌握计算机技糊的，甚至是错误的。所以我们需要强调，工程师除了掌握计算机技术外，首先需要有一个正确的概念。对

37、我们使用的计算工具，要知其术外，首先需要有一个正确的概念。对我们使用的计算工具，要知其然，更应知其所以然。然，更应知其所以然。 下面就一些支护设计中的主要问题进行介绍，说明来龙去脉，对下面就一些支护设计中的主要问题进行介绍，说明来龙去脉，对大家可能会有所帮助。大家可能会有所帮助。支护结构计算的几种方法一、传统计算方法传统计算方法 基于静力平衡方程的解法 , 如极限土压力平衡法。对于支护桩（墙）有等值梁法、自由端法。这类方法的特点是： 1、可以手算，不一定要用计算机。 2、只能得出力的解答，不能求解变形。 3、对于悬臂桩、2层及多于2层支撑（锚）的支护结构不能求解，必须借助某种假定才能求解。如多

38、层支撑的山肩帮男近似法。二、杆件（或杆系）有限元法杆件（或杆系）有限元法 以计算支护桩（墙）单元的弹性抗力法为例，这类方法的特点是： 1、必须用计算机计算。 2、只考虑支护结构（桩、墙），主动侧土压力分布假定为已知（如三角形分布、上三角形下矩形分布等），被动侧按弹性抗力计算（一般用“m”法）。 3、可以同时求解力和变形。 4、对特殊的边界条件计算有困难（如前述被动区留土、被动区加固）。三、块体有限元法块体有限元法 1、将支护结构与土体合并一起进行分析，可以用于各种不同边界条件问题的求解。 2、牵涉到不同本构模型的不同参数，非常规勘察试验所能提供。目前应用经验不多，有待进一步积累经验。 目前我们

39、大体处于第二种方法的阶段，少数情况下采用第三种方法。希望能目前我们大体处于第二种方法的阶段，少数情况下采用第三种方法。希望能多积累经验，如果能将第三类方法常态化，则我们的技术水平将会有大的改观。多积累经验，如果能将第三类方法常态化，则我们的技术水平将会有大的改观。 关于变形控制标准问题的说明关于变形控制标准问题的说明水平位移与坡高的比值（水平位移与坡高的比值（%）0.501.01.52.02.53.0坡顶各点至坡肩距离与坡高的比值坡顶各点至坡肩距离与坡高的比值00.10.20.30.40.50.60.70.8peck对支护效果的分区对支护效果的分区 (1969） peck对支护效果按水平位移分

40、为三个区：区为支护效果良好；区为支护效果一般；区为支护效果差。这一评价似乎侧重于边坡和支护结构的稳定，而对变形后果及环境保护要求反映不足。 如果我们对这一分区加以调整，以0.5%为界将区一分为二（右图蓝线），将-1区定为效果良好， -2区定为效果一般， 区定为效果差， 区定为危险，则比较符合实际工程要求。 对于变形控制究竟是按相对值还是绝对值的问题，曾经进行过一番思考。考虑采用相对值存在的问题（基坑浅时过严，基坑深时过松），最后仍决定按绝对值控制，只是根据不同的环境条件对具体标准作了一些调整。需要注意的是规程提出的标准是上限，某些特殊保护对象可能有更严格的要求，仍规程提出的标准是上限，某些特殊

41、保护对象可能有更严格的要求，仍然应予以满足。然应予以满足。-1-2土压力分布模式土压力分布模式 上海规范按不同支护形式分别采用不同的主动土压力分布模式。上海规范按不同支护形式分别采用不同的主动土压力分布模式。 对于对于水泥土挡墙和悬臂桩、墙采用水泥土挡墙和悬臂桩、墙采用型土压力分布型土压力分布图式，是传统的土压力分布图式，是传统的土压力分布模式；对于带撑、锚的桩、墙采用模式；对于带撑、锚的桩、墙采用型土压力分布图式，是实测土压力分型土压力分布图式，是实测土压力分布的近似简化分布模式。布的近似简化分布模式。 湖北规程则不分支护形式，均采用湖北规程则不分支护形式，均采用型土压力分布。型土压力分布。

42、 不同计算模式适应于不同的参数，用同样的参数去对比各外地软件的不同计算模式适应于不同的参数，用同样的参数去对比各外地软件的计算结果往往难以说明什么问题。计算结果往往难以说明什么问题。qphhqphzb/2b/2aphzahsql坡顶超载的几种计算方法坡顶超载的几种计算方法湖北规程的方法湖北规程的方法理论计算的方法理论计算的方法关于超载分类关于超载分类 按照分布情况可分为：集中荷载、局部分布荷载、无限均布荷载。按照分布情况可分为：集中荷载、局部分布荷载、无限均布荷载。按照超载引起的效果可分为：按照超载引起的效果可分为：常驻荷载常驻荷载、当前荷载当前荷载。说明如下：。说明如下： 常驻常驻荷载：指基

43、坑开挖前历史长期存在的荷载，如紧邻坑边的地荷载：指基坑开挖前历史长期存在的荷载，如紧邻坑边的地 基沉降已经稳定的建筑物，自然地形稳定边坡转换的基沉降已经稳定的建筑物，自然地形稳定边坡转换的 超载超载 当前当前荷载：指坡顶堆载、车辆运输荷载以及支护结构上部开挖边荷载：指坡顶堆载、车辆运输荷载以及支护结构上部开挖边 坡转换的超载等坡转换的超载等开挖前长期存在的稳定边坡 开挖前长期存在的建筑物 右边所示是常驻荷载右边所示是常驻荷载的两种情况。对这类荷的两种情况。对这类荷载应进行初始工况的计载应进行初始工况的计算，假定开挖深度为零，算，假定开挖深度为零，得到的位移应在累计位得到的位移应在累计位移中扣除

44、移中扣除先打支先打支护桩后护桩后建楼，建楼，即使不即使不开挖，开挖，桩也会桩也会偏移偏移楼房早已楼房早已存在，沉存在，沉降已经稳降已经稳定，后打定，后打支护桩，支护桩，不开挖，不开挖，桩不会偏桩不会偏移移常驻荷载常驻荷载当前荷载当前荷载先打支先打支护桩后护桩后堆土，堆土，即使不即使不开挖，开挖，桩也会桩也会偏移偏移既有稳定既有稳定边坡，在边坡，在坡脚打支坡脚打支护桩，不护桩，不开挖，桩开挖，桩不会偏移不会偏移第一工况第一工况第二工况第二工况第三工况第三工况两道支撑分工况计算示意两道支撑分工况计算示意 反转荷载法反转荷载法第一工况：第一工况： 开挖至第一层支撑开挖至第一层支撑施工深度施工深度第二

45、工况：第二工况： 设置第一层支撑，设置第一层支撑，开挖至第二层支撑施开挖至第二层支撑施工深度工深度第三工况：第三工况： 设置第二层支撑，设置第二层支撑，开挖至坑底开挖至坑底第四工况：第四工况： 浇筑底板，利用第浇筑底板，利用第二层楼板换撑，拆除二层楼板换撑，拆除第二层支撑第二层支撑第五工况第五工况 利用第一层楼板换利用第一层楼板换撑，拆除第一层支撑撑，拆除第一层支撑第四工况第四工况第五工况第五工况内支撑计算中的问题内支撑计算中的问题一、桩（墙）单元计算与支撑系统整体计算之间的桩（墙）单元计算与支撑系统整体计算之间的变形协调变形协调问题问题桩（墙）单元计算桩（墙）单元计算得出支撑力得出支撑力以支

46、撑力作为围压以支撑力作为围压进行支撑系统整体进行支撑系统整体计算计算变形大体协调变形大体协调结束结束变形不协调，调整刚度变形不协调，调整刚度系数重新进行单元计算系数重新进行单元计算二、出现二、出现反向位移反向位移 在没有严重的不均衡不对称的情况下一般不应在没有严重的不均衡不对称的情况下一般不应出现反向位移。如果出现，说明该侧有由主动状态转变为被动状态出现反向位移。如果出现，说明该侧有由主动状态转变为被动状态的趋势，可逐步人为提高该侧的围压值，再进行计算，直至不发生的趋势，可逐步人为提高该侧的围压值，再进行计算，直至不发生反向位移为止。但应注意围压值提高不能超过该侧被动土压力。反向位移为止。但应

47、注意围压值提高不能超过该侧被动土压力。三、内支撑计算中的三、内支撑计算中的约束处理约束处理问题问题 这是一个初学者较难处理的这是一个初学者较难处理的问题，特别是在基坑平面不规则的情况下。处理不当将使计算结问题，特别是在基坑平面不规则的情况下。处理不当将使计算结果严重失真。建议开发可不人为设定约束的计算程序，但不能过果严重失真。建议开发可不人为设定约束的计算程序，但不能过于繁杂，否则难以普及推广。于繁杂，否则难以普及推广。考虑桩（墙）纵向约束的计算方法（建议）考虑桩（墙）纵向约束的计算方法（建议）约束力=kp （-）1、冠梁或与桩（墙）联结牢固的围檩、冠梁或与桩（墙）联结牢固的围檩的纵向位移是受

48、到桩墙约束的。的纵向位移是受到桩墙约束的。2、如右图所示，设冠梁单元向右位移、如右图所示，设冠梁单元向右位移，则桩排必然产生一个与位移方向相，则桩排必然产生一个与位移方向相反的阻力（即约束力），其大小与位反的阻力（即约束力），其大小与位移量有关，方向则与位移相反。移量有关，方向则与位移相反。3、将约束力项加入总体平衡方程组中、将约束力项加入总体平衡方程组中即可消除方程的病态，得出正常解答。即可消除方程的病态，得出正常解答。 此方法已经经过编程试行，证明是可行的。关键在于如何确定此方法已经经过编程试行，证明是可行的。关键在于如何确定不同情况下的排桩刚度系数不同情况下的排桩刚度系数kp值。希望多积

49、累工程实测资料，为确值。希望多积累工程实测资料，为确定刚度系数定刚度系数kp值提供依据。值提供依据。冠梁单元示意冠梁单元示意分阶支护问题分阶支护问题下阶主动区与上阶被动区重叠下阶主动区与上阶被动区重叠下阶主动区与上阶被动区分离下阶主动区与上阶被动区分离 下阶主动区与上阶被动区重下阶主动区与上阶被动区重叠，难以用简单方法分别进行叠，难以用简单方法分别进行计算。如有可能，可采用包括计算。如有可能，可采用包括土体在内的二维有限元计算。土体在内的二维有限元计算。 上下阶距离足够，满足下阶上下阶距离足够，满足下阶主动区与上阶被动区分离条件主动区与上阶被动区分离条件时可分别用常规方法计算。时可分别用常规方

50、法计算。45-/245+/2上下阶支护相互干扰的一个实例上下阶支护相互干扰的一个实例 上阶坡脚设置水泥土增强体抗滑上阶坡脚设置水泥土增强体抗滑 下阶坡前缘设置桩锚支护，锚杆下阶坡前缘设置桩锚支护，锚杆穿过上阶水泥土加固体。穿过上阶水泥土加固体。 由于锚杆与水泥土加固体交叉，由于锚杆与水泥土加固体交叉，锚杆力将传递至加固体。下阶坡一锚杆力将传递至加固体。下阶坡一旦发生较大变形将带动加固体，使旦发生较大变形将带动加固体，使加固体对上阶坡的支挡作用受到影加固体对上阶坡的支挡作用受到影响。响。软弱土层填土一般粘性土 改进的建议是：将下阶坡前缘支护桩升高，减少上阶坡高，取消上改进的建议是：将下阶坡前缘支

51、护桩升高，减少上阶坡高，取消上阶加固体。阶加固体。改进方案改进方案支护桩支护桩(墙墙)底部抗隆起稳定问题底部抗隆起稳定问题0246810121405101520 ncnqprandtl 承载力系数 普遍采用普遍采用prandtl公式，本规程要求公式，本规程要求安全系数不小于安全系数不小于1.80。 此公式为经典的理论公式，没有宽此公式为经典的理论公式，没有宽度项，偏于安全。度项，偏于安全。 承载力系数随内摩擦角承载力系数随内摩擦角值变化很快，值变化很快，所以确定所以确定值非常重要。值非常重要。 值过低，很值过低，很难通过计算，从而需要大大增加桩（墙）难通过计算，从而需要大大增加桩（墙）的嵌固深

52、度；反之，的嵌固深度；反之，值较大，如超过值较大，如超过15，很容易通过。，很容易通过。 此公式不能反映被动区加固的作用。此公式不能反映被动区加固的作用。如果对被动区进行了足够厚度和宽度的如果对被动区进行了足够厚度和宽度的加固，一般可不进行此项验算。加固，一般可不进行此项验算。 武汉地区近武汉地区近20年来基本上没有发生年来基本上没有发生过桩（墙）底隆起破坏的事例。过桩（墙）底隆起破坏的事例。支护桩（墙）的嵌固深度确定支护桩（墙）的嵌固深度确定定义：定义： 被动抗力安全系数被动抗力安全系数ktk等于嵌固深度范围内被等于嵌固深度范围内被 动土压力合力与弹性抗力合力之比。动土压力合力与弹性抗力合力

53、之比。嵌固深度要求：嵌固深度要求： 悬臂结构悬臂结构ktk1.50； 对单支点结构对单支点结构ktk1.20； 对多支点结构对多支点结构ktk1.05。 按以上标准控制，嵌固深度大致相当于用极限按以上标准控制，嵌固深度大致相当于用极限土土 压力平衡法计算的结果。压力平衡法计算的结果。基本构造要求：基本构造要求： 在土层中在土层中: 对于悬臂结构嵌固深度不少于对于悬臂结构嵌固深度不少于0.5h 对于设有内支撑或锚杆的结构不少于对于设有内支撑或锚杆的结构不少于0.3h pruoa oabhoa=hoa软土层软土层浅部边坡抗隆起验算浅部边坡抗隆起验算 采用索科洛夫斯基极限平衡方程数值解法，由被动区向

54、主动区递推。被动区荷载条件已知，采用索科洛夫斯基极限平衡方程数值解法，由被动区向主动区递推。被动区荷载条件已知，oa为递为递推结果，即发生隆起破坏的极限荷载。推结果，即发生隆起破坏的极限荷载。 索科洛夫斯基数值解法结果是随坐标变化的一条曲线。起点索科洛夫斯基数值解法结果是随坐标变化的一条曲线。起点oo值即值即prandtl 解答，因考虑了介质重解答，因考虑了介质重量，极限承载力随宽度增加而增大。量，极限承载力随宽度增加而增大。 取宽度取宽度oa=h（h为坡顶至软土层顶的深度，如为坡顶至软土层顶的深度，如h小于小于b,则取则取oa=b），求出），求出oa范围内边坡荷载合力范围内边坡荷载合力p和极

55、限承载力合力和极限承载力合力ru, 定义安全系数定义安全系数 klq= ru/ p 。 此方法可反映边坡坡率大小对抗隆起稳定性的影响。此方法可反映边坡坡率大小对抗隆起稳定性的影响。边坡荷载极限承载力曲线应力场的计算应力场的计算.(5).sincot2czxur)1.(.212223ziiipniizzxz)2.(z 221222niixiiiipzxzxniixziiiipzxzx12223).(22应力圆半径应力圆半径r .(4).222xzzxr极限极限应力圆半径应力圆半径r )6.(.rrkurxizi基坑底面边坡下塑性区的发展过程边坡下塑性区的发展过程坡比坡比 1: 0坡比坡比 1:

56、0.50坡比坡比 1: 0.75坡比坡比 1: 1.00坡比坡比 1: 1.50坡比坡比 1: 2.00坡高6m，坡顶超载10kpa ，坡底软土c=10kpa，=5表示塑性区中心点表示塑性区中心点 抗隆起稳定性与整体稳定性的区别抗隆起稳定性与整体稳定性的区别 抗隆起稳定性问题考虑的是边抗隆起稳定性问题考虑的是边坡坡脚附近土体中的应力状态。因坡坡脚附近土体中的应力状态。因为坡脚部位通常是应力变化梯度最为坡脚部位通常是应力变化梯度最大的部位，在主应力差过大时，土大的部位，在主应力差过大时，土体就会进入极限状态。可以说抗隆体就会进入极限状态。可以说抗隆起稳定性研究的是局部受力问题。起稳定性研究的是局

57、部受力问题。但是进入极限状态的塑性区是随着但是进入极限状态的塑性区是随着荷载加大逐渐扩大的。荷载加大逐渐扩大的。 整体稳定性问题则着眼于边坡整体稳定性问题则着眼于边坡整体，考虑整个边坡坡体及坡顶整体，考虑整个边坡坡体及坡顶超载对稳定性的影响。超载对稳定性的影响。 整体稳定性验算满足要求，不一定坡脚部位不会局部隆起破坏；同样坡脚抗整体稳定性验算满足要求，不一定坡脚部位不会局部隆起破坏；同样坡脚抗隆起稳定验算满足要求，不一定整体稳定性也能满足要求。因此两种验算不能隆起稳定验算满足要求，不一定整体稳定性也能满足要求。因此两种验算不能相互代替。相互代替。 但是，两者又有一定的关联，前缘隆起破坏可能导致

58、整体稳定破坏加速。但是，两者又有一定的关联，前缘隆起破坏可能导致整体稳定破坏加速。整体稳定性计算问题整体稳定性计算问题 用圆弧滑动面法进行稳定性分析时，一定用圆弧滑动面法进行稳定性分析时，一定要对整个软弱土层进要对整个软弱土层进行全面搜索，而不仅仅是到坡脚点、或桩底行全面搜索，而不仅仅是到坡脚点、或桩底。 在某些情况下圆弧不一定是最危险的滑动面，也就是说土体不在某些情况下圆弧不一定是最危险的滑动面，也就是说土体不一定沿圆弧滑动，如下面右图对土钉墙进行外部稳定性分析时，一定沿圆弧滑动，如下面右图对土钉墙进行外部稳定性分析时，图中红线所示折线滑动面可能比圆弧更危险，因此图中红线所示折线滑动面可能比

59、圆弧更危险，因此不能将圆弧滑不能将圆弧滑动面法视为唯一的方法。动面法视为唯一的方法。软弱土层软弱土层软弱土层软弱土层45-/245+/2土层转换为超载的两种情况土层转换为超载的两种情况假定地面可认为等效可认为等效不一定等效不一定等效关于水泥土桩作用的关于水泥土桩作用的 大体量的加固体，如水泥土大体量的加固体，如水泥土挡墙，变形主要为刚性转动而挡墙，变形主要为刚性转动而不容易发生弯曲不容易发生弯曲 形状瘦长的加固体，弯曲先形状瘦长的加固体，弯曲先于剪切破坏于剪切破坏ucu.k11 23qfju1 3qqlu0.15 qqc 值只能取值只能取0.2qj0.4qj 目前水泥土加固作为增强体的计算模式

60、倍受质疑，应该慎用，在一目前水泥土加固作为增强体的计算模式倍受质疑，应该慎用，在一级基坑中最好不用。级基坑中最好不用。如无试验数据，如无试验数据，fcuk 可参照下列数据取值：可参照下列数据取值：砂土：砂土：1.12.0mpa；粉土：；粉土：0.61.1mpa；黏性土：黏性土：0.51.0mpa；淤泥质土：淤泥质土：0.40.7mpa；淤泥：；淤泥：0.30.5mpa水泥土挡墙的变形水泥土挡墙的变形hm 将坑底标高以上的土压力转换为水平力h、力矩m。 按挡墙嵌固段截面计算：=（mb0/ e i0）0.2h =y kh=eiic00244234432442344313babababadbdbdb