深基坑设计手册

1、深基坑设计手册目 录1总则11.1编制目的11.2适用范围11.3编制依据1主要技术文件12基本要求32.1一般规定32.2标准32.3设计荷载32.4工程材料53基坑工程设计53.1基坑保护等级5根据基坑开挖深度等因素，基坑工程安全等级分为以下三级：5根据基坑周围环境的重要性程度及其与基坑的距离，基坑工程环境保护等级应分为以下三级：6当基坑周围环境没有明确的变形控制标准时，可根据基坑的环境保护等级参考下表确定基坑变形的设计控制指标。63.2围护结构选型63.3围护结构插入比73.4围护稳定性计算7板式支护7水泥土重力式支护83.5围护结构变形及内力计算8一般规定8型钢水泥土搅拌墙内力计算8地

2、下连续墙变形及内力计算93.6地基加固方法的选择及指标要求11水平基床系数Kh参考取值123.7支撑布置要求144主体结构设计164.1一般规定164.2结构型式164.3结构计算164.4结构配筋率175构造要求185.1变形缝、施工缝的构造185.2混凝土保护层厚度185.3抗震构造要求185.4钢围檩与钢支撑节点构造措施195.5地下连续墙钢筋及钢筋连接器布置方式196防水236.1防水设计原则及防水等级26防水设计原则26隧道工程结构防水等级26混凝土结构自防水276.2结构外防水层的设计29叠合衬砌结构底板、侧墙的外防水层的选择原则29非叠合衬砌结构底板、侧墙的外防水层的选择原则29

3、结构顶板防水层的选择原则306.3结构接缝防水的设计30结构接缝的设置原则30结构接缝的防水构造措施30结构接缝的渗漏处理原则327结构耐久性设计337.1设计目的与总体要求337.2设计原则337.3环境作用等级347.4混凝土最低强度等级347.5表面裂缝计算宽度限制357.6混凝土保护层厚度357.7胶凝材料用量367.8耐久性设计总体要求367.9材料要求37（1）混凝土及其配合比要求377.10构造要求387.11混凝土耐久性的附加措施397.12混凝土耐久性检验40混凝土碱含量检验40混凝土密实度、抗碳化、抗裂性检验40混凝土结构裂缝和渗水状况的监测41 1 总则1.1 编制目的为

4、规范、统一上海市道路隧道设计相关技术标准，便于技术管理，特制定本设计指导意见。1.2 适用范围本设计指导意见适用于上海地区采用盾构法和明挖法建造的城市道路隧道。其他同类工程也可参考。1.3 编制依据在依据遵循国家现行的相关规划的法律、法规、标准与规范的前提下，制定和执行本程序。1.3.1 主要技术文件GB50153-2008工程结构可靠性设计统一标准GB50223-2008建筑工程抗震设防分类标准GB50007-2011建筑地基基础设计规范GB50009-2012建筑结构荷载规范GB50010-2010混凝土结构设计规范GB50011-2010建筑抗震设计规范GB50017-2003钢结构设计

5、规范GB50038-2005人民防空地下室设计规范GB50051-2002烟囱设计规范GB50108-2008地下工程防水技术规范GB50367-2006混凝土结构加固设计规范JGJ79-2002建筑地基处理技术规范JGJ81-2002建筑钢结构焊接技术规程JGJ82-2011钢结构高强度螺栓连接技术规程JGJ94-2008建筑桩基技术规范JGJ107-2010钢筋机械连接技术规程JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程JTJ/T259-2004水下深层水泥搅拌法加固软土地基技术规程YB9258-97建筑基坑工程技术规范DG/TJ08-40-2010地基处理技术规范DG/TJ08-50-20

6、12隧道工程防水技术规程DG/TJ08-61-2010基坑工程技术规范DGJ08-9-2003建筑抗震设计规程DGJ08-11-2010地基基础设计规范DGJ08-114-2005临时性建（构）筑物应用技术规程DB11/489-2007建筑基坑支护技术规程DB29-38-2002建筑桩基检测技术规程DB29-65-2011挤扩灌注桩技术规程DB29-202-2010建筑基坑工程技术规程DB33/T1008-2000建筑基坑工程技术规程GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范（2011年版）GB50205-2001钢结构工程施

7、工质量验收规范GB50208-2011地下防水工程质量验收规范GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范GB50666-2011混凝土结构工程施工规范JGJ18-2012钢筋焊接及验收规程JGJ106-2003建筑基桩检测技术规范DB29-103-2010钢筋混凝土地下连续墙施工技术规程DGJ08-218-2003建筑基桩检测技术规程DG/TJ08-202-2007钻孔灌注桩施工规程DG/TJ08-236-2006市政地下工程施工质量验收规范DG/TJ08-2001-2006基坑工程施工监测规程DG/TJ08-2073-2010地下连续

8、墙施工规程2 基本要求2.1 一般规定（1）工程结构的设计以工程勘察资料为依据，根据工程沿线的建设条件、考虑施工和建成后对环境的影响和环境的改变对结构的作用，通过技术经济、功能效果、环境和社会效益的综合评价，选择施工方法和结构型式。（2）结构应用以概率理论为基础的极限状态设计法，应分别按施工阶段和正常使用阶段进行强度、刚度、稳定性计算和耐久性设计，并进行裂缝宽度验算。（3）主体结构安全等级为一级，设计使用年限为100年，在使用阶段承载力计算中，荷载效应组合的设计值乘以重要性系数1.1。（4）根据工程所处的具体位置及周围环境的条件和要求，分段确定基坑变形控制保护等级。（5）隧道结构在荷载、结构形

9、式和工程地质条件发生显著改变的部位设置变形缝时，应采取工程技术措施，控制变形缝两侧不产生影响结构使用的差异沉降。 2.2 标准（1）结构抗震设防类别乙类，抗震设防烈度为7度，并按8度采取抗震措施。（2）混凝土结构允许裂缝开展，暗埋段、引道段钢筋混凝土构件最大裂缝宽度0.2mm，对于临时地下支护结构一般可仅对施工阶段的变形进行验算。（3）结构进行抗浮验算时，应按最不利情况验算，自重抗浮分项系数可取1.051.1，当仅采用自重进行抗浮时，自重抗浮分项系数不宜小于1.1。（4）结构设计需按6级人防抗力等级验算，并设置相应的防护措施。2.3 设计荷载明挖隧道结构设计荷载可按下表采用。明挖隧道结构荷载分

10、类 表2.3-01荷载类型荷载名称永久荷载结构自重地层压力地基反力水压力及浮力侧向土压力混凝土收缩及徐变作用设备重量 地基下沉影响力可变荷载基本可变荷载地面超载地面超载引起的侧向土压力隧道内部荷载（车辆荷载、行人荷载等）其他可变荷载温度作用（力）施工荷载偶然荷载地震载荷人防荷载注：1.设计中要求考虑的其他荷载，可根据其性质分别列入上述三类荷载中；2.静水压力按设计常水位计算；3.施工荷载包括：设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载、施工堆载、相邻隧道施工的影响。（1）永久荷载结构自重按建筑结构荷载规范（GB50009）附录A选用并按结构断面尺寸及材料重度计算。地层压力竖向地层压力可按顶板上全部

11、覆土重量计算。地基反力水压力及浮力侧向土压力宜按水土分算原则考虑。当地层以粘性土为主并有可靠工程经验时，施工阶段水平地层压力按水土合算，采用经验系数计算；砂性土按水土分算，采用主动土压力（郎肯土压力公式）计算。使用阶段水平地层压力采用水土分算，按静止土压力计算。混凝土的收缩及徐变作用设备重量地基下沉影响力（2）可变荷载地面超载一般可按标准值20kPa计算，因盾构施工需要占地部分按30kPa计；对于道路上的车辆荷载由计算确定；基坑开挖阶段钢支撑上的竖向施工荷载可按4kPa计算。地面超载引起的侧向土压力汽车荷载按城市道路和公路等相对应的车辆荷载标准进行包络计算。设备荷载依据设备的实际重量、动力影响

12、、安装、吊运荷载等进行结构计算。施工荷载：按实际情况考虑（3）偶然荷载：地震荷载、人防荷载地震荷载应按现行上海市工程建设规范建筑抗震设计规程（DGJ08-9）的规定计算确定；人防荷载应按现行国家标准人民防空工程设计规范（GB50225）的规定计算确定。2.4 工程材料（1）混凝土最低强度等级：内部结构为C35；作为永久结构的地下连续墙和钻孔灌注桩为水下C30。（2）混凝土应采用自防水混凝土，处于不同埋深区域的隧道结构防水混凝土的抗渗等级应符合下表规定：防水混凝土设计抗渗等级 表2.4-01工程埋置深度（m）设计抗渗等级020P82030P103040P12（3）钢筋可采用HPB300级、HRB

13、335级、HRB400级钢，强度控制的钢筋混凝土框架结构宜采用HRB400钢筋。3 基坑工程设计3.1 基坑保护等级3.1.1 根据基坑开挖深度等因素，基坑工程安全等级分为以下三级：（1）基坑开挖深度大于、等于12m或基坑采用支护结构与主体结构相结合时，属一级安全等级基坑工程；（2）基坑开挖深度小于7m时，属三级安全等级基坑工程；（3）除一级和三级以外的基坑均属二级安全等级基坑工程。根据基坑工程安全等级确定基坑变形设计控制指标 表3.1-01基坑环境保护等级围护结构最大侧移坑外地表最大沉降一级0.4H0.32%H二级0.5H0.4%H三级0.8%H0.64%H3.1.2 根据基坑周围环境的重要

14、性程度及其与基坑的距离，基坑工程环境保护等级应分为以下三级：基坑工程的环境保护等级 表23.1-02环境保护对象保护对象与基坑的距离基坑工程环境保护等级优秀历史建筑、有精密仪器与设备的厂房、其它采用天然地基或短桩基础的重要建筑物、轨道交通设施、隧道、防汛墙、原水管、自来水总管、煤气总管、共同沟等重要建（构）筑物或设施sH一级H<s2H二级2H<s4H三级较重要的自来水管、煤气管、污水管等市政管线、采用天然地基或短桩基础的建筑物等sH二级H<s2H三级注：1.H为基坑开挖深度，s为保护对象与基坑开挖边线的净距；2.基坑工程环境保护等级可依据基坑各边的不同环境情况分别确定；3.位

15、于轨道交通设施、优秀历史建筑、重要管线等环境保护对象周边的基坑工程，应遵照政府有关文件和规定执行。3.1.3 当基坑周围环境没有明确的变形控制标准时，可根据基坑的环境保护等级参考下表确定基坑变形的设计控制指标。根据基坑工程环境保护等级确定基坑变形设计控制指标 表3.1-03基坑环境保护等级围护结构最大侧移坑外地表最大沉降一级0.18H0.15%H二级0.3H0.25%H三级0.7%H0.55%H3.2 围护结构选型围护结构型式应根据工程所处的具体工程位置、周围环境条件、基坑开挖深度确定，一般条件下围护结构的选型原则：（1）开挖深度在25m时，采用重力式水泥土搅拌桩围护。（2）开挖深度在511m

16、时，采用钻孔灌注桩或650(58m)、850(811m)水泥土型钢搅拌墙等型式围护结构。（3）开挖深度在1114m时，采用0.6m厚地下连续墙作为围护，设三五道支撑；在特殊条件下可以考虑采用咬合桩。（4）开挖深度在1418m时，采用0.8m厚地下连续墙作为围护，设四六道支撑；（5）开挖深度在1825m时，采用1m厚地下连续墙作为围护；（6）开挖深度在25m以上时，采用1.2m厚地下连续墙作为围护。3.3 围护结构插入比围护结构入土深度取决于基坑稳定性验算、土层性质及基坑安全等级等因素，一般情况下可参考以下原则：（1）水泥土重力式搅拌桩围护结构，插入比一般为0.81.4。（2）型钢水泥土搅拌墙围

17、护结构型钢的入土深度主要由基坑整体稳定性、抗隆起稳定性和抗滑移稳定性综合确定，型钢插入比一般为0.81.2；水泥土搅拌桩隔水帷幕入土深度满足基坑抗渗流和抗管涌的要求，同时水泥土搅拌桩入土深度应大于型钢入土深度。（3）开挖深度不超过20m的基坑，地下连续墙插入比一般为0.750.85，开挖深度大于20m的基坑，地下连续墙插入比一般为0.700.80。3.4 围护稳定性计算3.4.1 板式支护板式支护结构的稳定性验算内容包括：整体稳定性、坑底抗隆起稳定性、绕最下道内支撑点的坑底抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗渗流稳定性、抗承压水稳定性。 板式围护基坑稳定性验算 表3.4-01基坑保护等级整体稳定性坑

18、底抗隆起绕最下道内支撑点的坑底抗隆起抗倾覆稳定性抗渗流稳定性抗承压水稳定性一级1.252.52.21.21.521.05二级1.252.01.91.11.521.05三级1.251.71.71.051.521.053.4.2 水泥土重力式支护水泥土重力式支护基坑的稳定性验算内容包括：整体稳定性、坑底抗隆起稳定性、抗倾覆稳定性、抗水平滑动稳定性、抗渗流稳定性、抗承压水稳定性。重力式挡墙围护基坑稳定性验算 表3.4-02 整体稳定性坑底抗隆起抗倾覆稳定性抗水平滑动稳定性抗渗流稳定性抗承压水稳定性1.451.51.11.21.521.053.5 围护结构变形及内力计算3.5.1 一般规定板式支护体系

19、围护墙的设计计算，应根据支护结构的特性、基坑的使用要求、环境要求以及施工条件等因素，合理选择和确定地基土的物理力学性质指标与设计计算方法、设计计算工况应符合基坑分层开挖与设置支撑的施工期、主体地下结构分层施工与换撑施工期等的各种工况条件。围护墙兼作主体结构外墙时，尚应按照主体结构设计所遵循的相关规范要求，验算永久使用阶段的结构内力和变形等。板式支护体系围护墙的内力和变形宜采用竖向弹性地基梁法计算。计算时应考虑支撑点的位移、施工工况、支撑刚度及周边基底深坑等对围护结构内力与变形的影响。围护结构内力分析考虑沿纵向取单位长度按弹性地基梁计算，开挖阶段计算时计入结构先期位移值以及支撑的变形，按“先变形

20、，后支撑”的原则进行结构分析计算。土体的弹性抗力应根据地基土的性质、施工方法、施工参数等选取适当的水平及竖向基床系数进行计算。结构计算应充分考虑基坑开挖过程中挖土及支撑的“时空效应”，合理制定施工参数。3.5.2 型钢水泥土搅拌墙内力计算型钢水泥土搅拌墙截面设计主要是确定型钢截面和型钢间距。型钢截面的选择由型钢的强度验算确定，即需要对型钢所受的应力进行验算，包括型钢的抗弯及抗剪强度问题。确定型钢间距主要是对型钢水泥土搅拌墙中型钢与水泥土搅拌桩的交界面进行局部承载力验算，包括型钢与水泥土之间的错动剪切和水泥土最薄弱截面处的局部剪切验算。3.5.3 地下连续墙变形及内力计算1）计算原则地下墙作为叠

21、合墙的一部分，应按基坑开挖、回筑内部结构的施工过程和完成后的使用阶段等工况进行内力计算，并根据计算结果及墙体的不同截面刚度分别按施工阶段和使用阶段进行强度、刚度、稳定性计算。地下墙围护结构设计应根据施工和使用过程中在结构上可能出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计；当计入地震力或其它偶然荷载时，不需验算结构的裂缝宽度；当围护结构兼作上部建筑物基础时，尚应进行垂直承载能力和地基变形以及稳定性计算。地下连续墙结构计算宜按施工工艺要求确定相应的计算工况，开挖阶段围护结构计算时，必须计入墙体的先期位移及支撑的变形；内部结构按回筑施

22、工和使用工况分别计算各阶段内力后，进行最不利内力组合，得内力和变形的包络图。地下墙结构的内力和变形计算，宜采用竖向弹性地基的基床系数法计算，坑内开挖面以下地层对墙体的作用以一系列弹簧支座模拟。地层抗力应根据地层特性及其加固方法、施工方法、施工参数等选用适当的水平及竖向基床系数进行计算。2）计算方法目前常用的地下墙内力、变形计算方法主要有增量法和总和法两种。增量法a 使用条件增量法适用于各种施工方法的明挖段结构设计计算。逆筑法施工或其它特殊条件下施工的明挖段应采用增量法，施工过程中结构体系和荷载随着开挖、支撑、浇筑顶板、中板、底板及回筑内衬墙，在不断地发生变化，先计算由于荷载增量引起的内力，再与

23、前面各工况荷载增量引起的内力叠加。b 计算原理i.支撑的拆除：相当在拆撑处反向施加这一支撑力；ii.坑底土被挖除：坑底土被挖除时作用在墙上的荷载增量由两部分组成，第一部分为由于开挖引起的侧土压力的减少；随着开挖、每层坑内土体被挖除后，围护墙外侧水土压力保持不变，围护墙内侧挖除土体的卸载相当于在坑内挖除部位反向施加土压力q，其变化规律坑底以上为三角形分布，坑底以下为矩形分布。第二部分为被挖土体土抗力的释放，相当于在挖除土体部位对墙体反向施加这些土抗力R。图3.5-01 坑底土被挖除时作用在墙上的荷载增量c 采用m法计算时，坑底土弹簧的刚度随开挖过程而变小，图2.5-02示出了由于土弹簧刚度变小而

24、引起的荷载增量。假定第一次开挖完成后被动区土弹簧的刚度为Ka，相应弹簧的土抗力为Ra，第二次开挖完成后被动区土弹簧的刚度减少到Kb，则由此而产生的荷载增量为R=Ra(Ka-Kb)/Ka，作用方向与土抗力方向相反。图3.5-02 土弹簧刚度减小引起的荷载增量总和法a 使用条件适用于明挖顺作法施工的结构，按施工顺序分工况加荷，逐次求得最不利内力组合。b 计算原理i.在总和法计算简图中，已知外荷载是各施工阶段实际作用在墙上的有效土压力或其它荷载，支承由支撑弹簧和地层弹簧组成；ii.围护墙开挖阶段计算计入结构的先期位移值及支撑的变形，按“先变形、后支撑”的原则进行分析计算。3.6 地基加固方法的选择及

25、指标要求（1）基坑土体加固设计应综合考虑土质条件、基坑变形控制与环境保护要求、基坑稳定性、基坑支护形式、施工要求等因素，合理选择加固方法和确定加固范围。（2）基坑土体加固可采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆、注浆、降水等，基坑土体加固方法的使用范围如下表所示。基坑土体加固方法的使用范围 表3.6-01 地基土性加固方法对各类地基土的适用情况淤泥质土、黏性土粉性土砂土双轴水泥土搅拌桩三轴水泥土搅拌桩高压喷射注浆注浆降水注：表示慎用，表示可用，表示不适用。（3）基坑土体加固28天龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求。水泥宜采用强度等级不低于P.O 42.5级的普通硅酸盐水泥，水泥掺量和水灰比宜根据工程经

26、验或现场试验确定，并宜符合下列规定：双轴水泥土搅拌桩水泥掺入比13%，水灰比宜为0.50.6，28天无侧限抗压强度qu280.8MPa。三轴水泥土搅拌桩水泥掺入比20%，水灰比宜为1.21.5，28天无侧限抗压强度qu280.8MPa。高压喷射注浆水泥掺入比25%，水灰比宜为0.71.0，28天无侧限抗压强度qu281.0MPa。注浆加固水泥掺入比7%，水灰比宜为0.450.55，注浆加固应考虑加固体的不均匀性影响，注浆加固区域的外围宜采用水泥土搅拌桩或高压喷射注浆封闭。（4）坑内被动区的土体加固应满足以下要求：加固体的宽度、深度和平面布置应根据土质条件、开挖深度、环境保护要求、基坑支护形式、

27、基坑开挖方式等确定；加固体的宽度不宜小于基坑开挖深度的0.4倍，并不宜小于4m；加固体的深度不宜小于3m；加固体的平面布置可采用墩式加固、裙边加固+抽条加固(适用于细长型基坑)、满堂加固等形式。基坑环境保护等级为一级的基坑被动区土体加固宜采用三轴水泥土搅拌桩或高压喷射注浆。加固桩体宜用格栅形布置，相邻加固桩应有效搭接，搭接长度不宜小于150mm，并使被加固土体在平面和深度范围内连成整体。紧贴坑壁一排加固体应连续布置，当采用水泥土搅拌桩加固时，加固体与围护墙之间的空隙宜采用高压喷射注浆或注浆等措施进行加固。采用水泥土搅拌桩加固时，在坑底面以上需进行水泥土回掺，回掺高度和回掺量宜结合搅拌工艺及环境

28、保护要求综合确定。3.6.1 水平基床系数Kh参考取值采用弹性地基梁杆系有限元算法计算基坑围护结构内力和变形时，被动区水平基床系数Kh如何取值十分关键。Kh是综合反映地质条件、支撑和围护结构条件以及开挖施工条件的等效水平基床系数，Kh的取值关系到基坑围护结构设计的安全性、经济性和合理性。天然地基土水平基床系数Kh参考取值（详见表3.6-02），加固区地基土水平基床系数Kh参考取值（详见表3.6-03）。天然地基土水平基床系数Kh参考取值 表3.6-01土层编号土层名称地层埋深施工条件Kh(kN/m3)说明、杂填土，中压缩性粘土，砂质粉土地面以下07m降水疏干b=6mT=24h600010000

29、地表以下7m范围内，由于降水效果一般较好，表土有硬壳，施工参数比较容易掌握，故综合基床系数应较大、流塑性粘土b=6mT=24h60003砂质粉土415m降水疏干b=6mT=24h1200015000表中Kh值根据土层的压缩性及Ps值选取，压缩性较低、Ps值较高，则Kh值应取大者。、流塑性粘土地面以下7m基坑底面b=6mT=24h60001软塑性粘土，中到高压缩性b=6mT=24h8000100002粘质粉土或砂质粉土(微承压水层)中压缩性基坑底面以下b=6mT=24h12000150003粉质粘土，可塑性，中压缩性b=6mT=24h4粉质粘土或粘土，中压缩性b=6mT=24h硬塑粘土，中偏低压

30、缩性200001砂质粉土，中密性300002粉砂，中密至密实4000070000注：1.表中Kh值适用于狭长形基坑；对于空间效应比较明显的方形基坑以及超宽基坑仅供参考。2.表中Kh值适用于顺筑法、采用钢支撑的地铁基坑；若采用逆筑法或其它支撑形式（如砼支撑），该Kh值仅供参考。3.Kh取值原则：对于原状土，Kh在开挖面以下3m4m范围内取三角形分布计算，以下范围取矩形分布。4.b为每小段开挖长度（其间加2根支撑）；T为每小段开挖和支撑的施工时间。5.本表来源于申通地铁技术指导文件。加固区地基土水平基床系数Kh参考取值 表3.6-02加固方法地质条件Kh(kN/m3)备注加固工艺加固效果加固方式降

31、水粘土夹薄砂层强度提高30%砂性土强度提高60%双液分层注浆Ps1.01.2MPa抽条对撑淤泥质粘土夹粉砂层，底部坐落在无夹薄层粉砂的强度很低的淤泥质粘土层中10000如满堂加固，Kh增加一倍旋喷加固三重管双高压qu1.01.2 MPa抽条对撑基坑中部、下部为淤泥质粘土地层，地下墙底部插入软塑或可塑粘性土中2500030000如满堂加固，Kh增加一倍三重管旋喷qu1.0 MPa抽条对撑1500020000搅拌桩加固三轴搅拌qu1.01.2 MPa裙边基坑中部至底部坐落于淤泥质粘土地层，基坑底以下为流塑或软塑的粘性土（1）如满堂加固，Kh增加一倍对撑2500030000双轴搅拌qu1.0MPa裙

32、边对撑1500020000注：1.对于加固土，Kh在开挖面以下按矩形分布。2.表中所指三重管双高压旋喷为新式设备的三重管旋喷。3.搅拌桩加固时，加固区域与围护结构之间的空隙必须用旋喷填充。4.表中未提到的加固工艺（如超高压旋喷等），Kh值应以该工艺的试验或工程实测值为准。5.本表来源于申通地铁技术指导文件。3.7 支撑布置要求（1）围护结构第一道支撑体系宜采用混凝土支撑，当周围环境保护要求比较高时，可根据具体情况采用多道混凝土支撑与钢支撑结合的支撑体系;围护结构最下面一道支撑距基坑底的净距不宜小于3m。（2）支持杆件宜避开主体地下结构的墙、柱等竖向构件；对于无法避开的墙应采取可靠的孔口加固措施

33、以及后封孔措施。（3）水平支撑应在同一平面内形成整体，上、下各道支撑杆件的中心线宜布置在同一竖向平面内，支撑的平面布置应有利于土方开挖的平面布置形式；垂直取土处支撑杆件水平净距不宜小于4m。（4）基坑内凸出的角应设置可靠的双向约束。（5）支撑的标高设置应利用控制基坑周边围护墙的内力变形。（6）各道水平支撑间的净距以及支撑与坑底之间的净距不宜小于3m。（7）支撑与其下在拆前要施工的板净距不宜小于500mm4 主体结构设计4.1 一般规定（1）内部结构按底板支承在弹性地基梁上的平面框架进行内力分析，当围护结构与内衬墙结合面的设计剪应力小于0.6Mpa以上时，可按叠合墙计算，墙体计算厚度取内外墙厚度

34、之和。（2）地下连续墙与板之间采用钢筋连接器连接时，其节点可按刚接考虑。当考虑到连接器接头的设置标高。接头质量等施工因素难以做到理论计算中的刚接，跨中截面弯矩可增加1015%。（3）结构设计内力调幅可按下式计算：支座处弯矩：M1=M0-Q0b/3，其中M0为板中心处弯矩，Q0为板的剪力；支座处剪力：Q1=Q0-qb/2，其中Q0为板的剪力，q为作用顶板的荷载。4.2 结构型式（1）隧道暗埋段宜采用整体式多跨钢筋混凝土框架结构。（2）隧道引道段宜采用U形钢筋混凝土结构，路面结构位于地下水位以上时，引道段可采用重力式挡墙结构。（3）采用地下连续墙作为围护结构时，地下连续墙可与内衬墙组成叠合式或复合

35、式结构，成为永久性结构的一部分。4.3 结构计算（1）明挖段结构的计算一般可沿纵向取单位长度按支承在弹性地基上的平面框架分析，计算时宜考虑柱和楼板的压缩影响；逆筑法施工时，并应考虑立柱施工误差造成的偏心影响和立柱与外侧围护墙的沉降差对结构内力的影响；当结构、荷载有较显著的不对称时，应采用全断面法进行计算。（2）设置抗浮桩的结构，其作用可简化为一定刚度的弹簧或抗浮反力作用于结构上。图4.3-01 明挖结构断面计算简图（3）在遇到下列情况时，应对结构进行空间分析：1）结构上部直接建有建筑物或重要构筑物时；2）结构底板座落地层有显著差异时；3）覆土厚度沿纵向有较大变化时；4）空间受力作用明显处。（4

36、）隧道结构应选取隧道埋设最深、顶覆土厚以及地质条件突变处等不利位置进行断面内力计算。4.4 结构配筋率钢筋配置应按照强度计算和裂缝宽度验算进行：（1）受力钢筋的最小配筋率取0.2%和45ft/fy中较大值。（2）地下墙取每幅墙宽按“板元”计算，分布钢筋按经验配置为16200，支撑上下各1m范围内为20200；（3）顶板分布钢筋最小配筋率每侧为0.25%，间距间距150mm，顶板与侧墙交角处各自3m范围内为加强区，配筋率为不小于0.3%，间距100150mm、中板每侧为0.2%，间距200mm、底板每侧为0.2%，间距150mm；（4）双层侧墙的内衬墙外侧12150（双向），内衬墙内侧分布钢筋最

37、小配筋为0.2%；单层侧墙每例的分布钢筋的最小配筋率为0.2%。（5）分布钢筋的配筋率原则上按最小配筋率采用细筋密排的原则布置。5 构造要求5.1 变形缝、施工缝的构造（1）明挖段结构应设置变形缝，间距为2030m，局部区段由于开孔及其他因素的制约导致缝距过大，应增设施工缝或采取其它结构措施。（2）当因结构、地基、基础或荷载发生变化，可能产生较大的差异沉降时，宜通过地基处理、结构措施或设置后浇带等方法，将结构的纵向沉降曲率和沉降差控制在允许变形范围内。（3）施工缝位置和间距应综合考虑结构形式、受力要求、施工方法、气象条件及变形缝的间距等因素，并吸取其他类似工程的经验确定。5.2 混凝土保护层厚

38、度（1）钢筋的混凝土保护层厚度应根据结构类别、环境条件和耐久性要求等确定，在一般环境条件下应符合下表的规定：混凝土保护层最小厚度 表5.2-01类别地下墙顶板、底板中板内衬墙顶纵梁底纵梁壁柱厚度（mm）迎土面（外侧）703530355050背土面（内侧）503530305035注：1.在验算表面最大裂缝宽度计算式中，当保护层厚度超过30mm时，可将保护层的计算值取为30mm。（2）当梁、柱、墙中纵向受力钢筋的保护层厚度大于50mm时，宜对保护层采取有效的构造措施。当保护层内配置防裂、防剥落的钢筋网片时，网片钢筋的保护层厚度不应小于25mm。5.3 抗震构造要求（1）钢筋混凝土地下建筑的抗震构造

39、，宜采用现浇结构，需要设置部分装配式构件时，应使其与周围构件有可靠连接。（2）顶板开孔时，孔洞宽度应不大于该板宽度的30%；洞口的布置宜使结构质量和刚度的分布仍较均匀、对称，避免局部突变。孔洞周围应设置满足构造要求的边梁或暗梁。5.4 钢围檩与钢支撑节点构造措施（1）钢围檩和钢支撑杆件的拼接一般应满足等强度的要求，但在实际工程中受到拼接现场施工条件的限制，很难达到要求，应在构造上对拼接方式予以加强，如附加缀板、设置加劲肋板等。（2）同时应尽量减少钢围檩的接头数量，拼接位置也尽量放在围檩受力较小的部位。钢围檩与围护桩之间空隙应用高强度细石混凝土嵌实。图5.4-01 直撑与钢围檩的连接图5.4-0

40、2 斜撑与钢围檩的连接5.5 地下连续墙钢筋及钢筋连接器布置方式（1）地下连续墙作为主体结构的一部分，须满足结构耐久性的相关要求。（2）地下连续墙中既布置有开挖阶段受力钢筋，同时在基坑回筑阶段内部结构板要与地下墙进行固结，因此需在地下墙内预埋钢筋连接器。（3）钢筋接驳器除了接头区（两侧各约200mm）不能放置外，在浇捣混凝土的导管区也不能放置，应在两侧补足。下面根据地下墙钢筋及预留连接器的间距，分别给出不同厚度地下墙钢筋连接器的建议布置方式供参考，以满足地下墙导管的布置要求，从而更好地控制施工质量。（4）600mm地下墙钢筋连接器的建议布置方式以地下墙主筋及板连接筋间距均为150为例，说明地下

41、墙主筋及钢筋连接器的布置方式。1）地下墙主筋布置原则：每幅地下墙的理论计算钢筋量为n=地下墙幅宽/理论计算间距+2根( 为取整)，按设计主筋间距进行布置，接头区的钢筋可并在接缝两侧，如下图所示。图5.5-01 地下墙主筋布置图2）钢筋连接器的布置原则：钢筋连接器在接头区和导管区均不能放置，连接器并在导管区及接头区的两侧，其它区域钢筋连接器间距仍按板钢筋设计间距布置。图5.5-02 地下墙钢筋连接器布置图根据上述布置原则，连接器的布置分为三个不同的区段，不同区段连接器与板主筋的连接方式也不同。正常范围：连接器间距按板主筋设计间距布置，与板主筋进行连接；加密范围：导管及接头区范围内的连接器并在此范

42、围，与已布置的连接器上下重叠布置，均与板中主筋连接；导管及接头区范围：不布置连接器，板中主筋弯入内衬。图5.5-03 不同区段连接器与板主筋连接方式示意图（5）800mm地下墙钢筋连接器的建议布置方式以地下墙主筋及板连接筋间距均为150为例，说明地下墙主筋及钢筋连接器的布置方式。1）地下墙主筋布置原则：每幅地下墙的理论计算钢筋量为n=地下墙幅宽/理论计算间距+2根( 为取整)，按设计间距进行布置，接头区的钢筋可并在接缝两侧，如下图所示。图5.5-04 地下墙主筋布置图2）钢筋连接器的布置原则：钢筋连接器在接头区不能放置，在导管区可放置，但导管区钢筋连接器的预埋筋一般仅作为构造连接器，因此导管区

43、和接头区的连接器并在导管区及接头区的两侧，其它区域钢筋连接器间距仍按板钢筋设计间距布置。图5.5-05 地下墙钢筋连接器布置图根据上述布置原则，连接器的布置分为四个不同的区段，不同区段连接器与板主筋连接的连接处理方式也不同。正常范围：连接器间距按板主筋设计间距布置，与板主筋进行连接；加密范围：导管及接头区范围内的连接器并在此范围，与已布置的连接器上下重叠布置，均与板中主筋连接；导管区范围：仍布置连接器，连接器的预埋筋伸入墙体内约150mm，作为构造连接器。接头区范围：不布置连接器，板中主筋弯入内衬。图5.5-06 不同区段连接器与板主筋连接方式示意图6 地下水控制7 防水7.1 防水设计原则及

44、防水等级7.1.1 防水设计原则（1）地下工程的防水设计应根据气候条件、水文地质条件、结构特点、施工方法、使用要求等因素进行，满足结构的安全、耐久性和使用要求。（2）防水设计遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则，采取与其相适应的防水措施。当渗漏量小于设计要求，且排水不会引起周围地层下沉和影响结构耐久性时，可对进入主体结构内的渗漏水进行疏排。隧道结构以混凝土结构自防水为根本，以接缝防水为重点，并辅以附加防水层加强防水，满足结构防水和使用寿命的要求。（3）对于防水设计的具体人员而言，施工的气候条件、水文地质条件往往被忽视。诸如结构变形缝的缝宽在上海同一条隧道工程中几乎完全

45、一样，无论其前后施工气候是否相同，这就为今后变形缝变形不一致导致渗漏埋下了隐患。还有上海大多数土层为淤泥质粘土，然而也有粉土或砂性土等透水性较高的土层，这就决定了结构底板、侧墙等外防水层设置与否。但目前上海隧道工程中很少考虑在结构底板、侧墙外设置外防水层。（4）建议在今后的隧道工程结构防水设计的有关文件中，应补充气候条件、水文地质条件等相关内容，致使防水设计的具体人员在对结构防水做最终设计时确实做到“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”的原则。7.1.2 隧道工程结构防水等级现行地下工程防水技术规范二级防水等级的具体要求 表7.1-01防水等级防 水 标 准二级不允许漏水，结构表

46、面可有少量湿渍工业与民用建筑：总湿渍面积不应大于总防水面积（包括顶板、墙面、地面）的1/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过2处，单个湿渍的最大面积不大于0.1m2其他地下工程：总湿渍面积不应大于总防水面积的2/1000；任意100m2防水面积上的湿渍不超过3处，单个湿渍的最大面积不大于0.2m2，其中，隧道工程还要求平均渗漏量不大于0.05L/m2·d，任意100m2防水面积上的渗漏量不大于0.15L/ m2·d。7.1.3 混凝土结构自防水（1）高抗渗性混凝土的设计要求从防水和结构耐久性角度出发，设计具体提出了混凝土的抗渗等级（暗埋段P8，敞开段P6）、强度等

47、级（C35）、长期致密（抗冻融指标大于D150）、抗氯离子侵蚀（氯离子扩散系数<4×10-8cm2/s）、抗碳化（混凝土抗碳化能力，以理论计算达到100年）等要求，同时还提出了混凝土60天干燥收缩率（0.025%）和裂缝宽度（0.2mm，且不允许出现贯穿）的要求。对混凝土抗冻融循环的要求，并不是因为隧道处于严寒地区，而是工程界将它作为衡量混凝土长期致密的一个指标。此氯离子扩散系数的确定是和检测方法密切相关的，现在的数值仅限于“自然扩散法”检测。然而“自然扩散法”检测周期很长，只能作为检测混凝土最终质量的手段，不能作为工程的过程监测。因此还可引进周期较短的混凝土电通量检测，一般2

48、000库仑的混凝土品质就算是优良的。混凝土60天干燥收缩率是衡量混凝土抗裂防缩的一个重要标志，特别是在防水、耐久性等高标准的严格要求下，还要使混凝土不受自身水化热和外界温度影响而产生收缩。（2）混凝土自防水的基本配合比的要求混凝土的最大碱含量为3.0kg/m3；混凝土原材料（水泥、矿物掺合料、集料、外加剂、拌和水等）中引入的水溶氯离子总量，应不超过胶凝材料重的0.1%；混凝土的配合比应按高性能混凝土的要求配制；混凝土的配合比设计和混凝土配制，在满足施工和易性要求（必要的流动性），强度等级要求等基本要求外，应以混凝土密实性、抗渗透性能、抗裂性能和抗碳化性能为主要控制指标。（3）混凝土原材料的基本

49、要求胶凝材料为达到混凝土高性能、高耐久性的要求，混凝土配制时应选用优质的水泥，性能优良的矿粉、粉煤灰等矿物掺合材料，或者选用有上述二者复配形成的复合型胶凝材料；限制每立方米混凝土中胶凝材料的最低和最高用量，胶凝材料的技术性能要求如下：a.水泥宜选用强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。其质量必须符合通用硅酸盐水泥（GB175-2007）的要求；碱含量小于0.60%。C3A含量不宜超过8%；水泥比表面积350m2/kg（硅酸盐水泥），普通硅酸盐水泥的80µm方孔筛筛余10.0%；在确定最终水泥品种之前，应做水泥与所使用的掺和材料、外加剂等之间进行复配试验，以选用匹配的、性

50、能优良的水泥。b.粉煤灰粉煤灰原材料必须符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005）标准中规范的II级灰以上标准。c.矿粉原材料必须符合用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉（GB/T18046-2008）及混凝土结构耐久性设计与施工指南（CCES 01-2004）（2005年修订版）中S95级以上的要求。尽量减少胶凝材料中水泥的用量，掺和材料中对粉煤灰、矿粉等掺合比在不同季节宜作调整，优质粉煤灰、矿粉等矿物掺和料或矿物复合掺和料，掺量一般控制在30%50%。细骨料不得使用碱活性细骨料，要求使用中砂，品质符合建筑用砂（GB/T14684-2001），细度模数2.92.5符合区颗粒

51、级配。粒径0.06mm累计筛量不小于65%，粒径0.015mm累计筛量不小于95%，砂中含泥量1.5%，泥块含量0.5%。不得使用海砂、山砂及风化严重和多孔砂。粗骨料不得使用碱活性粗骨料，要求使用碎石，品质符合建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001），要求级配良好，最大粒径不得大于38mm，建议粒径525mm。碎石中氯离子含量0.02%，含泥量0.7%，泥块含量0.3%，吸水率1%，针片状含量8%。混凝土拌和用水混凝土拌和用水其品质符合混凝土用水标准（JGJ63-2006）的要求。外加剂外加剂的质量应符合混凝土外加剂（GB/8076-2008）及相关规范规定。外加剂的使用时应符合混凝土

52、外加剂应用技术规范（GB50119-2003）。可根据混凝土性能要求，合理选择高效减水剂（釆用聚羧酸类减水剂），并且与水泥、掺合料等胶凝材料的匹配性能良好。7.2 结构外防水层的设计7.2.1 叠合衬砌结构底板、侧墙的外防水层的选择原则（1）叠合衬砌的结构中，地下墙与内衬结构之间为刚性面连接，受构造限制，侧墙无法设置柔性外包防水层，主要靠内衬结构混凝土自防水。在浇筑内衬混凝土前，应加强对地下墙的堵水以减少渗漏，在地下墙墙缝和接驳器位置采用水泥基渗透结晶型防水涂层，也可在侧墙设置大面积水泥基渗透结晶型防水涂料作为刚性防水层。（2）在叠合衬砌结构底板，如果所在土层如果是砂性土或有承压水土层者，应设

53、置底板外包防水层。防水层应优先选择能与现浇混凝土粘结紧密的预铺防水卷材P类或膨润土防水毯。由于膨润土防水毯不能上翻至叠合衬砌，因此要做底板封边的构造。如果所在土层为淤泥质土，则可不设置防水层。7.2.2 非叠合衬砌结构底板、侧墙的外防水层的选择原则非叠合衬砌结构的底板、应根据施工工法选用优质柔性防水卷材（如预铺防水卷材P类、预铺防水卷材PY类、膨润土防水毯、SBS改性沥青防水卷材等）进行全包防水，以达到防水等级二级的要求。7.2.3 结构顶板防水层的选择原则顶板防水层宜选用粘结剥离强度高、延伸性好、可在潮湿基面施工的防水涂料（如单组分聚氨酯防水涂料、喷涂聚脲防水涂料、非固化沥青橡胶防水涂料等）。地下工程的顶板经常会有一些较为复杂的结构构造，诸如上翻梁、斜坡、挡墙等，同时更要考虑防水层与顶板混凝土基面粘结的紧密性，即应严格防止窜水现象的发生。防水涂料既在结构复杂构造中有良好的施工性，又可以和顶板基面紧密结合。7.3 结构接缝防水的设计7.3.1 结构接缝的设置原则隧道的结构接缝主要为隧道横向的伸缩缝和垂直施工缝，隧道纵向的于结构侧墙的水平施工缝三种。（1）伸缩缝设置原则隧道一般每25米左右设一道伸缩缝。隧道又采用了桩基来控制其竖向变形，因此隧道的伸缩缝仅起到隧道轴向伸缩缝的作用。在软土地基中的地下结构，控制结构的竖向变