地下建筑工程逆作法技术规程89

地下建筑规程逆作法技术规程JGJ165－2019福建省建筑设计研究院曾志攀逆作法结构设计本书共分八章，第五章设计5.1设计原则5.2围护结构设计5.3竖向结构设计5.4水平结构设计5.5地基基础设计5.6节点设计及构造5.0．逆作法一般流程支护结构与主体结构全面相结合，即围护结构采用“两墙合一”的地下室连续墙，即作为基坑的围护结构又作为地下室的外墙；地下结构的水平梁板体系替代水平支撑；结构的立柱和立柱桩作为竖向支承系统。支护结构与主体结构全面相结合的总计设计方案一般采用逆作法施工，以盆式开挖为例，其一般流程为：首先施工地下连续墙、立柱和工程桩；然后周边留土、基坑中部开挖第一层土；之后进行地下首层结构的施工；开挖第二层土，并施工地下一层结构的梁板；同时可根据工期上的安排接高柱子和墙板施工地上一层结构；开挖第三层土，并施工地下二层结构，同时施工地上二层结构；基坑中部开挖到底并浇筑底板，基坑周边开挖到底并施工底板，同时施工地上三层结构；施工立柱的外包混泥土及其他地下结构，完成地下结构的施工。图5.1为一个三层地下室基坑采用支护结构与主体结构相结合的典型流程。5.1设计原则补充第一章总则1.0.1逆作法设计与施工质量，做到安全适用、技术先进、经济合理5.1.1宜采用极限状态法，以分项系数的设计表达式进行设计5.1.21承载能力极限状态：5.1.22正常使用极限状态：强条5.1.3：安全等级与重要性系数5.1.3地下建筑工程逆作法结构设计应根据结构破坏可能产生的后果，采用不同的安全等级及结构的重要性系数并应符合下列规定：1施工期间临时结构的安全等级和重要性系数应符合表5.1.3规定；2当支承结构作为永久结构时，其结构安全等级和重要性系数不得小于地下结构安全等级和重要性系数；3支承结构安全等级和重要性系数应按施工与使用两个阶段选用较高的结构安全等级和重要性系数；表5.1.3临时结构的安全等级和重要性系数安全等级破坏后果γ0一级支护结构破坏、土体变形对基坑周边环境及地下结构施工影响严重1.10二级支护结构破坏、土体变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.0三级支护结构破坏、土体变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.94当地下逆作结构的部分构件只作为临时结构构件的一部分时，应按临时结构的安全等级及结构的重要性系数取用。当形成最终永久结构的构件时，应按永久结构的安全等级及结构的重要性系数取用。安全等级与重要性系数安全等级的划分与重要性系数的确定是对逆作法工程的重要性的认识及计算参数的确定，安全等级的划分的划分是个难度很大的问题，定量说明很难。采用按逆作法基坑支护破坏的后果分为很严重、严重及不严重三种情况分别对应于三个安全等级，其重要性系数的选用与《建筑结构设计统一标准》相一致。安全等级与重要性系数-2表5.1.3虽然给出了逆作法“临时结构的安全等级和重要性系数”，但是设计者在进行逆作法结构设计时还是很难把握这个安全等级。《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2019这两本规程对基坑工程进行分类，分为一、二、三级，这也是对基坑工程重要性的分类，分类的标准有定量的概念，对逆作法的安全等级分类有重要的参考价值，使用上又与现行的国标是统一的。给出出两两国国标标的的分分类类标标准准表表基基坑坑工工程程类类别别类别分类标准一级重要工程或支护结构作主体结构的一部分；开挖深度大于10m；与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑二级除一级和三级外的基坑属二级基坑三级开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑5.1.4逆作作法法结结构构设设计计时时的的荷载载组组合合1抗倾倾覆覆及及抗抗滑滑移移时时，，应应按按承载载力力极极限限状状态态下荷荷载载效效应应的的基本本组组合合进行行组组合合，，其其分分项项系系数数应应为为1.0。2当计计算算围围护护结结构构、、水水平平和和竖竖向向结结构构承承载载力力时时，，上上部部结结构构传传来来的的荷荷载载效效应应、、相相应应的的地地基基反反力力及及这这部部分分结结构构所所直直接接承承受受的的施施工工荷荷载载效效应应应应按按承载载力力极极限限状状态态下荷荷载载效效应应的的基本本组组合合进行行组组合合，，并并应应采采用用相应应的的分分项项系系数数。3基本本组组合合的的荷荷载载分分项项系系数数规规定定5.1.4逆作作法法结结构构设设计计时时的的荷荷载载组组合合-24裂缝缝宽宽度度和和变变形形，应应按按正常常使使用用极极限限状状态态下下荷载载效效应应的的标准准组组合合进行行组组合合。。5围护护结结构构竖竖向向沉沉降降，施工工阶阶段段传至至基基础础底底面面的的荷荷载载效效应应应应按按正常常使使用用极极限限状状态态下下荷载载效效应应的的标准准组组合合进行行组组合合。。当当围围护护结结构构作作为为永永久久结结构构使使用用时时，，在在使用用阶阶段段传至至基基础础底底面面的的荷荷载载效效应应应应按按正常常使使用用极极限限状状态态下下荷载载效效应应的的准永永久久组组合合进行行组组合合，，不不应应计计入入风风荷荷载载和和地地震震作作用用。。6支撑撑结结构构的的竖竖向向沉沉降降，传传至至基基础础底底面面的的荷荷载载效效应应应应按按正常常使使用用极极限限状状态态下下荷载载效效应应的的准永永久久组组合合进行行组组合合，，不不应应计计入入风风荷荷载载和和地地震震作作用用，，并并应应按按施施工工与与使使用用不不同同阶阶段段的的荷荷载载分分别别计计算算5.1.4逆作法结结构设计计时的荷荷载组合合-37承载力极极限状态态下荷载载效应组组合，应应符合现现行国家家标准《建筑结构构荷载规规范》GB50009的有关规规定。5.1.5地下建筑筑工程逆逆作法结结构设计计的荷载应符合下下列规定定：1水平荷载载：应包包括逆作作法施工工阶段外外围护结结构所传传递的水水压力、、主动土土压力或或静止土土压力、、坑外地地面荷载载的侧压压力。作作为永久久结构的的构件在在使用阶阶段，应应包括外外墙结构构所传递递的水压压力，静静止土压压力、坑坑外地面面荷载的的侧压力力。2竖向荷载载：应包包括逆作作法施工工各阶段段逆作法法结构构构件自重重及施工工荷载，，应包括括取土、、运土时时可能作作用于逆逆作法结结构上的的荷载。。作为永永久结构构在使用用阶段的的竖向荷荷载，应应包括结结构自重重、活活荷载、、风荷荷载和地地震作用用引起的的竖向力力，作用用于底板板的水浮浮力。5.1.6地下建筑筑工程逆逆作法结结构设计计应进行行下列计计算和验验算：1承载能力力极限状状态的计计算和验验算：1）围护结结构的稳稳定性计计算，包包括整体体滑动、、抗滑移移、抗倾倾覆稳定定性；2）降水设设计计算算，抗浮浮、抗隆隆起验算算；3）围护结结构在施施工和使使用阶段段受弯、、受剪、、受压承承载力计计算；4）主体结结构兼作作围护结结构、支支撑结构构时，结结构承载载力计算算和稳定定性验算算。5.1.6-22正常使用用极限状状态的计计算和验验算：1）主体结结构兼作作围护结结构的沉沉降验算算；2）竖向支支撑结构构的沉降降计算。。3支撑体系系和围护护结构的的内力和和变形宜宜采用空空间作用用的整体体分析方方法。当当施工与与使用阶阶段构件件的使用用条件变变化时，，应按最最不利情情况验算算。5.2围护结构构设计5.2.1围护结构构可根据据受力条条件分段段按平面面问题进进行计算算：1）逆作法法中地下下室楼板板可作为为围护结结构的水水平支撑撑，楼板板可视为围护护结构不不动铰支支点；2）当围护护结构兼兼作地下下室外墙墙时，围围护结构构与楼板板处的支支点可视视为不动动铰支点点，墙外外侧的土土压力宜取静止土土压力。。静止土压力系系数（5.2.1）φ′——土的有效效内摩擦擦角（°）。5.2围护结构构设计-1围护（支支护）结结构的内内力与变变形分析析是基坑坑工程也也是地下下建筑逆逆作法工工程设计计中的重重要内容容。目前前常用的的分析方方法主要要有平面面竖向弹弹性地基基梁法。。也是本规规程及《基坑规程程》推荐的常常规使用用计算方方法分段按平平面问题题分析原理理：平面竖向向弹性地地基梁法法假定围围护结构构为平面面应变问问题，将将围护结结构看做做一竖向向放置的的弹性地地基梁，，开挖面面以下土土体对围围护结构构的支撑撑作用用用弹性支支座模拟拟，墙后后土体对对围护结结构的作作用用已已知的分分布力来来代替。。5.2弹性地基基梁法的的计算简简图图5.2.1弹性地基基梁法的的计算简简图5.2弹性地基基梁法的的计算简简图-a图5.2.1a弹性地基基梁法的的计算简简图5.2围护结构构设计-2上图为一一典型基基坑开挖挖过程的的计算简简图。取取围护长长度为b的一段作作为分析析对象，，列出弹弹性地基基梁的变变形微分分方程。。考虑土体体的分层层（m值不同））及水平平支撑（（逆作法法楼层））的设置置等实际际情况，，需要沿沿竖向将将弹性地地基梁划划分成若若干单元元，列出出每个单单元的微微分方程程，一般般可采用用杆系有有限元方方法求解解。划分分单元时时，尽量量考虑土土层的分分布、地地下水位位、支撑撑的位置置、基坑坑的开挖挖深度等等因素。。分析多多道支撑撑分层开开挖时，，根据基基坑开挖挖、支撑撑情况划划分施工工工况，，按照工工况的顺顺序进行行围护（（支护））结构的的变形和和内力计计算，计计算中需需考虑各各工况下下边界条条件、荷荷载形式式等的变变化，并取上一一工况计计算的围围护结构构的位移移作为下下一工况况的初始始值。5.2围护结构构设计-3平面竖向向弹性地地基梁法法目前已已经有很很多程序序可以求求解，国国内如同同济启明明星深基基坑支挡挡结构分分析计算算软件FRWS、北京理理正深基基坑支护护结构设设计软件件，北京京建研院院PKPM的施工技技术软件件中的深深基坑支支护结构构设计软软件等均均在基坑坑围护工工程中进进行了大大量的应应用，并并取得了了相当的的工程经经验。5.2围护结结构设设计-4荷载围护结结构的的水平平荷载载：水水、土土压力力土压力力采用用简单单的Rankine土压力力理论论，相相对简简单，，应用用广泛泛。适适用于于砂土土、黏黏土及及成层层土，，还能能考虑虑地表表超载载及有有地下下水的的情况况土压力力的类类型与与判定定按围护护结构构是否否发生生位移移以及及位移移的方方向与与大小小，可可以将将土压压力区区分为为以下下三种种：1.静止土土压力力如果围围护墙墙静止止不动动，即即位移移为零零时，，土体体作用用在墙墙上的的土压压力称称为静静止土土压力力，以以Po表示。。此时时，墙墙后土土体处处于弹弹性平平衡状状态。。例如如在深深基坑坑工程程中，，在基基坑开开挖之之前，，作用用在墙墙上的的土压压力即即为静静止土土压力力。此此外，，有时时因围围护墙墙位移移很小小，不不论墙墙前或或墙后后，均均按静静止土土压力力计算算，这这种简简化是是偏安安全的的。2.主动土土压力力如图5.2.2所示，，围护护墙在在基坑坑开挖挖到达达坑底底设计计标高高后，，位移移仍继继续增增大至至某一一定值值则土土体的的抗剪剪强度度将自自峰值值强度度降至至残余余强度度，对对于粘粘性土土，强强度降降低十十分显显著，，因此此此时时的土土压力力又将将增大大。3.被动土土压力力在图5.2.2中，墙墙前坑坑底以以下的的土体体，因因围护护墙在在墙后后主动动土压压力的的推动动下，，产生生向坑坑内侧侧的位位移，，推力力越大大，则则位移移越大大。推推力与与土体体对围围护墙墙的反反力相相等，，但方方向相相反。。墙前前土体体所能能承受受的推推力有有一个个极限限。当当推力力增大大达到到极限限平衡衡状态态时，，此时时土体体的反反力称称为被被动土土压力力，以以Pp表之。。被动土土压力力是在在上述述条件件下，，土体体所能能承受受的最最大推推力，，在图图5.2.2中，作作用在在坑底底以下下围护护墙BC段上的的土压压力是是否会会增大大至被被动土土压力力，取取决于于墙后后作用用的主主动土土压力力的大大小。。如果果基坑坑开挖挖较深深，而而围护护墙入入土深深度又又较小小，则则主动动土压压力较较大，，为了了平衡衡，墙墙前土土压力力将得得以充充分发发挥，，以至至BC整段均达达到被动动土压力力。如基基坑开挖挖较浅而而围护墙墙入土深深度又相相对较大大，则作作用在BC段的墙前前土压力力将达不不到被动动土压力力，或者者在该段段的上半半部会达达到，而而下半段段则达不不到。土压力静止土压力系系数φ′——土的有效效内摩擦擦角（°）土压力主动土压力系系数：土压力被动土压压力系数数荷载：围围护外侧侧土压力力的计算算1、主动土土压力或或静止土土压力的的分布模模式本规程（（《建筑基坑坑支护技技术规程程》以后简称称《基坑规程程》）推荐的的土压力力的分布布模式：：开挖面面以上按按三角形形分布，，开挖面面以下按按矩形分分布，如如图5.2.1a所示。2、土压力力计算1）水土合合算和水水土分算算水土合算算采用土土的饱和和重度计计算水土土压力，，不再考考虑水压压力的作作用。水土分算算将地下下水位以以下的水水土压力力区分为为有效土土压力和和水压力力，分别别计算后后再叠加加为总的的水土压压力。荷载：围围护外侧侧土压力力的计算算2）关于土土压力计计算是采采用水土土合算还还是水土土分算，，规程规规定了简简单的适适用条件件：对砂土、、碎石土土采用水水土分算算1）当计算算点位于于地下水水位以上上时：（5.2.2－1）2）当计算算点位于于地下水水位以下下时：（5.2.2－2）对黏性土土采用水水土合算算（5.2.2－3）式（5.2.2-2）水土分算算公式推推导（5.2.2-2）令水位在基基坑面以以上ηwa=1水面以上上土+水面以下下土+水位下水水水土分算算推导公公式（5.2.2-2）的计算算简图：：荷载：水水压力计计算3、水压力力计算规程简单单规定：：直接采采用静水水压力计计算。条文说明明：5.2.2：公式（（5.2.2-3）是水土土合算的的表达式式，公式式（5.2.2-1）与(5.2.2-2）是水土土分算的的表达式式。这里里的水土土分算公公式只适适用于静静水压力力的情况况，有渗流水水压力不适用此此公式。。基坑内、、外双侧侧水位的的处理采用用内内力力计计算算方方法法为为全全量量法法时时，，基基坑坑内内、、外外双双侧侧同同时时存存在在的的水水压压力力不不做做抵抵消消，，直直接接与与土土压压力力结结果果叠叠加加；；特殊殊情情况况下下的的土土压压力力计计算算在实实际际的的基基坑坑工工程程中中，，荷荷载载情情况况千千变变万万化化，，墙墙后后往往往往有有超超载载的的情情况况，，包包括括地地表表作作用用有有均均布布荷荷载载、、作作用用有有一一定定宽宽度度的的条条形形荷荷载载、、三三角角形形荷荷载载、、距距离离围围护护结结构构一一定定距距离离处处有有与与围围护护结结构构平平行行的的条条形形基基础础或或矩矩形形基基础础，，此此外外还还有有基基坑坑上上部部放放坡坡开开挖挖及及基基坑坑外外侧侧有有大大面面积积卸卸土土等等等等。。规程程仅仅列列举举了了a),b)两种种特特殊殊荷荷载载的的计计算算方方法法，，其其他他特特殊殊情情况况土土压压力力计计算算可可以以参参考考其其他他规规程程、、地地方方标标准准及及设设计计手手册册。。a)本规规程程5.2.3.2条：：墙墙后后地地表表作作用用有有均均布布荷荷载载；；（5.2.3－4）b)5.2.3.3条：：墙墙后后地地表表作作用用有有一一定定宽宽度度的的条条形形荷荷载载；；（5.2.3－5）这里里补补充充一一些些特特殊殊土土压压力力的的计计算算公公式式c)三角角形形荷荷载载计算算简简图图：：注意意：：1.σ1k采用用条条形形附附加加荷荷载载的的计计算算方方法法，，见见公公式式（（5.2.3-5）;q1——作用于基坑面面的三角形荷荷载标准值（（kPa）2.三角形附加荷荷载q1作用在基坑边边缘时（即b1＝0），系统不做做扩散处理，，令σ1k＝q1；σ1k作用范围：基基坑面到基坑坑面以下b0范围内；3.公式（5.2.3-5）同样适用于于计算作用在在基坑面以下下一定深度的的三角形附加加荷载产生的的竖向应力标标准值。d）集中荷载计算简图：（5.2.3-6）（5.2.3-6.1）式中：eh，max——最大附加侧向向压力标准值值（kPa）；QL——作用在地表的的集中荷载（（kN/m）；h——附加侧向压力力分布范围（（m）；Ka——计算深度处主主动土压力或或静止土压力力系数，参见见前面公式；；a——集中荷载距支支护结构的距距离（m）；β——见图5.2.3-5所示；φ——土体内摩擦角角（°）。注意：作用到基坑坑下一定深度度的集中荷载载计算同地面面集中荷载。。e）条形基础或或矩形基础荷荷载计算简图计算公式当时时与支护结构平平行的条形基基础（5.2.3-7）与支护结构平平行的矩形基基础（5.2.3-8）当Zi在其他高度范范围时：式中：p0——分布在基础底底面的均布附附加压力（kPa），已经扣除除基础底面处处土自重压力力，由用户交交互；σ1k——分布在计算深深度处的竖向向均布附加压压力（kPa）；a——基础边距支护护结构边的距距离（m）；b——基础底面宽度度（m）；l——基础底面长度度（m）；dh——基础埋置深度度（m）。f）放坡f.1、一级放坡本规程及《建筑基坑支护护技术规程》（JGJ120-99）中未具体规规定放坡对主主动土压力影影响的计算方方法。推荐放放坡对主动土土压力的影响响采用《广州地区建筑筑基坑支护技技术规定》（GJB02-98）方法，即将将放坡等效为为荷载。计算简图：计算公式：坡脚处放坡引引起的土自重重压力：（5.2.3-9）f）放坡情况下，，基坑外侧任任意深度产生生的竖向应力力标准值σ1k当时时（5.2.3-10）当时时（5.2.3-10.1）当时时（5.2.3-10.2）5.2围护结构设计计-5弹性支座的反反力可由下式式计算：（5.2.3-11）式中Ti——第i道支撑的弹性性支座反力；；Kbi——第i道支撑弹簧刚刚度；Yi——由前面方法计计算得到的第第i道支撑处的侧侧向位移；Yoi——由前面方法计计算得到的第第i道支撑设置之之前该处的侧侧向位移；5.2围护结构设计计-6内支撑刚度的的取值：1）临时钢筋混混泥土梁系支支撑或钢支撑撑对于采用十字字交叉对撑钢钢筋混泥土支支撑或钢支撑撑，内支撑刚刚度的取值如如下式所示：：（5.2.3-12）式中A——支撑杆件的横横截面积；E——支撑杆件材料料的弹性模量量；L——水平支撑杆件件的计算长度度；S——水平支撑杆件件的间距；5.2-62）钢筋混泥土土梁板支撑体体系采用钢筋混泥泥土梁板支撑撑体系，此时时支撑刚度较较大，可以认认为是个不动动铰支座，但但是如果地下下室面积很大大好几万平米米，尺度达几几百米时还是是应该计算支支撑刚度，水水平内支撑刚刚度的计算相相对简单，由由下式确定：：（5.2.3-13）式中A———计算宽宽度内内支撑撑梁板板的横横截面面积；；E———支撑梁梁板的的弹性性模量量；L———支撑梁梁板的的计算算长度度；一一般取取开挖挖宽度度一半半。5.2围护结结构设设计-7地基土土水平平抗力力比例例系数数m的确定定：围护结结构的的平面面竖向向弹性性地基基梁法法的m法实质质上是是从水水平向向受荷荷桩的的计算算方法法演变变而来来的，，因此此严格格讲开开挖面面以下下地基基土的的水平平抗力力比例例系数数m应以根根据单单桩水水平荷荷载试试验结结果按按下式式计算算:（5.2.3-14）5.2.7式中m———地基水水平抗抗力系系数的的比例例系数数（MN/m4）,该数值值为基基坑开开挖面面以下下2（d+1）m深度内内各土土层的的综合合值；；Hcr——单桩水水平临临界荷荷载（（MN），根根据《建筑桩桩基技技术规规范》（JGJ94-94）附录录E方法（（JGJ94-2019）附录录C方法确确定；；xcr——单桩水水平临临界荷荷载对对应的的位移移（m）；vr——桩顶位位移系系数，，可按按基坑坑规程程表C.3.1采用（（先假假定m，试算算α）；b0——计算宽宽度（（m）,按本规规程第第B.0.3条计算算。EI————桩身抗抗弯刚刚度。。5.2.7桩顶位位移系系数vr表表C.3.1换算深度αhd≥4.03.53.02.82.62.4vr2.4412.5022.7272.9053.1633.526注：表表中当无试试验或或缺少少当地地经验验时，，第I土层水水平抗抗力系系数的的比例例系数数mi可按下下列经经验公公式计计算：：5.2.7式中——第i土的固固结不不排水水（快快）剪剪内力力摩擦擦角标标准值值（度度）；；——第i土的固固结不不排水水（快快）剪剪粘聚聚力标标准值值(Pa);Δ———基坑底底面处处位移移量（（mm），按按地区区经验验取值值，无无经验验时可可取10。各类土土的m经验值值表表5.2-7地基土类别淤泥、淤泥质土、饱和流塑、软塑黏性土，e>0.9粉土，松散粉细砂，松散、稍密填土可塑黏性土，e>0.75~0.9粉土，湿陷性黄土，中密的中粗砂，密实老填土硬塑、坚硬黏性土，湿陷性黄土，

e<0.9粉土，中密的中粗砂，密实老填土中密、密实的砾砂，碎石类土m(KN/m4)2500~60006000~1400014000~3500035000~100000100000~300000桩顶水平位移（mm）6~124~83~62~51.5~3建筑桩桩基技技术规规范根根据试试桩结结果的的有关关统计计分析析亦给给出了了各种种土体体m值的经经验值值，如如表5.2-7所示。。但这这里的的m值与水水平位位移的的大小小相关关，当当围护护结构构的水水平位位移与与表中中对应应的水水平位位移不不相符符时，，需对对m值作调调整。。上海地地区m值经验验范围围地基土分类m(Kn/m4)流塑的黏性土1000~2000软塑的黏性土、松散的粉砂性土和砂土2000~4000可塑的黏性土、稍密~中密的粉性土和砂土4000~6000坚硬的黏性土、密实的粉性土、砂土6000~10000水泥土搅拌桩加固，置换率>25%水泥掺量<8%2000~4000水泥掺量>12%4000~6000上海市市基坑坑工程程设计计规程程根据据上海海地区区的工工程经经验，，对各各类土土建议议了如如表3-2所示的的m值范围围，可可以作作为软软土地地区m值的参参考。。5.2.7从上述述两个个规程程有关关m值的确确定方方法可可以看看出，，不同同的规规范或或规程程得到到的m值的范范围可可能相相差较较大，，因此此m值的确确定在在很大大程度度上依依赖于于当地地的工工程经经验。。至此：：平面面竖向向弹性性地基基梁法法所需需的参参数、、荷载载、边边界加加上围围护结结构设设计本本身的的几何何材料料参数数可以以算出出围护护结构构的变变形、、内力力及不不动铰铰支座座或弹弹性支支座的的反力力。回到《混凝土土结构构设计计规范范》GB50010-2019，围护护构件件（一一般指指排桩桩、地地下连连续墙墙）设设计问问题可可以解解决回到本本规程程的条条文上上，关关于围围护结结构设设计的的一些些具体体规定定：5.2.8-1、2、3、45.2.95.2.105.2.115.2.125.3竖向结构设设计看本节的第第一条条款款的规定5.3.1当设计地下下结构竖向向构件时，，在施工与与使用的不不同阶段应应采用与其其受力状态态相符的计计算模型及及相应的荷荷载值进行行内力分析析和截面验验算。当存在叠合合构件时，，尚应考虑虑二次叠合合施工方法法对构件承承载力和构构件变形的的影响。5.3.2地下结构的的竖向结构构构件，宜宜选用钢管管混凝土柱柱、型钢混混凝土组合合柱或钢筋筋混凝土柱柱。5.3.3~6条都是是一些构造造要求，结结合条文说说明，清楚楚也容易理理解及实行行。5.4水平结构设设计看本节的第第一条条款款的规定5.4.1逆作法施工工的水平结结构是指与与围护结构构相连的地地下室楼板板。由于水平构构件传递地地下室侧边边的土压力力，因此要要求其具有有足够的强强度、刚度度，并应满满足建筑各各阶段的功功能要求。5.4.2地下结构楼楼板宜采用用梁板式或或格梁式，，当有可靠靠措施时也也可采用整整体装配式式5.4.3、4、5、7条都是是一些构造造要求，结结合条文说说明也容易易理解及实实行。5.4.6采用半逆作作法施工时时，设计应应采用考虑虑梁轴向变变形的计算算模型进行行相关的内内力分析。。当有叠合合构件时应应按叠合构构件的计算算原则进行行相关计算算。再回头看看看5.1节第6条第3款的条文5.1.6-3支撑体系和和围护结构构的内力和和变形宜采采用空间作作用的整体体分析方法法。当施工与与使用阶段段构件的使使用条件变变化时，应应按最不利利情况验算算。这水平和竖竖向结构的的设计，必必须按照逆逆作法施工工与使用各各阶段，与与逆作法围围护结构相相应的工况况，分别求求出其内力力变形并进进行构件验验算。水平、竖向向结构与围围护结构形形成了一个个空间的结结构，每一一步的求解解当然应该该采用5.1.6-3规定的空间的整体体分析方法法。水平结构，，全逆作法就就是结构地地下部分的的梁板体系系，半逆作作法就只有有梁系，还还需要叠合合；而竖向结构就基本上只只有钢骨或或芯柱，都都需要叠合合施工及验验算的。回到5.1第5条荷载的规定定在5.1.5条列举了水平平的、竖向向的需要考考虑的荷载载一般内支撑撑的空间结结构计算不不考虑围护护结构的刚刚度贡献，，分析就变变得相对简简单了；把把围护结构构由平面竖竖向弹性地地基梁法（（m法）分析得得到的铰接接或弹性支支座的反力力作用在内内支撑的空空间结构的的边梁上，，采用一般般的空间作作用的有限限元法即可可求得各支支撑构件，，包括竖向向构件的内内力和位移移。5.4-8空间有限元元内支撑体体系的分析析方法一、空间杆杆系--内水平支撑撑只有钢筋筋混凝土梁梁半逆作法时时内水平支支撑只有钢钢筋混凝土土梁，形成成杆系结构构的水平支支撑系统，，包括地下下楼盖梁系系及围檩（（边梁），，竖向是钢钢骨或芯柱柱，可以采采用空间杆杆系有限元元法对其内内力和变形形进行分析析。此时水平支支撑形成一一个的封闭闭自平衡体体系，平面面复杂时，，添加在围围檩上的土土压力不平平衡时，会会产生刚体体位移，结结构分析是是应该添加加适当的约约束，以限限制整个结结构的刚体体位移。一一般方法：：在结构上上施加不相相交于一点点的三个约约束连杆，，形成静定定的约束结结构，保证证分析得到到的结果与与不加约束束是一致的的。采用普通空空间杆系有有限元程序序就可以分分析，采用用PKPM的SATWE或TAT就可以分析析。采用大大型有限元元程序当然然也可以。。5.4-8a在采用m法需要先确确定的支撑撑的弹性刚刚度，对于于复杂的内内撑体系，，难于直观观利用前面面介绍的公公式（5.2.3-12）计算，利利用空间杆杆系有限元元程序，可可以用一个个简单的方方法求得：：在水平支支撑的围檩檩上施加于于围檩垂直直的单位分分布荷载p=1kN/m，求得围檩檩上各节点点的平均位位移δ，则弹性支支座的刚度度为:(5.4.1-1)5.4-8b二、内水平平撑：梁板板支撑体系系一般逆作法法，都利用用地下结构构的梁板体体系作为基基坑的内支支撑，此时时水平支撑撑体系的受受力分析必必须考虑梁梁板的共同同作用，根根据实际结结构形式建建立起，考考虑围檩、、主梁、次次梁、楼板板和立柱（（需要二次次成型的钢钢骨、钢管管柱或混凝凝土芯柱））及留出取取土口或顺顺作空间的的实际的有有限元模型型。一般的大型型通用有限限元程序如如ANSYS、SAP2000、MADIS、ABQUS等均能完成成这种分析析。5.4-8c这里采用ANSYS举例说明一一下需要注注意的事项项：主体结结构的主梁梁、次梁要要采用可以以考虑轴向向变形的弹弹性梁单元元（ANSYS中BEAM188号单元）。。钢筋混凝凝土楼板采采用三维板板单元（ANSYS中SHELL63号单元），，该单元既既有弯曲能能力又有膜膜力，可以以承受平面面内的荷载载和法向荷荷载。在分析模型型中要做耦耦合处理，，使梁元与与板元在交交界面上共共用节点能能够协调有有效传递内内力，变形形的协调就就不一定要要求。这样结构分分析模型，，除围护墙墙（排桩））外，梁（（围檩）、、板、柱均均按照实际际的尺寸、、厚度建模模计算。5.4-8d有板单元参参与同样水水平支撑也也形成自平平衡的封闭闭体系，平平面复杂时时往往四周周的围护传传来的水平平荷载分布布我们加上上后不对称称，求解时时要设置必必要的边界界条件以限限制模型在在水平面内内的刚体运运动。有三种边边界条件件处理方方法：（1）在位移移较小角角部设置置固定支支座；（2）在模型型周边加加法向弹弹簧，弹弹簧刚度度难确定定，需要要经验；；（3）在模型型周边加加切向弹弹簧，基基坑边变变形切向向位移比比法向要要小得多多，此法法更合理理。切向向弹簧刚刚度Kt有文献提提出简单单的计算算方法。。（5.4.1-2）式中b——计算宽度度（m）；h——计算高度度（m）；fs———土与围护护间的侧侧摩阻力力（kPa），可参参考灌注注桩的侧侧摩阻力力取值；；d——侧摩阻力力达到最最大值时时的位移移（mm）。约束的数数目也需需要经验验，太少少没有效效果，多多了也与与实际不不符，水水平构件件计算内内力会偏偏小，又又不安全全。没有约束束刚体位位移，或或约束少少了，会会出现在在围檩上上加上的的土压力力，不平平衡部分分转由立立柱来承承受，这这也不合合理。5.4.8-2逆作法设设计与普普通基坑坑支护设设计很大大的不同同在于，，一是一一般没有有拆支撑撑的工况况，二就就是立柱柱(竖向构件件)的叠合设设计。立立柱要承承受水平平支撑的的重量，，挖土运运土的重重量，有有时还要要承受同同时施工工的上部部结构的的几层的的重量。。立柱的的内力必必须求解解清楚，，梁板水水平构件件承受面面内、面面外双向向的荷载载，也要要分析清清楚。面面内荷载载同一般般基坑一一样，m法求得的的支座反反力，均均匀反作作用在围围檩上即即为维护护结构传传来的水水平荷载载。所以规程程强调：：5.1.6-3空间整体体分析的的方法。。非逆作法法设计时时，往往往只要做做水平支支撑的平平面内分分析，就就可以达达到工程程需要。。5.4.9三维“m”法简介介三维“m”法继承承平面分分析的思思路，原原理简单单明确，，克服了了传统平平面竖向向弹性地地基梁法法计算模模型过于于简单，，并且需需要将围围护结构构与支撑撑体系分分开计算算的缺点点。建立起支支护结构构的三维维有限元元模型，，内支撑撑也根据据实际的的构件尺尺寸建立立梁、板板、柱有有限元模模型，反反映真实实的内支支撑刚度度，可以以直接计计算出围围护与支支撑结构构在各个个开挖施施工工况况下的位位移、内内力。对于空间间效应强强的挡土土结构（（如圆筒筒型），，三维““m”法有更更大的优优质与必必要性。。三维“m”思路延延续平面面“m”，其参参数选取取已经有有相当的的经验。。5.4.10考虑土与与结构共共同作用用的三维维有限元元分析法法平面及三三维“m”法均没没有考虑虑土与结结构的共共同作用用，因而而无法评评价基坑坑开挖对对周边环环境的影影响。三维连续续介质有有限元法法考虑土与与结构的的共同作作用三维维连续介介质有限限元法分分析应力力包括全全部六个个分量，，土体需需要三维维六面体体单元，，围护墙墙及楼板板采用板板单元，，立柱、、梁采用用三维梁梁单元来来模拟。。在分析中中想要得得到较好好的结果果需考虑虑围护结结构与土土体的接触问题，并并采用弹弹塑性土土体本构构关系。。5.5地地基基基础设设计条文5.5.1条文5.5.2条文5.5.3条文5.5.45.5.5当结构地地基采用用天然地地基时，，施工阶阶段采用用的柱下下支承桩桩在使用用阶段可可不考虑虑其作用用。5.5.6多桩基础础，并在在计算各各桩顶反反力、筏筏板或承承台内力力时，不不宜考虑虑逆作施施工期间间柱下桩桩的支承承作用。。条文5.5.7条文5.5.85.6节节点点设计及及构造5.6.1节点设计计应符合合下列规规定：1围护结构构与地下下结构的的水平构构件连接接接头可可采用刚刚性接头头、铰接接接头和和不完全全刚性接接头等形形式。另外两种种柔性接接头做法法，下图图6.6.3-1a刚性接头头做法2当有防水水要求时时，节点点的设计计应满足足防水要要求。1）外围护护结构和和地下连连续墙墙墙身的防防水以及及施工段段接缝防防水设计计；密排排桩桩间间的防水水设计。。2）外围护护结构与与基础底底板接缝缝处的防防水。3）竖向结结构在底底板位置置的防水水。4）水平结结构在外外围护结结构上连连接节点点的防水水。5.6.1节点设计计应符合合下列规规定-2：3当地下连连续墙仅仅作为围围护结构构时，槽槽段接头头可采用用柔性接接头；当当地下连连续墙作作为主体体结构的的一部分分时，槽槽段接头头应采用用刚性接接头。4当采用钢钢管、型型钢或钢钢管混凝凝土支承承柱时，，支承柱柱与地下下结构的的水平构构件连接接接头除除应符合合本节规规定外，，尚应符符合国家家现行标标准《钢结构设设计规范范