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文档简介
PAGE381总则1.0.1为了在建筑基坑工程设计、施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本标准。1.0.2本标准适用于一般地质条件下临时性建筑基坑工程的勘察、设计、施工、检测和监测。湿陷性土、膨胀土等特殊土和岩石基坑支护,应结合当地工程经验应用本标准。1.0.3基坑工程的设计、施工、地下水控制、开挖、监测等应综合考虑工程地质与水文地质条件、周边环境条件与要求、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,因地制宜、合理选型、科学设计、精心施工、严格检测监测并信息化管理。1.0.4基坑支护工程除应符合本标准规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语和符号2.1术语2.1.1基坑excavations为进行建(构)筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。2.1.2基坑工程excavationengineering为保证基坑施工及使用期间的安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水、土方开挖与回填及环境保护等措施的总称,包括勘察、设计、施工、监测等。2.1.3基坑支护retainingandprotectionforexcavations为保护地下主体结构施工和基坑周边环境安全,采用的基坑临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。2.1.4支护结构bracingandretainingstructure支挡或加固基坑侧壁的结构。2.1.5基坑周边环境surroundingsaroundbuildingexcavation基坑开挖影响范围内既有建(构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。2.1.6排桩soldierpile以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。2.1.7土钉墙soilnailingwall加固基坑侧壁土体的土钉与护面等组成的支护结构。2.1.8土层锚杆soilanchor由设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。2.1.9预应力锚杆pre-stressedanchor由锚头、杆体自由端、杆体锚固段组成的能将张拉力传递到稳定岩土体中的一种受拉杆体。2.1.10微型桩miniaturepile沿基坑侧壁连续分布,用于控制基坑变形,提高基坑稳定性的各种小断面竖向构件。2.1.11复合土钉墙compositesoilnailingwall土钉墙与预应力锚杆、截水帷幕、微型桩中的一种或几种结合而成的基坑支护形式。2.1.12截水帷幕复合土钉墙compositesoilnailingwallwithcurtainforcuttingoffwater由截水帷幕与土钉墙结合而成的基坑支护形式。2.1.13预应力锚杆复合土钉墙compositesoilnailingwallwithpre-stressedanchor由预应力锚杆与土钉墙结合而成的基坑支护形式。2.1.14微型桩复合土钉墙compositesoilnailingwallwithminiaturepile由微型桩与土钉墙结合而成的基坑支护形式。2.1.15地下连续墙diaphragmwall用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。2.1.16重力式挡墙gravityretainingwall依靠自身重力使基坑侧壁保持稳定的支护结构。2.1.17竖井shaft建造于地面以下的垂直状钢筋混凝土构筑物,在平面轮廓上呈矩形、圆形或异形。2.1.18节段segment竖井施工时,一次完成一定高度井壁结构的划分。2.1.19信息施工法constructionmethodfrominformation根据施工现场的环境情况和监测数据,验证土层和设计参数,对施工安全性进行判断并及时修正施工方案的施工方法。2.1.20悬臂式支挡结构cantileverretainingstructure以顶端自由的挡土构件为主要构件组成的支挡式结构。2.1.21逆作法top-downmethod自上而下分阶开挖与支护的一种施工方法。2.1.22设计使用期限designworkablelife设计规定的从基坑开挖到预定深度至完成基坑支护使用功能的时段。2.1.23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截水、降水、排水、回灌等措施。2.1.24降水dewatering为防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑,用抽水井或渗水井降低基坑内外地下水位的方法。2.1.25基坑工程监测monitoringofexcavationengineering基坑施工及使用期限内,检查、监控基坑及周边环境的工作。2.1.26圆形大井法virtuallargediameterwellmethod即将圆形、方形、矩形,以及不规则多边形基坑,概化为圆形基坑。2.1.27超期服役基坑基坑支护超过设计使用年限,但仍需继续使用的基坑。2.2主要符号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;Q——基坑总涌水量;q0——地面均布荷载;Sd——作用效应基本组合的设计值;Sk——作用效应的标准组合值;s——降水引起的建(构)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;T0——预加轴向力值;V——剪力设计值;Vk——荷载标准组合的剪力值。2.2.2材料性能和抗力C——值;c——土的黏聚力;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、支撑的弹性模量或土的压缩模量;fpy——预应力钢筋的抗拉强度设计值;fptk——预应力钢筋的抗拉强度标准值;fyk——普通钢筋的抗拉强度标准值;fy——普通钢筋的抗拉强度设计值;g——单井涌水量;k——土的渗透系数;qsik——土与锚杆或土钉的极限粘结强度标准值;qu——水泥土壁的单轴抗压强度设计值;R——影响半径;Rd——结构构件的抗力设计值;Rk——锚杆或土钉的极限抗拔承载力标准值;γ——土的天然重度;γm——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——锚杆杆体的截面面积;——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——潜水含水层厚度;h——基坑深度或构件截面高度;hd——挡土构件的嵌固深度;l0——受压支撑构件的长度;la——锚杆锚固段长度;lf——锚杆自由段长度;M——承压含水层厚度;rw——降水井半径;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;α——锚杆、土钉的倾角或支撑轴线与水平面的夹角;β——土钉墙坡面与水平面的夹角。2.2.4设计参数和计算系数K——稳定性安全系数;Ka——主动土压力系数;Kp——被动土压力系数;ks——土的水平反力系数;kT——弹性支点轴向刚度系数;m——土的水平反力系数的比例系数;γ0——支护结构重要性系数;γF——作用基本组合的综合分项系数;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。3基本规定3.1设计原则3.1.1基坑支护设计应规定其设计使用期限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。3.1.2基坑支护应满足下列功能要求:1保证基坑周边建(构)筑物、管线、道路等的安全和正常使用;2保证主体地下结构的施工空间。3.1.3岩土工程条件按下列规定分为三类:1符合下列条件之一者为Ⅰ类:1)基坑侧壁受水浸湿可能性大;2)降水深度大于6m,降水对周边环境有较大影响;3)坑壁土多为松软的填土层或软弱土层。2符合下列条件之一者为Ⅱ类:1)基坑侧壁受水浸湿可能性较大;2)降水深度3~6m,降水对周边环境有一定影响;3)坑壁土局部为松软的填土层或软弱土层。3符合下列条件者为Ⅲ类:1)基坑侧壁受水浸湿可能性小;2)降水深度小于3m,降水对周边环境影响轻微;3)坑壁土很少有松软的填土层或软弱土层。3.1.4支护结构的安全等级应考虑基坑深度、周边环境条件、岩土工程条件的复杂程度等因素按表3.1.4综合确定。破坏后果很严重为一级基坑、破坏后果严重为二级基坑,破坏后果不严重为三级基坑。同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等级。基坑周边岩土工程条件的复杂程度应按本标准第3.1.3条确定。表3.1.4支护结构安全等级开挖深度h(m)环境条件与岩土工程条件a<0.50.5≤a≤1.0a>1.0=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIII=1\*ROMANI=2\*ROMANII=3\*ROMANIIIh>12一级6<h≤12一级一级二级一级二级h≤6一级二级二级二级三级注:(1)a表示邻近建(构)筑物基础外边缘(管线外边缘)至基坑底边缘的水平距离与邻近建(构)筑物基础外边缘(管线外边缘)基础(管线)底面至基坑底垂直距离的比值;(2)当a≤1.0且有重要建(构)筑物、管线或生命线工程时支护结构安全等级应为一级。3.1.5支护结构设计时应采用下列极限状态。1承载能力极限状态支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承受荷载,或出现压屈、局部失稳;支护结构及土体整体滑动;坑底土体隆起而丧失稳定;坑底土体丧失嵌固能力而使支挡式支护结构推移或倾覆;锚杆或土钉因土体丧失锚固能力而失效;重力式水泥土墙整体倾覆或滑移;重力式水泥土墙、支挡式结构因其持力土层丧失承载能力而破坏;地下水渗流引起的土体渗透破坏。2正常使用极限状态造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移;因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形;影响主体地下结构正常施工的支护结构位移;影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。3.1.6支护结构、基坑周边建(构)筑物和地面沉降、地下水控制的计算和验算应采用下列设计表达式:1承载能力极限状态支护结构构件或连接因超过材料强度或过度变形的承载能力极限状态设计,应符合式下列公式的要求:γ0Sd≤Rd(3.1.6-1)Sd=γFSk(3.1.6-2)式中:γ0——支护结构重要性系数,一级基坑γ0取1.1;二级基坑γ0取1.0;三级基坑γ0取0.9。基坑使用周期较长、有特殊要求的基坑工程可依据具体情况适当提高;Sd——作用效应(轴力、弯矩等)的基本组合设计值;Rd——结构构件的抗力设计值;γF——作用基本组合的综合分项系数,不应小于1.25;Sk——作用效应的标准组合值。整体滑动、坑底隆起、挡土构件嵌固段推移、锚杆与土钉拔动、支护结构倾覆与滑移等稳定性计算和验算,应符合下式要求:≥K(3.1.6-3)式中:Rk——抗滑力、抗滑力矩、抗倾覆力矩、锚杆和土钉的极限抗拔承载力等土的抗力标准值;Sk——滑动力、滑动力矩、倾覆力矩、锚杆和土钉的拉力等作用效应的标准值;K——稳定性安全系数。2正常使用极限状态由支护结构的位移、基坑周边建(构)筑物和地面的沉降等控制的正常使用极限状态设计,应符合下式要求:Sk≤C(3.1.6-4)式中:Sk——作用效应(位移、沉降等)的标准组合值;C——支护结构的位移、基坑周边建(构)筑物和地面的沉降的限值。3.1.7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:M=γ0γFMk(3.1.7-1)剪力设计值V:V=γ0γFVk(3.1.7-2)轴向力设计值N:N=γ0γFNk(3.1.7-3)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)。3.1.8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(构)筑物时,支护结构水平位移控制值、既有建(构)筑物的沉降控制值、沉降差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;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;2当支护结构构件同时用作主体地下结构构件时,支护结构水平位移控制值应符合主体结构设计对其变形的要求;3当无本条第1款、第2款情况时,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。3.1.9基坑支护应按实际的基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件进行设计。设计中应提出明确的基坑周边荷载限值、地下水和地表水控制等基坑使用要求。3.1.10支护结构按平面结构模型分析时,应按基坑各部位的开挖深度、周边环境条件、地质条件等因素划分设计计算单元。每一计算单元,取最不利条件进行计算。位于基坑边缘的电梯井、集水坑等特殊部位,宜单独划分计算单元。3.1.113.1.123.1.13对开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程或开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境和地下管线复杂,或影响毗邻建(构)筑物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程,在实施前,应对设计、施工方案进行专项论证。3.1.14水、土压力的分算、合算方法及土抗剪强度指标的选用应符合下列规定:1地下水位以上的黏性土、粉土,土的抗剪强度指标应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,地下水位以上的砂土、碎石土,土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´;2地下水位以下的黏性土,可采用土压力、水压力合算方法,正常固结和超固结土,土的抗剪强度指标应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,欠固结土,宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标cuu、φuu;3地下水位以下的粉土、砂土和碎石土,应采用土压力、水压力分算方法,土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´,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,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;土压力、水压力采用分算方法时,水压力可按静水压力计算;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;存在多个含水层时,应分别计算各含水层的水压力;4有可靠的地方经验时,土的抗剪强度指标可根据室内试验、原位试验得到的其他物理力学指标,按经验方法确定。3.2基坑设计的基本资料3.2.1岩土工程勘察报告。3.2.2建(构)筑物设计总说明及建筑总平面图、基础平面图、基础剖面图、地下结构平面图、地下结构剖面图、地基处理资料、地下室施工对基坑工程的要求等。3.2.3场地用地红线及基坑环境条件资料,包括基坑周边既有建(构)筑物的位置、尺寸、层数、结构类型、地基基础形式、基础埋深、荷载、使用年限、用途、现状等;各种既有地下管线和其他地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等;对既有供水、污水、雨水等地下输水管线,尚应包括其使用状况及渗漏状况;道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等;地面已有裂缝的分布、宽度及其发生原因。3.2.4基坑开挖与支护结构使用期内施工场地材料堆放、施工设备、临时建筑和道路布置及荷载等资料。3.2.5雨季时的场地周围地表水汇流和排泄条件,地表水的渗入对地层土性影响状况的资料。3.3支护结构选型3.3.1支护结构选型时,应综合考虑下列因素:1基坑深度;2工程地质和水文地质条件;34主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;5支护结构实施的可行性;6施工场地条件、施工季节和区域气候条件;7经济指标、环保要求和施工工期。3.3.2基坑支护结构应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工设备、工程经验和施工季节等条件,按表3.3.2选用。表3.3.2各类支护结构的适用条件序号支护结构形式适用条件1放坡开挖安全等级为二、三级的基坑;场地周边满足放坡条件,无重要建(构)筑物或地下管线的基坑。2水泥土重力挡墙支护安全等级为二、三级的基坑;周边无重要建(构)筑物或地下管线的基坑;适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、素填土等地基承载力特征值不大于140kpa的土层;深度不大于6m的基坑。3悬臂式排桩支护安全等级为二、三级的基坑;深度不大于6m的基坑;土体水平位移控制要求不严时的基坑。4支撑式排桩支护安全等级为一、二、三级的基坑;软土地质的基坑。5锚式排桩支护安全等级为一、二、三级的基坑;软土地质的基坑。6斜锚支护安全等级为二、三级的基坑;周边变形控制要求不严的基坑。7竖锚支护安全等级为二、三级的基坑;竖锚支护结构适用于坑外侧无锚杆施工空间场地。8土钉墙支护安全等级为二、三级的基坑;单一土钉墙,软土场地,基坑深度不宜大于6m;非软土场地,基坑深度不宜大于12m。9复合土钉墙支护土钉与预应力锚杆、微型桩等混合使用作为复合土钉墙时,软土场地,支护深度不宜大于6m;非软土场地,预应力锚杆复合土钉墙基坑深度不宜大于15m;水泥土桩、微型桩复合土钉墙支护深度不宜大于12m。10地下连续墙支护安全等级为一、二、三级的基坑;地下连续墙考虑兼作地下室外墙永久结构的全部或一部分使用的基坑。11双排桩支护双排桩主要适用于锚杆、土钉、支撑等受到实际条件的限制而无法实施,而采用悬臂式支挡结构难以满足承载力、变形控制的要求或者造价明显较高的情况。12竖井支护适用于市政竖井基坑。3.3.3同一基坑不同部位的周边环境、土层性状、基坑深度等不同时,可分别采用不同的支护形式。3.3.4基坑同一断面可采用上部、下部不同支护类型。基坑上部采用放坡或土钉墙,下部采用排桩的支护形式时,放坡或土钉墙的高度不宜大于基坑总深度的1/2,且应严格控制排桩顶部的水平位移。3.3.5不同支护形式的结合处,应考虑相邻支护结构的相互影响,其过渡段应有可靠的连接措施。4岩土工程勘察4.1一般规定4.1.1基坑工程岩土工程勘察宜与主体工程的岩土工程勘察同时进行。4.1.2基坑工程岩土工程勘察前,应取得以下资料:1附有基坑轮廓线、地面标高及周边现状的平面图;2当地常用的基坑支护方式以及施工降水的方法和经验;3基坑所属拟建建筑物的基础形式、结构类型。4.1.3主体工程初步勘察阶段,应根据岩土工程条件,搜集工程地质和水文地质资料,并进行工程地质调查,必要时进行勘察和室内试验,提出基坑支护方案的建议,同时应在初勘基础上对岩土工程条件进行分析,预测基坑工程中可能产生的主要岩土工程问题。4.1.4基坑工程的详细勘察应符合下列要求:1应根据基坑的复杂程度、开挖深度及场地条件确定勘察范围,开挖边界外不宜小于开挖深度的2倍;当开挖边界外无法布置勘探点时,应通过调查取得相应资料,并结合场地内的勘察资料进行综合分析;必要时可针对该区段补充施工阶段勘察;对于软土,勘察范围尚宜扩大;2控制性勘探孔不宜少于基坑工程勘探点总数的1/3,且每一基坑侧边不宜少于2个控制性勘探孔;3勘探孔的深度应根据基坑支护结构设计要求确定,一般性勘察孔深度不宜小于基坑深度的2.5倍;控制性勘探孔应穿过支护结构底部的相对软弱地层或承压水含水层;在基坑工程勘探深度内遇中等风化或微风化岩石时,可根据岩石类别及支护要求适当减少深度;4勘探点间距应根据场地地层条件确定,宜取15~25m,地层变化较大、有相对不利的岩土层或软弱结构面时,应增加勘探点,查明分布规律。4.1.5一般黏性土、粉土应钻探,并采取不扰动试样;软土宜进行静力触探、十字板剪切试验等原位测试;砂土、碎石土应进行标准贯入试验、圆锥动力触探试验;厚度大于3m的填土应采样试验或进行原位测试。4.1.6岩土试样的采取、原位测试的数量应符合《岩土工程勘察规范》GB50021的要求。4.1.7当场地水文地质条件复杂,且已有资料不能满足降水或防渗设计要求时应按下列要求进行专门的水文地质勘察:1查明开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况,查明各含水层的补给条件和水力联系,有承压水时,应分层测量其水头高度;2重要工程应现场测定场地各含水层的渗透系数和渗透影响半径;3分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响,并提出建议。4.2岩土参数4.2.1室内剪切试验方法的选取应与所采用的基坑开挖、支护方式及岩土工程条件相适应。4.2.2基坑工程勘察应提供土的常规物理试验指标、土的抗剪强度指标标准值、土的渗透性指标和设计要求提供的其它指标和参数,提供的指标和参数应准确。4.2.3土的抗剪强度指标应符合下列规定:1黏性土和粉土采用三轴固结不排水(CU)抗剪强度指标或直剪固结快剪强度指标;2砂土宜通过室内试验确定抗剪强度指标,也可按表4.2.3取值;3碎石土宜通过现场直剪试验确定抗剪强度指标,也可按表4.2.3取值;4存在饱水可能性时,应使土样饱和后再进行剪切试验;5土的抗剪强度指标应采用标准值。表4.2.3内摩擦角经验值经验值状态岩土名称岩土名称内摩擦角(°)松散稍密中密密实粉细砂<2323~2727~3131~33中砂<2626~3131~3535~38粗砂<2626~3232~3636~40砾砂<2727~3333~3838~41碎石土<2828~3535~4040~43注:1砂土和碎石土的黏聚力一般按零考虑。但当其中含有黏性土时,应根据黏性土的性质适当考虑其黏聚力,同时应对内摩擦角进行适当折减;2本表适用于4.2.4砂土的渗透系数可采用抽水试验、注水试验或室内渗透试验确定,黏性土、粉土的渗透系数可采用注水试验或室内渗透试验确定,当无试验数据时可参考表4.2.4。表4.2.4渗透系数(k)和影响半径(R)经验值土层名称黏土粉质黏土粉土粉砂细砂中砂粗砂砾、卵石k(m/d)<0.010.01~0.10.1~1.01.0~5.05.0~1010~2020~50>60R(m)<2020~4040~8080~150200~300400~500600~800>10004.3勘察报告4.3.1应提供基坑工程所需的地层结构、岩土的物理力学性质指标。4.3.2应提供各层地下水的类型、稳定水位(承压水头)、补给条件、水力联系和动态变化,并应分层提供渗透系数。4.3.3应建议基坑支护方案、防渗帷幕与施工降水方案。4.3.4宜评价基坑开挖引起的土体位移及地下水水位变化对基坑支护结构、邻近建(构)筑物和周围环境可能产生的影响,预测基坑工程中可能产生的主要岩土工程问题,评价发生流砂、流土、管涌等渗透破坏的可能性及其产生的影响,提出设计、施工应注意的事项和必要的保护措施建议。4.3.5宜分析特殊性岩土对基坑工程的影响,提出设计施工的措施建议。4.3.6应提供平面图、地层剖面图及与支护设计有关的岩土试验成果图表。5土压力计算5.1一般规定5.1.1土体作用在支护结构上的侧压力计算应考虑下列因素:1土的重度、抗剪强度等物理力学性质;2墙体相对土体的位移方向和大小;3地面坡度、荷载和邻近基础荷载;4地下水位及其变化幅度;5基坑工程的施工方法和施工顺序。5.1.2基坑支护结构计算,宜根据土与结构共同作用原理进行内力分析,并根据支护结构的位移条件确定作用在支护结构上的土压力。5.1.3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朗肯土压力理论计算;2在支护结构土压力的影响范围内,存在相邻建(构)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;3需要严格限制支护结构的水平位移时,支护结构外侧的土压力宜取静止土压力;4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灵敏度高的土、淤泥质土及淤泥主动土压力系数宜取1.0;6当基坑周边存在扰动源时,抗剪强度指标宜适当折减。5.1.4土压力计算时的各土层计算厚度应符合下列规定:1当土层厚度较均匀、层面坡度较平缓时,宜取邻近勘察孔的各土层厚度,或同一计算单元内各土层厚度的平均值;2当同一计算单元内各勘察孔的土层厚度分布不均时,应取最不利勘察孔的各土层厚度;3复杂地层且距勘察孔较远时,应通过综合分析土层变化趋势后确定土层的计算厚度,必要时应补充勘察孔;4相邻土层的土性接近,且对土压力的影响可以忽略不计或有利时,可归并为同一计算土层。5.2水平荷载5.2.1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5.2.1):1地下水位以上或水土合算的土层pak=σakKa,i-2ci(5.2.1-1)=tan2(45o-)(5.2.1-2)ppk=σpkKp,i+2ci(5.2.1-3)=tan2(45o+)(5.2.1-4)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;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);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),按本标准第5.2.4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层土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°),按3.1.14条确定。图5.2.1土压力计算2水土分算的土层pak=(σak-ua)Ka,i-2ci+ua(5.2.1-5)ppk=(σpk-up)Kp,i+2ci+up(5.2.1-6)式中:ua、up——分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa),按本标准第5.2.2条的规定取值。5.2.2支护结构外侧、内侧计算点的静止地下水压力(ua、up)可按下列公式计算。采用悬挂式截水帷幕时,应考虑地下水沿支护结构向基坑面的渗流对水压力的影响。ua=γwhwa(5.2.2-1)up=γwhwp(5.2.2-2)式中:γw——地下水的重度(kN/m3),取γw=10kN/m3;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。5.2.3作用在支护结构外侧的静止土压力强度标准值宜按下列公式计算:p0k=σakK0,i(5.2.3-1)(5.2.3-2)式中:K0,i——静止土压力系数;——第i层土的有效内摩擦角(°)。5.2.4土中竖向应力标准值(σak、σpk)应按下列公式计算:σak=σac+∑Δσk,j(5.2.4-1)σpk=σpc(5.2.4-2)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,按本标准第5.2.5条~第5.2.7条计算。5.2.5地面均布荷载作用下的土中附加竖向应力标准值应按下式计算(图5.2.5):Δσk,j=q0(5.2.5)式中:q0——地面均布荷载标准值(kPa),应按实际情况取值,不宜小于15kPa;施工车辆荷载作用时,不宜小于30kPa。图5.2.5均布竖向附加荷载作用下的土中附加竖向应力计算5.2.6局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力标准值可按下列规定计算:1条形基础下的附加荷载[图5.2.6(a)]:当d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ时:Δσk,j=(5.2.6-1)式中:p0——基础底面附加压力标准值(kPa);d——基础埋置深度(m);b——基础宽度(m);a——支护结构外边缘至基础的水平距离(m);θ——附加荷载的扩散角,宜取θ=45°;za——支护结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离。当za<d+a/tanθ或za>d+(3a+b)/tanθ时,取Δσk,j=0。2矩形基础下的附加荷载[图5.2.6(a)]:当d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ时Δσk,j=(5.2.6-2)式中:b——与基坑边垂直方向上的基础尺寸(m);l——与基坑边平行方向上的基础尺寸(m)。当za<d+a/tanθ或za>d+(3a+b)/tanθ时,取Δσk,j=0。3作用于地面的条形、矩形附加荷载,按本条第1、2款计算土中附加竖向应力标准值Δσk,j时,应取d=0[图5.2.6(b)]。图5.2.6局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力计算(a)条形或矩形基础;(b)作用于地面的条形或矩形附加荷载5.2.7当支护结构的挡土构件顶部低于地面,其上方采用放坡时,挡土构件顶面以上土层对挡土构件的作用宜按库仑土压力理论计算,也可将其视作附加荷载,并按下列公式计算土中附加竖向应力标准值(图5.2.7):1当a/tanθ≤za≤(a+b1)/tanθ时:(5.2.7-1)(5.2.7-2)2当za>(a+b1)/tanθ时:Δσk,j=γmh1(5.2.7-3)3当za<a时:Δσk,j=0(5.2.7-4)式中:za——支护结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离(m);a——支护结构外边缘至放坡坡脚的水平距离(m);b1——放坡坡面的水平尺寸(m);h1——地面至支护结构顶面的竖向距离(m);γm——支护结构顶面以上土的重度(kN/m3),对多层土取各层土按厚度加权的平均值;cm——支护结构顶面以上土的黏聚力(kPa),按本标准第3.1.14条的规定取值;Kam——支护结构顶面以上土的主动土压力系数,对多层土取各层土按厚度加权的平均值;Eak1——支护结构顶面以上土层所产生的主动土压力的标准值(kN/m)。当支护结构的挡土构件顶部低于地面,其上方采用土钉墙,按式(5.2.7-1)、(5.2.7-2)计算土中附加竖向应力标准值时可取b1=h1。图5.2.7挡土构件顶部以上放坡时土中附加竖向应力计算5.2.8临近基坑侧壁的既有建筑地基为复合地基时,土压力的计算宜符合下列规定:1刚性桩复合地基,作用于既有建筑基底土层的超载值q1可按基底天然地基承载力的1.2倍取用;当桩端位于基坑底面以下时,可不考虑桩端平面处的超载值;当桩端位于基坑底面以上时,桩端平面位置处的超载值q2可按应力扩散法计算得到的附加应力值取用,复合土层设计参数宜按天然地基取用;2散体材料桩复合地基,可将地基附加应力作为超载值取用,复合土层土体强度指标应按下列公式计算:(a)桩底位于基坑坑底以下(b)桩底位于基坑坑底以上图5.2.8临近既有建筑刚性桩复合地基时土压力的计算1—既有建筑;2—褥垫层;3-刚性桩(5.2.8-1)(5.2.8-2)(5.2.8-3)式中:、——分别为桩体材料和土的内摩擦角(°),可按工程经验取值;——分别为桩体材料和土的黏聚力(kPa);——面积置换率;——复合地基桩土应力比,可按地区经验确定。5.2.9临近基坑侧壁的既有建筑为桩基础时,土压力的计算宜符合下列规定:1作用于既有建筑基底的超载值q1可按基底天然地基承载力特征值的10%~20%取用;2桩端位于拟开挖基坑坑深以上时,作用于桩底平面位置处的超载值q2可按应力扩散法计算得到的附加应力值取用;3桩间土抗剪强度指标可按天然地基取用。桩底位于基坑坑底以下桩底位于基坑坑底以下图5.2.9临近既有建筑桩基础时土压力的计算1—既有建筑;2—基桩;6放坡6.1坡形设计和稳定性计算6.1.1基坑具有足够的放坡场地且不影响相邻建(构)筑物的安全和正常使用时,基坑侧壁可按一定坡度放坡。表6-1边坡坡度允许值类别状态边坡高度6m以内10m以内软质岩石微风化中等风化强风化直立1:0.151:0.201:0.101:0.201:0.25碎石土密实中密稍密1:0.201:0.251:0.301:0.251:0.301:0.40老黏性土坚硬硬塑1:0.301:0.331:0.351:0.40一般黏性土坚硬硬塑1:0.351:0.451:0.501:0.55粉土稍湿1:0.451:0.55注:1对砂类土,其放坡可根据当地经验,参照自然休止角确定。2岩石边坡尚应考虑岩石倾角和软弱结构面的不利影响。6.1.2坡形可根据地层、开挖深度、开挖方法、周边环境及场地使用情况选择斜坡坡面(图6.1.2-1)或阶梯状坡面(图6.1.2-2)。图6.1.2-1斜坡坡面图图6.1.2-2阶梯状坡面图6.1.3土坡的稳定性计算应符合下列规定:1无黏性土坡的稳定性计算应满足式(6.1.3-1)的要求:≥K(6.1.3-1)式中:K——稳定安全系数,取1.2;——砂土的内摩擦角(自然休止角)(°);β——坡角(°)。2黏性土坡稳定计算1)条分法最危险滑动面下粉土及黏性土土坡的圆弧滑动稳定安全系数采用条分法按式(6.1.3-2)进行计算(图6.1.3):≥Ks(6.1.3-2)式中:、——最危险滑动面上第i土条滑动面上土的黏聚力内摩擦角标准值,按本规程第3.1.14的规定取值;li——第i土条的弧长(m);bi——第i土条的宽度(m);Ks——圆弧滑动稳定安全系数,取值为1.2;wi——作用于滑裂面上第i土条的重量(kN∕m3),按上覆土层的天然土重计算;——第i土条弧线中点切线与水平线夹角(°);q0——地面均布荷载(kPa)。图6.1.3整体稳定计算简图2)土坡稳定计算图解法图解黏性土坡的稳定安全系数应根据附录A,按下列公式计算:(6.1.3-3)Ks=h0/h(6.1.3-4)式中:Ns——土坡的稳定数,根据附录A 确定;γ——土的重度(kN∕m3);c——土的黏聚力(kPa);h0——土坡计算高度(m);ks——土坡的稳定安全系数,不小于1.2;h——土坡实际高度(m)。6.2坡面防护6.2.1边坡坡顶、坡面、坡脚和水平台阶应设排水系统,在坡顶外围应设截水沟。6.2.2当边坡表层有积水湿地、地下水渗出或地下水露头时应根据实际情况设置外泄排水孔、盲沟排水、钻孔排水以及在上游沿垂直地下水流向设置地下排水廊道以拦截地下水等导排措施。6.2.3应清除局部不稳定土体,或采用其他有效措施加固。6.2.4已开挖完成的基坑坡面可采用以下方法防护。1水泥砂浆抹面;2挂网喷射混凝土;3塑料薄膜或防水土工布覆盖;4砂土包叠置等;5装配式面层(板)或其他新型材料覆盖。6.2.5砂土、易风化软岩、膨胀岩等边坡应随挖随覆盖,且1倍基坑深度以内的坡顶地面应采取防水措施。坡脚为无黏性土时,应做好坡脚的防护。7支护结构设计7.1一般规定7.1.1支护结构设计应结合岩土工程地质条件、水文地质条件、基坑深度、周边环境等因素,选择经济合理的支护形式。7.1.2支护结构设计应包含以下内容:1基坑开挖及各施工工况的设计;2支护结构布置及各构件的设计计算;3支护结构的局部及整体稳定性分析;4提出基坑工程施工、质量检测及监测的要求;5必要时提出施工顺序和开挖速率的要求。7.1.3不同支护形式联合应用时,应考虑其相互作用及变形协调。7.1.4支护结构设计施工图图示宜符合附录B要求。7.2土钉墙支护7.2.1土钉墙设计计算应符合下列规定:1土钉设计参数的确定应考虑土钉成孔、土钉钢筋的安放、注浆等施工工艺水平;土钉直径、长度、布置等应考虑成孔对坑边环境的影响;2单根土钉抗拔验算应符合式(7.2.1-1)要求:≥Kt(7.2.1-1)式中:Nkj——第j根土钉轴向拉力标准值,可按本条第3款确定;Rkj——第j根土钉极限抗拔承载力标准值(kN),可按本条第4款确定;Kt——土钉抗拉承载力安全系数;安全等级为二、三级的土钉墙,Kt分别不应小于1.6、1.4。3单根土钉轴向拉力标准值可按式(7.2.1-2)计算:(7.2.1-2)(7.2.1-3)式中:pak,j——第j根土钉位置处的水平主动土压力强度标准值(kPa);Sx,j、Sz,j——第j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距(m);——第j根土钉与水平面的夹角(°);——土钉轴向拉力调整系数公式,可按本条第10款确定;ζ——土压力坡度折减系数,当坡角为90°时,取1.0。β——土钉墙坡面与水平面的夹角。——基坑地面以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值。4土钉极限抗拔承载力标准值可按式(7.2.1-4)计算:(7.2.1-4)式中:dnj——第j根土钉锚固体直径(m);li——第根土钉在破裂面外穿越第层稳定土体内的长度(m),直线滑动面与水平面的夹角取;qsik——土钉穿越第i层土体与锚固体极限摩阻力标准值(kPa),根据岩土工程勘察报告或通过现场试验确定,亦可参照附录C选用。5土钉支护结构整体稳定性分析应采用圆弧滑动面简单条分法,按式(7.2.1-5)计算,整体稳定性验算简图见图7.2.1-1:(7.2.1-5)式中:Ks——土钉墙整体稳定性安全系数;安全等级为二级、三级的土钉墙,Ks分别不应小于1.30、1.25;n——滑动体分条数;m滑动体内土钉数;Wi——第i条土重(kN),水位以下,作为抗滑力矩时取浮重度,作为滑动力矩时取饱和重度;bi——第i分条宽度(m);q0——地面均布荷载(kPa);ci、φi——第i分条滑裂面处土体的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°),按照本标准第3.1.14条规定取值;θi——第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角(°);θk——滑弧面在第k层土钉或锚杆处的法线与垂直面的夹角(°);αk——第k层土钉或锚杆的倾角(°);φ——第k层土钉或锚杆与滑弧交点处土的内摩擦角(°);li——第i分条滑裂面处弧长(m);——计算滑动体单元厚度(m);R’k,k——第k层土钉或锚杆在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拔力标准值与杆体受拉承载力标准值(fykAs或fptk)的较小值。锚固段的极限抗拔承载力应按本标准第7.2.1条第4款和第7.5.4条第3款的规定计算,但锚固段应取圆弧滑动面以外的长度。jjjijkj(a)土钉墙在地下水位以上jjjjikj(b)土钉墙在地下水位以下图7.2.1-1整体稳定性验算简图1-滑动面;2-土钉或锚杆;3-喷射混凝土面层;4-水泥土桩或微型桩6当基坑面以下存在软弱下卧层时,整体稳定性验算滑动面中应包括由圆弧与软弱土层面层组成的复合滑动面;7微型桩、水泥土桩复合土钉墙,滑弧穿过其嵌固段的土条可适当考虑桩的抗滑作用;8土钉支护结构外部稳定性分析可视土钉加固的整个土体为重力式挡土墙,参照《建筑地基基础设计规范》(GB50007)关于重力式挡土墙的稳定性分析规定执行,验算时墙体背面的土压力为水平作用下朗肯主动土压力,墙体的宽度等于底部土钉的投影长度。验算内容主要包括:整个支护结构沿底面平移[图7.2.1-2(a)];整个支护结构绕基坑底角倾覆,并验算支护底面的地基承载力[图7.2.1-2(b)];整个支护结构连同外部土体沿深层圆弧破坏面失稳[图7.2.1-2(c)];软土地区应进行基坑底土层地基承载力验算;当基坑侧壁土体中有较薄弱的土层或薄弱层面时,还应计算上部土体在土压力作用下沿薄弱的土层或薄弱层面滑动失稳的可能性[图7.2.1-2(d)]。图7.2.1-2土钉支护外部稳定性分析9土钉钢筋截面面积应满足式(7.2.1-6)的要求:As≥(7.2.1-6)式中:As——土钉钢筋截面面积(m2);——第j根土钉受拉荷载标准值(详见公式(7.2.1-2));fy——土钉钢筋抗拉强度设计值,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010取值(kPa)。10土钉轴向拉力调整系数()可按下列公式计算:(7.2.1-7)(7.2.1-8)式中:zj——第j层土钉至基坑顶面的垂直距离(m);h——基坑深度(m);ΔEaj——作用在以sxj、szj为边长的面积内的主动土压力标准值(kN);ηa——计算系数;ηb——经验系数,可取0.6~1.0;n——土钉层数。7.2.2土钉墙构造应符合下列规定:1土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙墙面的坡比不宜大于1:0.2;当基坑较深、土的抗剪强度较低时,宜取较小坡比;对砂土、碎石土、松散填土,确定土钉墙坡比时尚应考虑开挖时坡面的局部自稳能力。微型桩、水泥土桩复合土钉墙,应采用微型桩、水泥土桩与土钉墙面层贴合的垂直墙面;2土钉的长度宜为开挖深度的0.5~1.5倍,间距宜为1~2m,与水平面夹角宜为10°~20°;3土钉钢筋应采用HRB400级或HRB500级钢筋,钢筋直径不宜小于16mm,土钉钻孔直径宜为80~200mm;4注浆材料宜采用早强型水泥浆,强度等级不宜低于M10。可掺加适量外加剂;5面层应采用钢筋网喷射混凝土,网筋宜采用HPB300级钢筋,直径宜为6~8mm,间距宜为150~300mm,坡面面层上下段钢筋搭接长度不小于300mm,喷射混凝土强度等级不宜低于C20,面层厚度不应小于50mm;6土钉与面层必须有效连接。在土钉端头设置承压板或在面层钢筋网上设置加强筋,土钉与加强钢筋宜采用焊接连接,其连接应满足承受土钉拉力的要求;加强筋应采用HRB400级或HRB500级钢筋,钢筋直径宜取14~20mm;当充分利用土钉杆体抗拉强度时,加强筋的截面面积不应小于土钉杆体截面面积的1/2;7土钉墙坡面应根据需要设置排水孔,墙顶部地面应做宽度不宜少于1m的砂浆或混凝土护面;8土钉墙面层插入基坑底面以下的深度不宜小于300mm。坑底应设计集水、排水设施。7.2.3采用预应力锚杆复合土钉墙时,预应力锚杆设计除符合第7.5节规定外,尚应符合下列规定:1宜采用钢绞线锚杆;2用于减小地面变形时,锚杆宜布置在土钉墙的较上部位;用于增强面层抵抗土压力的作用时,锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位;3锚杆的拉力设计值不应大于土钉墙墙面的局部受压承载力;4预应力锚杆应设置自由段,自由段长度应超过土钉墙坡体的潜在滑动面;5锚杆与喷射混凝土面层之间应设置腰梁连接,腰梁可采用型钢腰梁或混凝土腰梁,腰梁与喷射混凝土面层应紧密接触,腰梁规格应根据锚杆拉力设计值确定。7.2.4采用微型桩垂直复合土钉墙时,微型桩设计应符合下列规定:1应根据土层特性和基坑周边环境条件的适用性选用微型钢管桩、型钢桩或灌注桩等桩型;2采用微型桩时,宜同时采用预应力锚杆;3微型桩的直径、规格应根据复合墙面的强度确定。采用成孔后插入微型钢管桩、型钢桩的工艺时,成孔直径宜取130mm~300mm,钢管直径宜取48mm~250mm,工字钢型号宜取Ⅰ10~Ⅰ22。孔内应灌注水泥浆或水泥砂浆并充填密实;采用微型混凝土桩时,其直径宜取200mm~300mm;4微型桩的间距应满足土钉墙施工时桩间土的稳定性要求;5微型桩伸入基坑底面的长度不宜小于桩径的5倍,且不应小于1m;6微型桩应与喷射混凝土面层贴合。7.2.5采用水泥土桩复合土钉墙时,水泥土桩设计应符合下列规定:1应根据土层特性和基坑周边环境条件的适用性选用搅拌桩、旋喷桩等桩型;2水泥土桩伸入基坑底面的长度不宜小于桩径的2倍,且不应小于1m;3水泥土桩应与喷射混凝土面层贴合;4桩身28d无侧限抗压强度不宜小于1MPa;5水泥土桩兼作截水帷幕时,尚应符合本标准第8.5节对截水的要求。7.2.6土钉墙施工应符合下列规定:1土方开挖应符合土钉支护设计分步开挖要求。分步开挖后,应及时进行土钉施工。坡面直立困难时,应先喷射一层混凝土面层,后施工土钉,再喷射剩余混凝土面层或采取其他有效措施。土钉注浆结石及面层达到设计强度的70%后,方可进行下层土方开挖和土钉施工;2土钉施工顺序可按下列步骤实施:1)按设计要求开挖工作面,修整边坡;可根据需要,在边坡修整后,初步喷射一层混凝土;2)成孔、安设土钉钢筋、注浆;3)绑扎焊接钢筋网,连接土钉钢筋与钢筋网;4)喷射混凝土面层。3土钉成孔质量标准宜符合下列规定:1)孔径不小于设计值;2)孔深不小于设计值;3)孔距允许偏差±100mm;4)倾角允许偏差不大于3°。4土钉注浆所用水泥浆的水灰比宜为0.50~0.55;水泥砂浆的灰砂比宜为0.50~1.00,水灰比宜为0.40~0.45;5土钉注浆作业应符合下列规定:1)注浆前应将孔内残留松动土清除干净;2)注浆时应将注浆管插至距孔底0.5m处,孔口部位设置止浆塞及排气管。注浆及拔管时,注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内,应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆。压力注浆时应在注满后保持压力3~5min,重力注浆应在注满后、初凝前补浆1~2次;注浆充盈系数应大于1;3)水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀,随拌随用,一次拌合的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完;4)土钉钢筋应设居中定位支架,定位支架间距不宜超过2m。6面层钢筋网铺设应符合下列规定:1)钢筋保护层厚度不宜小于20mm;2)钢筋网可绑扎或焊接,钢筋网间距误差不大于30mm;3)钢筋网与土钉应连接牢固。7喷射混凝土施工应符合下列规定:1)喷射作业应分步分段进行,同一分段内喷射顺序应自下而上,一次喷射厚度宜为30~80mm;2)喷射时,喷头与受喷面应垂直,喷头宜离开受喷面0.8~1.5m;3)喷射混凝土混合料应拌合均匀,随拌随用,存放时间不应超过2h,掺加速凝剂时,存放时间不得超过20min;4)喷射混凝土终凝2h后,应喷水养护3~7d。7.2.7复合土钉墙中预应力锚杆的施工应符合本规程第7.5节的有关规定。微型桩的施工应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的有关规定。水泥土桩的施工应符合本规程第8.5节的有关规定。7.2.8土钉墙质量检测应符合下列规定:1检测土钉的抗拔承载力,检测方法应符合附录D的要求;同一条件下,土钉的检测数量不宜少于土钉总数的1%,且不应少于3根;2应通过混凝土试块检测土钉墙面层喷射混凝土的强度,试块数量不应少于喷射混凝土面积每500m2一组,每组试块不应少于3个;3应检测土钉墙的喷射混凝土面层厚度,检查数量不应少于喷射混凝土面积每300m2一组,每组检查数量不应少于3点;全部检测点的面层厚度平均值不应小于厚度设计值,最小厚度不应小于厚度设计值的80%;4复合土钉墙设有预应力锚杆时,应对锚杆的抗拔承载力进行检测,检测要求应按本标准第7.5.16条执行;5复合土钉墙中的水泥土搅拌桩或旋喷桩用作帷幕时,应按本规程第7.3.4条的规定进行质量检测;6复合土钉墙设有微型桩时,应对微型桩的桩位和垂直度进行检测。7.3水泥土重力式挡墙支护7.3.1水泥土重力式挡土墙结构稳定性及承载力验算应符合下列规定:1水泥土重力式挡土墙结构可作为基坑深度小于6m的支挡,适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、素填土等地基承载力特征值不大于140kPa的土层;2水泥土挡墙断面尺寸可按下列公式估算(图7.3.1),淤泥和淤泥质土应取高值:D=(0.8~1.3)h(7.3.1-1)B=(0.6~0.8)h(7.3.1-2)式中:D——墙埋入基坑地面以下深度(m);h——墙的挡土深度(m);B——墙宽度(m)。图7.3.1挡土墙断面3水泥土挡墙的抗倾覆稳定性应取单位长度,按下式验算:≥Kt(7.3.1-3)式中:∑MEp、∑MEa——分别为被动土压力与主动土压力绕墙趾的力矩之和(kN·m);∑MEw——墙前与墙后水压力对墙趾力矩之和(kN·m);G——墙身自重(kN);U——作用于墙底面上的水浮力(kPa),;hwa——主动侧地下水位至墙底的距离(m);hwp——被动侧地下水位至墙底的距离(m);lw——U的合力作用点至墙趾的距离(m);Kt——抗倾覆稳定安全系数取值,其值不应小于1.3。4水泥土挡墙的抗水平滑移稳定应满足式(7.3.1-4)要求:≥Kl(7.3.1-4)式中:∑Ea、∑Ep——分别为主动和被动土压力的合力(kN);∑Ew——作用于墙前墙后水压力的合力(kN);c、φ——墙底处土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°);Kl——抗水平滑移稳定安全系数取值,其值不应小于1.2。5水泥土挡墙采用简单条分法进行圆弧滑动稳定性验算时,应满足式(7.3.1-5)要求:≥Ks(7.3.1-5)式中:q0——地面均布荷载(kN/m3);、、——分别为计算土条坑外水位以上、坑内水位与坑外水位之间和坑内水位以下土条高度(m);、、——相对于、、的土的重度或饱和重度(kN/m3),分条时水泥土墙可按土体考虑;——相对于的土的浮重度;——每一分条滑弧中点至圆心连线和垂线的夹角(°);b——每分条宽度(m);、——土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°);Ks——圆弧滑动稳定安全系数取值,基坑安全等级为二级时取1.3,三级时取1.2。6基坑侧壁抗渗透稳定性及基坑底部土体的抗隆起稳定性验算应按本标准公式(7.4.1-2)、公式(7.5.2-3)~公式(7.5.2-5)验算;7墙前后土压力宜采用库仑理论计算,采用朗肯理论得到的稳定安全系数计算值需乘以增大系数。抗倾覆稳定安全系数计算值的增大系数可取1.20~1.40,抗水平滑移稳定安全系数计算值的增大系数可取1.15~1.30,软土取低值;8水泥土墙身强度验算应符合下列规定:1)墙身应力按下列公式计算。(7.3.1-6)(7.3.1-7)(7.3.1-8)式中:、——计算断面水泥土壁正应力(kPa);——计算断面水泥土壁剪应力(kPa);——水泥土墙的重度(kN/m3);——自墙顶算起的计算断面深度(m);q0——地面均布荷载(kPa);——计算断面弯矩设计值(kN·m/m);x——由计算断面形心起算的最大水平距离(m);B——验算截面处水泥土墙的宽度(m);Eak,i、Epk,i——验算截面以上的主动土压力标准值、被动土压力标准值(kN/m),可按本规程第5.2.1条的规定计算;验算截面在基底以上时,取Epk,i=0;Gi——验算截面以上的墙体自重(kN/m);μ——墙体材料的抗剪断系数,取0.4~0.5。2)墙底端地基应力应满足下列公式要求:≤1.2fa(7.3.1-9)≥0(7.3.1-10)式中:fa——基底土层承载力特征值。3)墙身应力应满足下列公式要求:≤fcs(7.3.1-11)≤0.15fcs(7.3.1-12)≤(1/6)(7.3.1-13)式中:fcs——水泥土开挖龄期时的轴心抗压强度设计值(kPa),应根据现场试验或工程经验确定;7.3.2水泥土重力式挡土墙结构构造应符合下列规定:1水泥土墙可采用连续型或格栅型,当采用格栅型时,水泥土的置换率不宜小于0.7,纵向墙肋之净距不宜大于1.3m,横向墙肋之净距不宜大于1.8m;2水泥土中水泥的掺量不宜小于15%,水泥强度不低于42.5MPa,水泥土28d龄期时的无侧限抗压强度不宜小于1.0MPa;3水泥土挡墙顶部宜设置厚度为0.2m,宽度与墙身一致的钢筋混凝土顶部压板,并与挡墙用插筋连接,插筋深度不小于1m,直径不小于12mm;4相邻桩的搭接长度不宜小于200mm。7.3.3水泥土重力式挡土墙结构施工应符合下列规定:1施工机具宜优先选用喷浆型双轴或多轴型深层搅拌机械;2深层搅拌机械就位时应对中,最大偏差不应大于20mm,并且调平机械的垂直度,偏差不得大于1%桩长。当搅拌头下沉到设计深度时,应再次检查,并调整机械的垂直度;3深层搅拌桩的施工应采用搅拌头上下各两次的搅拌工艺。喷浆时的提升(或下沉)速度不宜大于0.5m/min;4水泥浆的水灰比不宜大于0.5,泵送压力宜大于0.3MPa,泵送流量应恒定;5相邻桩的喷浆施工间隔时间不宜大于10h;6水7.3.4水泥土挡墙质量检测应符合下列要求:1应采用开挖的方法,检测水泥土固结体的直径、搭接长度、位置偏差。检测时间宜在搅拌桩、旋喷桩施工完成28d后进行;2应采用钻芯法检测水泥土的单轴抗压强度及桩身完整性。单轴抗压强度试验的芯样直径不应小于80mm。检测桩数不应少于总桩数的1%,且不应少于6根。7.4悬臂桩支护7.4.1悬臂式桩结构嵌固深度计算应符合下列规定:1悬臂式支护结构嵌固深度hd宜按下式确定(图7.4.1),且不应小于0.8h。≥Kem(7.4.1-1)式中:Kem——嵌固稳定安全系数;安全等级为一级、二级、三级的悬臂式支挡结构,Kem分别不应小于1.25、1.2、1.15;Eak、Epk——基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力的标准值(kN);za1、zp1——基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力作用点至挡土构件底端的距离(m)。2当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时侧向截水的排桩、地下连续墙除应满足上述规定外,嵌固深度尚应满足下式抗渗透稳定条件(图7.4.1-2):≥(7.4.1-2)图7.4.1-1悬臂式结构嵌固稳定性验算图7.4.1-2渗透稳定计算简图7.4.2悬臂式桩结构截面承载力计算应符合下列规定:1悬臂式支护结构构件截面弯矩计算值Mk及剪力计算值Vk可按本标准7.4.1条第1款的静力平衡条件确定;2悬臂式支护结构的最大弯矩位置在基坑底面以下,可根据剪力为零的条件确定;3截面弯矩设计值M及剪力设计值V,应按本标准第3.1.7条计算;4正截面受弯及斜截面受剪承载力计算以及纵向钢筋、箍筋的构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;5型钢、钢管、钢板支护桩的受弯、受剪承载力应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定进行计算;6预制桩受弯、受剪承载力应按现行标准《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T406的有关规定进行计算;7圆形截面桩正截面受弯承载力及斜截面受剪承载力应按本标准附录E的规定计算;8当采用预制桩支护时,桩身截面及力学性能参见附录K,预制桩接头应符合以下要求:1)支护用预制桩接头不宜超过1个,悬臂式支护时,宜采用单节桩。当采用多节预制桩时,应进行配桩设计,接桩位置不宜设在计算弯矩或剪力较大的位置;预制桩接桩时要求与桩身等强,且无工程经验或试验数据时,应对接头部位单独设计,接头强度宜通过试验验证;2)预制桩接头采用焊接时,接桩处按荷载效应标准组合计算的弯矩值应符合下列公式规定:(7.4.2-1)式中:——不考虑非预应力钢筋作用的预制桩桩身开裂弯矩计算值;——支护结构重要性系数,不应小于1.0;——接桩处按荷载效应标准组合计算的弯矩值。7.4.3悬臂式桩结构构造应符合下列规定:1悬臂式桩结构桩径不宜小于600mm,桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定,不宜大于2倍的桩径;2排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁,冠梁宽度不宜小于桩径,冠梁高度不宜小于400mm,且不宜小于0.6倍的桩径;3采用混凝土灌注桩时,支护桩的纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB500级钢筋,单桩的纵向受力钢筋不宜少于8根,净间距不应小于60mm;纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于35mm,采用水下灌注混凝土工艺时,不应小于50mm;排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级不宜小于C25;4沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求,宜选用HRB400、HRB500级钢筋,其间距宜取1000~2000mm;5当支护桩采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时,受压区的纵向钢筋根数不应少于5根;当施工方法不能保证钢筋的方向时,应采用沿截面周边均匀配置纵向钢筋的形式;6排桩的桩间土宜采取防护措施。桩间土防护措施宜采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层。钢筋网或钢丝网宜采用横向拉筋与两侧桩体连接。当桩间有渗水时,应设泄水孔;7采用预制桩作为支护桩时,其构造应符合下列要求:预制桩与腰梁不应采用桩身钻孔植筋的形式连接;预制桩嵌入冠梁长度不应小于100mm;空心预制桩采用填芯钢筋笼形式与冠梁连接,填芯混凝土强度等级不应低于C35,填芯长度不宜小于1500mm;实心预制桩采用桩顶端板焊接锚固筋或桩顶预埋套筒后设锚固筋的形式与冠梁连接。冠梁混凝土强度等级不应低于C30,宽度应大于预制桩厚度,高度不宜小于400mm;预制桩与腰梁可采用钢制预埋件焊筋或冠梁吊筋等形式连接。当采用钢制预埋件连接时,预埋件的类型、位置及型号应根据设计计算确定,并应在预制桩制作时预埋到位。7.4.4悬臂式桩结构施工与检测应符合下列规定:1排桩的施工应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94对相应桩型的有关规定;2混凝土灌注桩纵向受力钢筋的接头不宜设置在内力较大处。同一连接区段内,纵向受力钢筋的连接方式和连接接头面积百分率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对梁类构件的规定;3非均匀配筋排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时应保证钢筋笼的安放方向与设计方向一致;4除特殊要求外,排桩的施工偏差应符合下列规定:桩位轴线和垂直轴线方向的允许偏差均不宜超过50mm;桩垂直度的允许偏差不应大于0.5%;钻孔灌注桩桩底沉渣不宜超过200mm,当用作承重结构时,桩底沉渣应符合《建筑桩基技术规范》JGJ94的相关规定;桩的其他施工允许偏差应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定。5冠梁施工时,应将桩顶部浮浆、低强度混凝土及破碎部分清除,桩顶以上出露的钢筋长度应满足设计要求;6质量检测应符合下列规定:应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测桩数不宜少于总桩数的20%,且不得少于5根;当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时,应采用钻芯法补充检测,检测数量不宜少于总桩数的2%,且不得少于3根,并应扩大低应变动测法检测的数量。7.5桩锚支护7.5.1单层支点支护结构嵌固深度计算应符合下列规定:1单层支点支护结构支点力应按下列公式计算(图7.5.1-1):图7.5.1-1单层支点支护结构支点力计算简图基坑底面以下支护结构弯矩零点位置至基坑底面的距离hc1可下式确定:Pa1k=Pp1k(7.5.1-1)支点力Tc1可按下式计算:(7.5.1-2)式中:pa1k——水平荷载强度标准值(kPa);pp1k——水平抗力强度标准值(kPa);Eak1——设定弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和(kN);ha1——合力Eak1作用点至设定弯矩零点的距离(m);Epk1——设定弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和(kN);hp1——合力Epk作用点至设定弯矩零点的距离(m);hT1——支点至基坑底面的距离(m);hc1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离(m)。2嵌固深度设计值hd可按下式确定(图7.5.1-2),且不应小于0.3h:图7.5.1-2单层支点支护结构嵌固深度计算简图≥Kem(7.5.1-3)式中:Kem——嵌固稳定安全系数;安全等级为一级、二级、三级的锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构,Kem分别不应小于1.25、1.2、1.15。7.5.2多层支点支护结构嵌固深度计算应符合下列规定:1多层支点排桩嵌固深度hd应满足整体稳定性要求。当采用圆弧滑动条分法计算其整体稳定性时,应符合下列公式规定(图7.5.2-1):≥Ks(7.5.2-1)(7.5.2-2)(7.5.2-3)式中:Ks——圆弧滑动整体稳定安全系数;安全等级为一级、二级、三级的锚拉式支挡结构,Ks分别取不应小于1.35、1.3、1.25;Ks,i——第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值;抗滑力矩与滑动力矩之比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定;cj、j——第j土条滑弧面处土的黏聚力(kPa)、内摩擦角(°);bj——第j土条的宽度(m);θj——第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角(°);lj——第j土条的滑弧段长度(m),取lj=bj/cosθj;qj——作用在第j土条上的附加分布荷载标准值(kPa);wj——第j土条的自重(kN),按天然重度计算;uj——第j土条在滑弧面上的孔隙水压力(kPa);基坑采用落底式截水帷幕时,对地下水位以下的砂土、碎石土、粉土,在基坑外侧,可取uj=γwhwa,j,在基坑内侧,可取uj=γwhwp,j;在地下水位以上或对地下水位以下的黏性土,取uj=0;γw——地下水重度(kN/m3);hwa,j——基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离(m);hwp,j——基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的垂直距离(m);R’k,k——第k层锚杆对圆弧滑动体的极限拉力值(kN);应取锚杆在滑动面以外的锚固体极限抗拔承载力标准值与锚杆杆体受拉承载力标准值(fptkAp或fykAs)的较小值;锚
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