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文档简介
河北省工程建设地方标准PDB城市轨道交通基坑内支撑支护技术标准Technicalstandardforsupportinginfoundationpitofurbanrailtransit河北省住房和城乡建设厅发布河北省工程建设地方标准城市轨道交通基坑内支撑支护技术标准Technicalstandardforsupportinginfoundationpitofurbanrailtransit主编单位:中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司批准部门:河北省住房和城乡建设厅施行日期:2020年11月1日2020北京河北省住房和城乡建设厅2020年第86号《城市轨道交通基坑内支撑支护技术标准》(编号为DB13(J)/T8369-2020)已经本机关审查并批准为河北省工程建设标准,现予发布,自2020年11月1日起实施。本标准在河北省住房和城乡建设厅门户网站(zfcxjst.hebei.)公开。河北省住房和城乡建设厅2020年8月28日本标准根据河北省住房和城乡建设厅《2016年度省工程建设标准和标准设计第二批编制计划》(冀建质〔2016〕52号)的要求,由中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司、石家庄市轨道交通有限责任公司会同有关单位编制而成。本标准在编制过程中,编制组系统总结了石家庄市城市轨道交通工程基坑内支撑支护工程的实践经验,参考了国内外相关先进经验,在广泛征求意见的基础上经审查定稿。本标准共分9章和5个附录,主要技术内容包括:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.勘察;5.设计;6.施工;7.监测;8.检验和验收;9.风险控制。本标准由中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释,由河北省建设工程标准编制研究中心负责管理。标准执行过程中,如有意见或建议请及时反馈至中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司(地址:河北省长安区石家庄市建设南大街45号,邮编:050011,电话邮箱:csgdjtnzc@163.com),以供今后修订时参考。本标准主编单位、参编单位、主要起草人和审查人员名单:主编单位:中国兵器工业北方勘察设计研究院有限公司石家庄市轨道交通有限责任公司参编单位:北京城建设计发展集团股份有限公司北京城建勘测设计研究院有限责任公司中国铁路设计集团有限公司河北建研建筑设计有限公司河北建设勘察研究院有限公司河北双诚建筑工程检测有限公司北方工程设计研究院有限公司石家庄威特工程检测有限责任公司中铁上海工程局集团第四工程有限公司中铁十七局集团第三工程有限公司河北太行宏业建设集团有限公司唐山市八方锦秀建筑设计有限公司河北省水文工程地质勘查院主要起草人:孙会哲杨金雷张全秀王长科崔建波郭红梅武文娟梁耀哲袁晓斌郭建峰郅正华王欣王云龙王瑞华龙亮冯秀艳冯海龙孙斌刘岩刘立冬刘水刘国华李宏义李大鹏李华伟李志永李云泽宋渝佳吴薪柳杨昌绣杨海朋杨海宾杨加祯杨朝铭张开伟张雪峰张永林张卫良张国召张春辉陆洪根苗现国苗雷强罗忠贵郝光郭文远高二明贾军敏聂庆科布永忠孙永黄彬鲁永辰韩文永孙天辉审查人员:高文生王振宗张洪波母焕胜岳祖润宋泽华化建新习朝位 2术语和符号 2 2 43基本规定 7 4勘察 20 235设计 25 25 26 33 36 45 576施工 65 65 65 66 67 677监测 75 75 76 80 8检验和验收 95 95 95 999风险控制 附录A基坑工程周边环境调查 附录B极限平衡法 114附录C圆形截面混凝土支护桩的承载力计算 附录D钢管支撑常用规格技术参数表 附录E支撑结构常用节点做法参考图 本标准用词说明 引用标准名录 附:条文说明 1GeneralProvisions 2TermsandSymbols 2 2 43BasicRequirements 7 7 4GeotechnicalInvestigation 20 235Design 25 25 26 45 6Construction 65 677MonitoringMeasurement 80 878InspectionandAcceptance 9RiskControl 102AppendixAInvestigationofEngineeringSurroundingEnvironment AppendixBLimitEquilibriumMethod AppendixCFlexuralCapacityCalculationofR.C.Pile AppendixDTableofTechnicalParametersforCommonSpecificationsofSteelTubeSupports AppendixEReferenceDrawingofCommonNodeConstructionofSupportingStructure ExplanationofWordinginThisStandard ListofQuotedStandards Addition:ExplanationofProvisions 1.0.1为了在城市轨道交通基坑内支撑支护工程建设中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境、节约资源,制定本标准。1.0.2本标准适用于河北省城市轨道交通基坑内支撑支护工程的勘察、设计、施工、监测、检验验收和风险控制。对湿陷性土、膨胀土等特殊土或岩石基坑,在应用本标准时应结合当地工程经验或进行专门研究。1.0.3城市轨道交通基坑内支撑支护,应综合考虑场地岩土工程条件、周边环境、当地气象条件和建设经验,科学设计,精心施工,严格监控,确保基坑支护功能和环境保护的实现,严防基坑工程风险发生。1.0.4城市轨道交通基坑内支撑支护除应符合本标准的规定外,尚应符合国家和河北省现行有关标准的规定。22.1术语2.1.1基坑内支撑支护struttedretainingstructure在基坑内设置支撑,用以保障基坑稳定安全的一种基坑支护技术。2.1.2基坑周边环境surroundingaroundexcavation基坑周边影响区内地上及地下的建(构)筑物、管线、人防、遗址、交通设施、水体等存在物的总称。2.1.3基坑周边超载overloadaroundfoundationpit基坑周边环境荷载扣减作用面处土的原有自重应力后的剩余部分。2.1.4内支撑体系internalbracingsystem用基坑另一侧挡土结构或坑底、坑角为依托,支撑挡土结构保持基坑稳定的空间结构。2.1.5冠梁topbeam设置在挡土结构顶部,将挡土构件连为整体的梁。2.1.6腰梁middlebeam设置在挡土结构侧面中部,连接内支撑构件的梁,也称围檩。2.1.7水平斜(角)撑inclinedbracing设置在基坑阴角两临边之间,或基坑侧壁与内撑结构之间的斜向承压杆件。2.1.8抗剪蹬shearpedaling设置在挡土构件和腰梁之间,抵抗纵向水平力作用下腰梁产生滑移的剪力传递构件。2.1.9活络端disconnectablecoupling设置在钢支撑端部的活动部件,可伸缩,用于调节钢支撑的承压紧密程度和预加力。2.1.10托盘(托架)pallet设置在腰梁或冠梁上用来防止钢支撑坠落的钢构件。2.1.11立柱uprightpost承担大跨度内支撑自重及其上荷载的竖向柱。2.1.12中拉槽slotcut基坑土方分层开挖至设计工况标高后,在施工支撑之前,在坑内距基坑侧壁一定距离,以适当坡度继续开挖至一定深度和一定长度的土槽,用于机械作业土方开挖。2.1.13风险控制riskcontrol识别风险并制定风险处置措施及应急预案,实施风险监测、跟踪、记录和处理。2.1.14风险源risksource可能带来危险和灾害后果的风险载体。2.1.15换撑exchangebracing以另一种形式的支撑替换需要拆除的内支撑的施工行为。2.1.16倒撑rotatingbracing由于施工工序和基坑安全需要,支承在已施工的主体结构上的内支撑,用以替换需要拆除的内支撑。42.2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——作用标准组合的弯矩值;N——轴向拉力或轴向压力设计值;Nk——作用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——地面均布荷载标准值;Sk——作用标准组合的效应值;sw——降水引起的地层压缩变形量;V——剪力设计值;Vk——作用标准组合的剪力值。2.2.2材料性能和抗力c——土的黏聚力;Es——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;fy——普通钢筋的抗拉强度设计值;k——土的渗透系数;R——影响半径;Rd——结构构件的抗力设计值;γ——土的天然重度;γw——地下水的重度;φ——土的内摩擦角。2.2.3几何参数A——构件的截面面积;b截面宽度;d桩的直径或基础埋置深度;h基坑深度或构件截面高度;ld——挡土构件的嵌固深度;l0——受压支撑构件的长度;α支撑轴线与水平面的夹角;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;kR——弹性支点刚度系数;6m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;λ支撑不动点调整系数。73.1设计原则3.1.1基坑内支撑支护工程设计应合理确定其使用期限。临时性基坑内支撑支护的设计使用期限应满足地下主体结构工程施工周期要求,并不应少于12个月。当基坑内支撑支护结构中的构件作为永久结构构件使用时,该构件设计使用期限应按主体结构设计使用年限确定。3.1.2基坑内支撑支护应满足下列功能要求:1保证基坑稳定安全;2保证基坑周围环境安全和正常使用;3满足基坑内建筑安装施工活动和空间需要。3.1.3基坑内支撑支护设计前,应对周边环境风险源进行调查评估,并按照表3.1.3-1确定其重要性类别,按照表3.1.3-2确定基坑的环境风险等级。环境设施类别环境设施重要性类别重要设施一般设施地面和地下轨道交通既有城市轨道交通线路和铁路既有地面建(构)筑物省市级以上的保护古建筑,高度超过15层(含)的建筑,年代久远、基础条件较差的重点保护的建筑物,重要的烟囱、水塔、油库、加油站、气罐、高压线铁塔等,泄洪设施15层以下的一般建筑物;一般的构筑物8环境设施类别环境设施重要性类别重要设施一般设施既有地下构筑物地下道路和交通隧道、地下商业街及重要人防工程等地下人行过街通道既有市政桥梁高架桥、立交桥的主桥等匝道桥、人行天桥等既有市政管线雨污水干管、中压以上的燃气管,直径较大的自来水管、中水管、军用光缆等,其他使用时间较长的铸铁管、承插式的接口混凝土管,综合管廊抗变形能力较强的小直径雨污水管、低压煤气管、电信、通信、电力管(沟)等既有市政道路城市主干道、快速路等城市次干道和支路等水体(河道、湖泊)江、河、湖等一般水塘和小河沟等绿化、植物受保护古树其他树木风险等级环境设施分类与基坑相邻位置关系说明重要设施非常接近需考虑环境设施特点、保护要求和措施进行具体分析。重要设施接近一般设施非常接近Ⅲ级重要设施较接近一般设施接近Ⅳ级重要设施不接近一般设施较接近注:1非常接近:基坑周边0.7h或h·tan(45°-φ/2)范围内,取两者较大值(下同);2接近:基坑周边(0.7~1.0)h或h·tan(45°-φ/2)~1.0h范围内;3较接近:基坑周边(1.0~2.0)h范围内;4不接近:基坑周边2.0h范围外;其中,h表示基坑设计深度(m),φ表示岩土体内摩擦角(°);基坑开挖范围内存在基岩时,h可为覆盖土层和基岩强风化层厚度之和。3.1.4根据场地复杂程度,可按下列规定分为三类场地:1符合下列条件之一者为Ⅰ类场地(复杂场地):1)地形地貌复杂;2)建筑抗震危险或不利地段;3)不良地质作用强烈发育;4)岩土性质较差;5)地下水对工程的影响较大。2符合下列条件之一者为Ⅱ类场地(中等复杂场地):1)地形地貌较复杂;2)建筑抗震一般地段;3)不良地质作用一般发育;4)岩土性质一般;5)地下水对工程的影响一般。3全部符合下列条件者为Ⅲ类场地(简单场地):1)地形地貌简单;2)对建筑抗震有利地段;3)不良地质作用不发育;4)围岩或边坡的岩土性质较好;5)地下水对工程无影响。注:1从Ⅰ类开始,向Ⅱ类、Ⅲ类推定,以最先满足的为准;2对建筑抗震有利、一般和危险地段的划分,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定确定。3.1.5基坑内支撑支护应综合考虑基坑深度、周边环境风险等级和场地复杂程度等因素划分基坑工程安全等级,安全等级划分应符合下列规定:1具备以下条件之一的基坑工程,安全等级确定为一级:1)基坑开挖深度超过2倍基坑自立高度或12m;2)基坑环境风险等级为Ⅰ级、Ⅱ级;3)场地复杂程度为Ⅰ类。2除一级和三级以外的基坑工程,安全等级为二级。3全部满足下列条件的基坑工程,安全等级可确定为三1)基坑开挖深度不超过1倍基坑自立高度和6m;2)基坑环境风险等级为Ⅳ级;3)场地复杂程度为Ⅲ类。3.1.6基坑内支撑支护工程设计应根据基坑工程安全等级按表3.1.6选取相应的基坑重要性系数(γ0基坑安全等级一级二级三级重要性系数γ00.9注:使用周期较长或有特殊要求的基坑内支撑支护工程可依据具体情况适当提高。3.1.7基坑内支撑支护工程的计算和验算采用下列设计表达式:1承载能力极限状态1)支护结构构件或连接件的承载能力极限状态设计,应符合下式要求:≤Rd(3.1.7-1)式中:γ0——支护结构重要性系数;Sd——作用基本组合的效应(剪力、轴力、弯矩等)设计值;Rd——结构构件的抗力设计值。对临时性支护结构,作用基本组合的效应设计值可按下式确Sd=YFSk(3.1.7-2)式中:γF——作用基本组合的综合分项系数,取值不宜小于Sk——作用标准组合的效应值。2)基坑滑动、坑底隆起、支护结构倾覆、土的渗透稳定等稳定性计算和验算,均应符合下式要求:(3.1.7-3)式中:Rk——抗滑力、抗滑力矩、抗倾覆力矩等抗力标准值;Sk——滑动力、滑动力矩、倾覆力矩等作用标准值的效应;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)筑物变形和地面沉降等控制的正常使用极限状态设计,应符合下式要求:Sd≤C(3.1.7-4)式中:Sd——作用标准组合的效应(位移、沉降等)设计值;C——支护结构的位移、基坑周边建(构)筑物变形和地面沉降的限值。3.1.8内支撑体系除应满足承载力和稳定要求外,其刚度应满足基坑变形控制要求;在支护结构构件提前失效将导致结构整体破坏的部位应设置冗余约束。3.1.9确定基坑支护结构水平位移控制值和基坑周边环境的沉降控制值时,应符合下列要求:1当基坑开挖影响范围内有地面建(构)筑物、地下建筑、地下设施、地下管线、道路和桥梁等基础设施时,水平位移和沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定,并应符合现行相关标准对其允许变形的规定。2当支护结构构件同时用作永久工程构件时,支护结构水平位移控制值尚应满足永久工程对其变形限值的要求。3其他情况下,支护结构水平位移控制值和地面沉降控制值应结合当地工程经验按工程的具体条件确定。3.2作用3.2.1作用在挡土结构上的水平荷载,可按主动土压力计算,对地下水位以下采取水土分算的饱和土层,尚应计算孔隙水压力,对温差变化较大的地区,应考虑温度变化产生的水平作用。3.2.2基坑周边超载应根据基坑影响区范围内施工堆载、设备荷载、车辆荷载、建(构)筑物荷载等实际情况或可能发生的情况确定,最低应按地面无限均布荷载20kPa考虑。3.2.3采用土的抗剪强度指标计算土压力时,应采用三轴剪切试验指标。具有可靠建设经验的地区,可选用直接剪切试验指标。试验时土样的饱和度,应按基坑使用工况确定。对饱和土,采用水土合算法计算土压力时,应选用土的总应力法抗剪强度指标;采用水土分算法分别计算土压力和孔隙水压力时,应选用土的有效应力法抗剪强度指标。对非饱和土,应采用总应力法计算土压力。3.2.4土的抗剪强度试验排水条件的选择,应符合下列规定:1对超固结和正常固结状态的饱和土与非饱和土,应选用三轴剪切试验的固结不排水剪(CU)或直接剪切试验的固结快剪。2对欠固结土状态的饱和土与非饱和土,应选用三轴剪切试验的不固结不排水剪(UU)或直接剪切试验的快剪。3.3内支撑支护结构形式3.3.1内支撑适用于采用墙式和排桩式支护结构的基坑。排桩支护的内支撑体系一般由冠梁、腰梁、支撑和立柱等组成。地下连续墙支护可采用由冠梁、支撑和立柱组成的无腰梁内支撑体系。支撑体系宜采用超静定结构,在复杂环境或软弱土质中应采用超静定结构。支撑构件之间应采取可靠的连接措施,连接构造应与计算假定相符。3.3.2当基坑不同部位的周边环境、岩土性质、基坑深度等条件沿基坑周边分布不一致时,可划分区段采用不同的支护形式。各分区支护结构的连接应采取可靠的技术措施,保证力的传递安全有效,确保支护体系稳定。3.3.3当坑底以下为软土时,宜采用格栅或实体形式水泥土搅拌桩、高压喷射注浆等技术对坑底被动土压力区的土体进行加固。3.4勘察、设计和施工3.4.1勘察前,应掌握相关工程设计方案、内支撑支护设计要求、基坑开挖尺寸、地下结构工程施工方案、建设场地及周边的地下管线和其他环境设施等情况,并取得下列资料:1附有地形标高、用地红线、基坑轮廓线、地面设施周边环境等信息的总平面图;2勘察任务书,包括拟建工程的使用功能、结构类型、荷载情况、拟采用的基础形式及埋置深度、基坑开挖施工方案等;3基坑环境调查报告,包括基坑周边建(构)筑物、地下管线、地下设施及地下交通工程等的相关资料;4搜集基坑周边已有勘察资料、当地常用的支护形式和地下水控制方法等经验资料。3.4.2基坑内支撑支护设计应做到因地制宜,设计文件和计算书内容应包括但不限于下列内容:1支护结构形式和体系布置;2施工分期、分段和施工步序;3构件节点设计;4构件安装和拆除要求;5地下水控制技术要求;6土方开挖技术要求;7风险辨识及处理;8环境影响分析与保护技术要求;9基坑监测及报警要求;10基坑的稳定性验算;11支护结构的承载力、稳定性和变形计算;12支护结构检测要求。3.4.3基坑内支撑支护工程施工前应做好下列技术文件的准备工作:1基坑支护设计施工图;2支护结构专项施工方案;3土方开挖与地下水控制方案;4环境保护技术方案;5技术、质量、安全保证措施及施工应急预案;6基坑监测方案;7风险专项施工方案。3.4.4基坑工程在施工过程中应根据监测信息对设计与施工方案进行动态调整。4.1一般规定4.1.1基坑内支撑支护的岩土工程勘察宜与主体工程的岩土工程勘察同步进行。当岩土工程勘察报告不能满足基坑内支撑支护工程要求时,应进行补充勘察。4.1.2存在不良地质作用时,应进行专项勘察。4.1.3勘察应为下列工作提供技术依据:1基坑内支撑支护设计、施工、检测和监测;2土石方开挖设计与施工;3地下水控制设计与施工;4基坑突涌和基底隆起的防治;5基坑开挖支护施工设备选型和工艺参数的确定;6工程风险评估及工程周边环境保护方案设计。4.2周边环境调查4.2.1环境调查范围应根据实地情况确定,基坑周边每侧宽出基坑边线应不小于开挖深度的2~3倍。当附近有轨道交通设施、隧道、防汛墙等重要建(构)筑物及设施时,或基坑降水深度较大时应适当扩大调查范围。4.2.2环境调查的内容应包括环境类型、权属人、使用人、管理人、使用性质、建设年代、设计使用年限、地质资料、设计文件、变形要求、与拟建工程的空间关系、相关影像资料等。4.2.3对既有建筑物应查明其用途、结构类型、层数、平面位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、荷载、沉降、倾斜、裂缝情况、基坑支护、桩基或地基处理设计、有关竣工资料及保护要求等。对历史建筑,宜进行房屋结构质量检测与鉴定,评估其抵抗变形的能力。4.2.4对地下交通工程、地下构筑物、遗址、古墓、人防工程,应查清类型、位置、尺寸、埋深、运营情况及保护要求等。4.2.5对于各种既有地下管线,应查明其平面位置、规格尺寸、材料类型、埋深、接头形式、压力、输送的物质、建造年代和保护要求等。对既有供水、污水、雨水等地下输水管线,尚应查明其使用状况及渗漏状况。4.2.6对道路和桥涵,应查清:道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载、路面材料、路堤高度、路堑深度,支护结构形式和地基基础形式与埋深;桥涵的类型、结构形式、基础形式、跨度,桩基或地基处理设计方案、施工参数等。4.2.7应查明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和地下水的影响。4.2.8对周边建(构)筑物以及地面已有裂缝,应查清其空间分布及其发生原因。4.2.9对于湿陷性黄土场地,在深基坑开挖前和深基坑施工期间,应在基坑周边外宽度为l~2倍开挖深度范围内进行土体垂直节理和裂缝调查,分析其对坑壁稳定性的影响。4.2.10周边环境调查的其他要求可按照本标准附录A。4.3岩土工程勘察4.3.1勘察的平面范围应根据基坑开挖深度及场地的岩土工程条件确定,不宜小于开挖边界外基坑深度的1~2倍。当基坑外无法布置勘探点时,可通过调查取得相关勘察资料并结合场地内的勘察资料进行综合分析。4.3.2勘探点应沿基坑周边、立柱、分期施工分界线等布置,并宜结合主体结构工程勘察工作统筹考虑,基坑主要转角处宜布置勘探点。勘探点间距应根据场地的复杂程度及地下工程的埋深、平面尺寸等特点按表4.3.2的规定综合确定。当场地存在软弱土层、厚层填土、暗沟或岩溶等复杂地质条件时应加密勘探点并查明其分布和工程特性;当相邻勘探点揭露的地层变化较大并影响到基坑工程设计或施工方案的选择时应适当加密勘探点。场地复杂程度复杂场地中等复杂场地简单场地勘探点间距10~1515~3030~404.3.3控制性勘探孔不宜少于勘探点总数的1/2,采取岩土试样及原位测试勘探孔的数量不应少于勘探点总数的2/3。从地面算起的控制性勘探孔深度,应满足基坑整体稳定性验算、立柱桩设计和地下水控制的设计施工需要,并不应小于基坑深度的2倍;一般性勘探孔深度不应小于基坑深度的1.5倍,并穿过相对软弱地层。在坑底标高以下勘探深度内遇中等风化及以上强度基岩或厚度大于5m的密实碎石土层等分布稳定地层时,可适当减少勘探深度。4.3.4基坑工程勘察宜采用钻探、取样室内试验和原位测试等多种勘察手段。对每个车站工程,在勘察深度内,每一主要土层的相同原位测试或相同土工试验数量不应少于10组(件);对于厚度大于0.5m的夹层或透镜体,应进行取样土工试验或原位测试。4.3.5基坑内支撑支护设计参数应根据试验结果、结合地层条件分层给出,对各层岩土,应提供密度ρ平均值、抗剪强度指标(c、φ)标准值和反力系数比例系数m值的代表值。地下水位以下的土层,应提供分层地下水位及各土层的渗透系数k。4.3.6岩土参数的试验应满足下列要求:1抗剪强度试验应满足3.2.3条的规定。2对于黏性土、粉土,室内土工试验应提供含水率、密度、抗剪强度指标;对于砂土、碎石土,宜通过水上、水下天然休止角试验确定内摩擦角;对粉土、砂土,宜提供土的颗粒级配曲线。3对砂土、粉土以及夹薄砂层或粉土层的黏性土层,应进行室内渗透试验,提供渗透系数值,其中夹薄砂层或粉土层的黏性土层应分别提供竖向渗透系数和水平向渗透系数值;对水文地质条件复杂的一、二级基坑,宜进行现场抽水试验等原位试验确定土的渗透系数、影响半径等。4对有机质土应进行有机质试验,提供有机质含量值;其他特殊土应参照相关规范执行。5对于湿陷性黄土场地,当基坑壁土体可能浸水时,宜采用饱和状态下黄土的物理力学指标进行设计与验算,地下水控制所需的水文地质参数,宜根据现场试验确定。4.3.7严寒地区的基坑应评价各土层的冻胀性,并应对特殊土受开挖、振动影响以及失水、浸水影响引起的土的特性参数变化进行评估。4.3.8岩石基坑工程勘察除查明基坑周围的岩层分布、风化程度、岩石破碎情况和各岩层物理力学性质外,还应查明岩体主要结构面的类型、产状、延展情况、闭合程度、填充情况、力学性质等,特别是内倾结构面的抗剪强度以及地下水情况,并评估岩体滑动、岩块崩塌的可能性。4.4地下水勘察4.4.1地下水勘察,应在搜集已有工程地质和水文地质资料的基础上,采用调查与测绘、钻探、物探、试验、动态观测等手段,工作内容应包括下列内容:1搜集区域性气候资料,如年降水量、蒸发量及其变化规律,评价其对地下水的影响。2查明基坑影响范围内地下水的类型、赋存状态和含水层的分布规律。3查明地下水的补给、径流、排泄条件,地表水与地下水的水力联系。4查明勘察时的地下水位,调查历史最高地下水位、近3~5年最高地下水位、地下水位的季节变化和多年变化幅度,分析水位变化趋势和主要影响因素。5提供基坑工程地下水控制所需的水文地质参数。6调查地下水及地表水的污染源及污染程度。7评价地下水对基坑工程的作用和影响,根据地下水类型、基坑形状与含水构造等条件,提出地下水控制措施的建议。8必要时评价地下工程修建对地下水环境的影响。4.4.2在邻近地表水地段,宜在其间布置一定数量的勘探孔或观测孔,查明地下水与地表水的水力联系。4.4.3对基坑工程有影响的地下水应采取水试样进行水质分析,水质分析试验应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的有关规定。4.4.4当场地水文地质条件复杂且对基坑工程及地下水控制有重要影响时,应进行专项水文地质勘察。4.4.5测定地下水流向可用几何法,量测点不应少于呈三角形分布的三个测孔(井)。地下水流速的测定可采用指示剂法或充电法。4.4.6含水层渗透系数宜采用抽水试验、注水试验或室内渗透试验进行确定,含水层的透水性应按照表4.4.6渗透系数k进行划分。特强透水强透水中等透水弱透水微透水不透水k>20010≤k≤2001≤k<100.01≤k<10.001≤k<0.01k<0.0014.4.7影响半径可通过计算法求得,工程需要时,可用实测法确4.4.8土中孔隙水压力的测定应符合下列规定:1测试点位置应根据地质条件和分析需要选定。2测试数据应及时分析整理,异常时应分析原因,采取相应措施。4.4.9抽水试验和注水试验布置应符合下列规定:1需人工降低地下水位的车站宜布置试验孔。2在含水构造复杂或富水性较强的地段应分层或分段进行抽水试验,对潜水与承压水应分别进行抽水试验。3抽水试验的观测孔宜垂直或平行于地下水流向。4.4.10抽水试验应符合下列规定:1抽水试验方法应根据应用范围按照表4.4.10选用。试验方法应用范围钻孔或探井简易抽水粗略估算弱透水层的渗透系数不带观测孔抽水初步测定含水层的渗透性参数带观测孔抽水较准确测定含水层的各种参数2抽水试验宜三次降深,最大降深宜接近工程设计所需的地下水降深的标高。3水位量测应采用同一方法和仪器,读数单位对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米。4当涌水量与时间关系曲线、动水位与时间关系曲线在一定范围内波动,没有持续上升或下降时,可认为已经稳定。稳定水位的延续时间:卵石、圆砾和粗砂含水层为8h,中砂、细砂和粉砂含水层为16h,基岩含水层为24h。5抽水试验应同时观测水位和水量,抽水结束后应量测恢复水位。4.4.11地下水力学作用评价应包括下列内容:1有渗流时,地下水的水头和作用宜通过渗流计算进行分析评价。2验算基坑稳定时,应考虑地下水及其动水压力对基坑稳定的不利影响。3对基坑开挖与支护结构使用期内地下水位的变化幅度进行分析;在有水头压差的粉细砂、粉土地层中,应评价产生潜蚀、流砂、涌土、管涌的可能性。4.4.12地下水物理、化学作用评价应包括下列内容:1对地下水位以下的工程结构,应评价地下水对建筑材料的腐蚀性。2对软质岩、强风化岩、残积土、湿陷性土、膨胀岩土和盐渍岩土,应评价地下水的聚集和散失所产生的软化、崩解、湿陷、胀缩和潜蚀等有害作用。3在冻土地区,应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。4地下水对工程施工有影响时,应根据岩土的渗透性、地下水补给条件,分析评价降水或隔水措施的可行性及其对基坑稳定和邻近工程的影响。4.5成果4.5.1岩土工程勘察报告中与基坑工程有关的部分应包括下列内1与基坑开挖有关的场地条件、地层条件和工程条件;2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,分层提供渗透系数;3提出基坑设计所需要的各土层计算参数和支护结构选型的建议;4提出地下水控制方法、计算参数和施工控制的建议;5提出施工方法和施工中可能遇到的问题的防治措施的建6对不良工程地质作用和特殊性质的岩土,应分析其对基坑工程的影响及风险,并提出对设计和施工的措施建议;7对施工阶段的环境保护和监测工作的建议;8成果图表。4.5.2提供的勘察成果文件应附下列图表:1勘探点平面布置图;2钻孔柱状图;3工程地质剖面图;4室内土工试验成果图表;5原位测试成果图表;6其他与支护工程有关的成果图表。5.1一般规定5.1.1基坑内支撑支护设计应和基坑开挖、坑内建筑安装施工等需要相结合。5.1.2基坑内支撑支护设计应遵循“纵向分段、竖向分层、先撑后挖、先换后拆、严禁超挖、动态设计”的原则,并应考虑地质和环境条件的复杂性、基坑开挖步序及偶然变化的影响。5.1.3内支撑支护体系选用材料应遵循“性能可靠、节约资源、便于采购,所用材料具有经济性和先进性”的原则。当选用无成熟经验的新材料时,应有可靠的试验依据并充分论证。5.1.4内支撑材料可采用钢材、混凝土或钢材和混凝土组合。内支撑构件及连接件的材料物理力学指标、稳定性、变形验算应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB50017和《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。5.1.5基坑内支撑支护设计宜采取中拉槽基坑开挖方案,进行相应设计计算,提出中拉槽试挖规格、监测项目、控制要求及验收要求。5.1.6支护结构的设计工况应根据基坑开挖和支撑安拆工序等实际情况确定,内支撑构件上的荷载设计值应按其承担的施工机械或堆放材料实际情况确定。5.1.7内支撑结构分析应符合下列原则:1内支撑体系可按挡土结构、内支撑结构分别进行分析,但应考虑其相互之间的变形协调。挡土结构宜采用平面杆系结构弹性支点法进行分析;内支撑结构可按平面结构进行分析,挡土结构传至内支撑的荷载应取挡土结构分析时得出的支点力。2对平面杆系支撑、环形杆系支撑,可按平面杆系结构采用平面有限元法进行计算;计算时应考虑基坑不同方向上的荷载不均匀性;建立的计算模型中,约束支座的设置应与挡土结构实际位移状态相符,内支撑结构边界向基坑外位移处应设置弹性约束支座,向基坑内位移处不应设置支座,与边界平行方向应根据挡土结构实际位移状态设置支座。3当有条件时,宜按支撑体系与挡土结构的空间作用协同分析方法,计算支撑体系及挡土构件的内力与变形。5.2土压力和水压力计算5.2.1土压力计算应符合下列规定:1土压力标准值宜按下列公式计算(图5.2.1):1)对于地下水位以上的非饱和土和地下水位以下采取水土合算的饱和土:pak=kKa,i-2ci(5.2.1-1)Ka,i=tan2(5.2.1-2)ppk=σpkKp,i+2ci(5.2.1-3)Kp,i=tan2(5.2.1-4)式中:pak——挡土结构外侧,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——挡土结构内侧,第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa);σak、σpk——分别为挡土结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa);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、φi——第i层土的总应力抗剪强度指标:粘聚力(kPa)、2)对于地下水位以下采取水土分算的土层:pak=Ka,i-2ci(5.2.1-5)ppk=Kp,i+2ci(5.2.1-6)式中:ua、up——分别为挡土结构外侧、内侧计算点的水压力值(kPa);对静止地下水,按本标准第5.2.7条的规计算,当采用悬挂式截水帷幕时,应考虑地下水渗流对水压力的影响。02在基坑外侧影响范围内,存在建(构)筑物地下墙体等稳定界面时,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需要严格限制水平位移的基坑,挡土结构外侧的土压力应根据实际情况综合确定。4有条件时,宜采用挡土结构与土相互作用的方法计算土压力。5.2.2对成层土,土压力计算时的各土层计算厚度应符合下列规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,或同一计算剖面内各土层厚度的平均值。2当同一计算剖面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。-d-d3对复杂地层且计算剖面位置距勘探孔较远时,应综合分析土层变化趋势确定土层的计算厚度。4当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,可归并为同一土层计算。5.2.3土中竖向应力标准值应按下式计算:+ΣΔσk,j(5.2.3)式中:σac——挡土结构外侧计算点处土的自重产生的竖向总应力标准值(kPa);Δσk,j——挡土结构外侧第j个附加荷载作用下计算点的土中附加竖向应力标准值。5.2.4均布附加荷载作用下的土中附加竖向应力标准值应按下式计算(图5.2.4):Δσk,j=q0(5.2.4)式中:q0——均布附加荷载标准值(kPa)。l5.2.5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对于条形基础下的附加荷载(图5.2.5a当d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ时Δσk,j=(5.2.5-1)式中:p0——基础底面附加压力标准值(kPa);d——基础埋置深度(mb——基础宽度(ma——挡土结构至基础的水平净距离(mθ——附加荷载的扩散角,宜取θ=45°;za——挡土结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖当za<d+a/tanθ或za>d+(3a+b)/tanθ时,取Δσk,j=0。2对于矩形基础下的附加荷载(图5.2.5a当d+a/tanθ≤za≤d+(3a+b)/tanθ时Δσk,j=(5.2.5-2)式中:b——与基坑边垂直方向上的基础尺寸(ml——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对作用在地面的条形、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5.2.5b)。dddd5.2.6当挡土结构顶部低于地表,其上采用放坡或土钉墙时,对挡土结构顶面以上的边坡土自重,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5.2.6):1当a/tanθ≤za≤(a+b1)/tanθ时Δσk,j=(5.2.6-1)=Ka-2ch1(5.2.6-2)2当zaa+b1)/tanθ时Δσk,j=(5.2.6-3)3当za<a/tanθ时Δσk,j=0(5.2.6-4)式中:za——挡土结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离(ma——挡土结构外边缘至放坡坡脚的水平距离(mb1——放坡坡面的水平尺寸(mh1——地面至挡土构件顶面的竖向距离(mγ——挡土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;c——挡土结构顶面以上土的粘聚力(kPa);b0——挡土结构内侧土的反力计算宽度(mKa——挡土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——挡土结构顶面以上土层所产生的单位宽度主动土压力的标准值(kN/m)。abaa5。 455。 455.2.7对饱和土,采取水土分算时,孔隙静水压力可按下式计算u=Yw.hw(5.2.7)式中:γw——地下水的重度(kN/m3hw——计算点水头高度(m)。5.3材料选用及基本构造要求5.3.1本节规定仅适用于临时支护结构的材料,当作为永久结构使用时,尚应符合相关规定。Ⅰ钢筋混凝土构件中的钢筋5.3.2钢筋的选用应符合下列要求:1钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙、冠梁、腰梁、支撑的钢筋应采用热轧普通钢筋,纵向受力钢筋可选用HRB500、HRB400钢筋,箍筋和分布钢筋可选用HRB400、HPB300钢筋,桩加强箍筋的钢筋级别宜与主筋相同。2桩间防护面层的钢筋网可选用HPB300、HRB400钢筋和CRB550、CPB550、HRB400钢筋焊接网,也可采用冷拔低碳钢丝网,横向拉接钢筋和面层加强钢筋宜采用HRB400钢筋。3吊环应采用HPB300钢筋制作,在构件自重标准值作用下,每个吊环按两个截面计算的钢筋应力不应大于65N/mm2。5.3.3钢筋的混凝土保护层厚度应符合下列规定:1灌注桩的纵向受力钢筋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。2地下连续墙的纵向受力钢筋保护层厚度不应小于50mm。3冠梁、腰梁、支撑的纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于30mm,且不应小于钢筋的公称直径。5.3.4钢筋的连接和锚固应符合下列要求:1应尽量减少钢筋接头数量;纵向受拉钢筋接头宜位于受力较小处,同一连接区段内的钢筋连接面积百分率应符合相关规2桩、墙、冠梁、支撑纵向受力钢筋连接宜采用机械连接或焊接,当钢筋直径20mm及以上时应采用机械连接或焊接,桩间防护面层钢筋宜采用搭接。3支护桩、地下连续墙纵向受力钢筋锚入冠梁内的长度宜取冠梁高度,冠梁按受力构件设计时,锚固长度尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中对钢筋锚固的有关规定,当不能满足锚固长度的要求时,应采取可靠的附加锚固措施。4支撑纵筋锚入冠梁或腰梁内的长度应满足《混凝土结构设计规范》GB50010中受拉钢筋最小锚固长度要求。5.3.5混凝土的选用应符合下列规定:1灌注桩、地下连续墙、冠梁、腰梁、支撑的混凝土强度等级应采用C25~C35。预制管桩桩顶冠梁的混凝土强度等级不应低于C30。2地下连续墙墙体混凝土强度等级不应小于C30,当地下连续墙用于截水时,墙体混凝土抗渗等级不应小于P6。3桩间防护面层的混凝土强度等级宜采用C20~C25。5.3.6灌注桩和地下连续墙水下灌注混凝土时,混凝土施工配制强度应比设计强度提高一个强度等级。5.3.7在严寒和寒冷地区,当桩、冠梁与饱和土直接接触时,其混凝土宜进行抗冻设计。Ⅲ钢构件5.3.8钢构件的钢材选用应符合下列要求:1钢腰梁、钢支撑、钢立柱、钢梁或钢格构构件应选用Q235B或Q345B钢,当按强度控制确定构件截面时,宜选用Q345B钢。2当采用工字形构件时,宜采用热轧H型钢。5.3.9钢构件的连接应符合下列要求:1钢构件连接宜位于受力较小处,可采用螺栓连接或焊接,焊条型号应与钢材强度等级相匹配。2支撑、腰梁、立柱接长的接头应采用等强度连接,强度不足时应按连接部位实际承载力进行验算。5.3.10钢构件应按相关规定采取除锈、防锈措施。5.4挡土结构设计5.4.1挡土结构的嵌固深度应满足嵌固稳定性、坑底隆起稳定性和滑动稳定性等基坑稳定性要求。1基坑稳定性验算方法按现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120执行。2安全等级为一级、二级、三级的基坑工程,坑底隆起稳定安全系数分别不应小于1.80、1.60、1.40,单层支撑的挡土结构嵌固稳定安全系数分别不应小于1.25、1.20、1.15。3当坑底以下为软土时,挡土结构嵌固深度应满足以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性要求,安全等级为一级、二级、三级的基坑工程稳定安全系数分别不应小于2.2、1.9、1.7。4嵌固深度除满足上述规定外,对多支点支护结构尚不宜小于0.2h(h为基坑深度),对单支点支护结构尚不宜小于0.3h,遇稳定基岩时可适当调整。5.4.2挡土结构的内力和变形计算,应釆用弹性支点法。在有经验的地区,安全等级为三级的基坑内支撑支护工程,可采用极限平衡法。5.4.3釆用弹性支点法计算挡土结构内力时,宜采用图5.4.3所示的计算模型,水平挠度曲线方程按下式:EI+ksyb0+Fh(z)-Pakba=0(5.4.3)式中:EI——挡土结构计算宽度的抗弯刚度(kN·m2y——计算点挡土结构的水平变形(mz——计算点至挡土结构顶的距离(mpak——挡土结构外侧水平荷载(kPa);ba——挡土结构外侧水平荷载的计算宽度(mks——基坑底面以下挡土结构内侧土的反力系数(kN/m3);b0——挡土结构内侧土的反力计算宽度(mFh——相应于外侧水平荷载计算宽度的内支撑水平轴力沿深度方向作用段的分布线力(kN/m),作用在支点标高处支撑面积上,其他位置为0。akahdd1-挡土结构;2-内支撑弹性支座;3-土反力弹性支座5.4.4弹性支点法计算宽度的取值应符合下列规定:1挡土结构采用排桩时,作用在单根围护桩外侧水平荷载的计算宽度应取排桩中心距,排桩内侧土反力的计算宽度应按下列要求进行计算:对于圆形桩=0.9(1.5d+0.5)(d≤1m5.4.4-1)=0.9(d+1)(d>1m5.4.4-2)对于矩形桩或工字形桩1.5b+0.5(b≤1m5.4.4-3)+1(b>1m5.4.4-4)式中:b0——单桩土反力计算宽度(m),计算的b0大于排桩中心间距时,取用排桩中心间距值;d——桩的直径(mb——矩形桩或工字形桩的宽度(m)。2挡土结构采用地下连续墙时,作用在单幅地下连续墙上的水平荷载计算宽度及土反力计算宽度(bo)应取包括接头的单幅墙宽度。5.4.5弹性支点法计算中,挡土结构嵌固段基坑内侧土反力应按下式计算,并且其设计取值最大不得超过被动土压力值:ps=ksv+ps0(5.4.5)式中:ps——土的分布反力(kPa);ks——土的水平反力系数(kN/m3v——水平位移(mPs0——初始分布土反力(kPa),按其同标高的挡土结构外侧主动土压力值取用。5.4.6土的水平反力系数可按下列公式计算:ks=mz(5.4.6)式中:m——土的水平反力系数的比例系数(kN/m4)。z——计算工况下从基坑底面算起的计算点深度(m)。5.4.7土的水平反力系数的比例系数(m)宜按桩的水平荷载试验及地区经验取值,缺少试验和经验时,可按下面经验公式计算:(5.4.7)式中:m——土的水平反力系数的比例系数(MN/m4)c、φ——土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°),对多层土,按不同土层分别取值;vb——挡土结构在坑底处的水平位移量(mm),当此处的水平位移不大于10mm时,可取vb=10mm。5.4.8内支撑对挡土结构的水平向支撑反力应按下式确定:R-vR0)+Ph(5.4.8)式中:Fh——计算宽度内的内支撑弹性支点水平反力(kN);kR——计算宽度内内支撑弹性支点刚度系数(kN/m);vR——挡土结构在支点处的水平位移值(mvR0——设置支点时,支点的初始水平位移值(mPh——计算宽度内的内支撑法向预加力(kN)。采用竖向斜撑时,Ph=P·cosα·ba/s取采用水平对撑时,Ph=P·ba/s对不预加轴向压力的支撑,Ph=0式中:P为支撑杆件的预加轴向压力值,α为支撑仰角,ba为结构计算宽度,s为支撑杆件的水平间距。5.4.9内支撑弹性支点刚度系数宜通过对内支撑结构整体进行线弹性结构分析得出的支点力与水平位移的关系确定。对水平对撑杆件,当腰梁或冠梁的挠度可忽略不计时,计算宽度内弹性支点刚度系数(kR)可按下式计算:kR=(5.4.9)式中:λ——支撑不动点调整系数:支撑两对边基坑的土性、深度、周边荷载等条件相近,且分层对称开挖时,取λ=0.5;支撑两对边基坑的土性、深度、周边荷载等条件或开挖时间有差异时,对土压力较大或先开挖的一侧,取λ=0.5~1.0,且差异大时取大值,反之取小值;对土压力较小或后开挖的一侧,取(1-λ);当基坑一侧取λ=1时,基坑另一侧应按固定支座考虑;对竖向斜撑构件,取λ=1;αR——支撑松弛系数,对混凝土支撑和预加轴向压力的钢支撑,取αR=1.0,对不预加轴向压力的钢支撑,取αR=0.8~1.0;E——支撑材料的弹性模量(kPaA——支撑的截面面积(m2l0——受压支撑构件的长度(ms——支撑水平间距(m)。5.4.10采用极限平衡法计算挡土构件的内力时,应符合附录B的规定。Ⅱ挡土结构设计5.4.11钢筋混凝土支护桩和地下连续墙的配筋除应满足内力计算要求外,尚应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对受弯构件最小配筋率的要求。5.4.12钢筋混凝土支护桩和地下连续墙的正截面和斜截面承载力应按下列规定进行计算:1圆截面支护桩的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力宜按本标准附录C的规定计算。2矩形截面支护结构的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定进行计算。5.4.13型钢、钢管和钢板支护桩的受弯、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。5.4.14地下连续墙单元槽段可采用一字型、L型和T型等,槽段长度宜根据周围环境对成槽施工的敏感性确定,一般取4m~6m,墙体厚度宜按成槽机规格选取。5.4.15排桩采用钢筋混凝土灌注桩时,桩的直径不宜小于600mm;排桩的中心距应根据桩受力、桩间土体稳定性及地下水位埋深确定,且不宜大于桩直径的2.0倍;桩身钢筋配置应符合下列规定:1单桩的纵向受力钢筋不宜少于8根,净间距不应小于60mm。2箍筋宜采用螺旋式箍筋,箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的1/4,且不应小于6mm;箍筋间距宜取100mm~200mm,且不宜大于300mm及桩的直径。3沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求,其间距宜取1000mm~2000mm。4当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。5.4.16排桩的桩间土应采取防护措施,宜采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层。混凝土面层内配置的钢筋网或钢丝网应与排桩、桩间土可靠连接。5.4.17排桩采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩形式时,支护桩的桩径可取800mm~1500mm,相邻桩咬合不宜小于200mm。素混凝土桩应采用强度等级不小于C15的超缓凝混凝土,其初凝时间宜控制在40h~70h之间,坍落度宜取12cm~14cm。5.4.18挡土结构顶部应设置钢筋混凝土冠梁。冠梁宽度不应小于挡土结构最大厚度,高度不宜小于厚度的0.6倍,且对于支护桩不宜小于400mm,对于地下连续墙不宜小于600mm。冠梁按受力设计时,应采取可靠技术措施保证冠梁与挡土结构之间剪力的传递,支护桩顶嵌入冠梁内不宜小于50mm。5.4.19冠梁用作支撑的传力构件或按空间结构设计时,尚应按受力构件进行截面设计;按构造配筋时,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010规定。地下连续墙顶冠梁总配筋率不应小于0.4%。Ⅲ预制管桩设计5.4.20下列情况下预制管桩不宜用作支护桩:1支护深度大于12m;2深厚淤泥等软土基坑工程;3开挖深度大于10m的膨胀性土或填土基坑工程;4支护桩挠曲变形计算结果大于30mm的基坑工程。5.4.21选用预制管桩做为支护桩时,应符合下列规定:1管桩直径不宜小于600mm。2预制管桩宜选用混合配筋管桩,当选用预应力高强混凝土管桩或预应力混凝土管桩时,桩身混凝土有效预压应力值不应小于6MPa。3当采用多节管桩时,管桩接头不宜超过1个,应进行管桩配桩设计,接桩位置不宜设在计算最大弯矩或剪力位置。连接时应采用端板对端板焊接等方法连接;管桩接头应满足与桩身等强度的设计要求。4当采用两节管桩时,可根据土层和土压力分布特征、管桩内力计算结果,选用由混合配筋管桩和预应力高强混凝土管桩组合的形式。5当需要设置截水帷幕时,可采用水泥土墙内插管桩的形式,水泥土墙可根据土层情况、施工对周边环境扰动程度,选用搅拌水泥土连续墙、旋喷水泥土连续墙、渠式切割连续墙等。5.4.22预制管桩支护设计应评价管桩施工方法对周边环境的影响,并应根据影响程度选择施工方法和工艺。5.4.23当用于基坑支护的管桩接头采用焊接时,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:γ0Mk≤Mcr(5.4.23)式中:Mcr——不考虑非预应力钢筋作用的管桩桩身开裂弯矩计算值;γ0——支护结构重要性系数,不应小于1.0;Mk——接桩处按荷载效应标准组合计算的弯矩值。5.5内支撑体系结构设计5.5.1内支撑体系可选用钢支撑、钢筋混凝土支撑或钢与钢筋混凝土组合支撑。钢管支撑常用规格见本标准附录D。5.5.2内支撑的平面和竖向布置应根据基坑开挖深度、平面形状、工程地质与水文地质条件、挡土结构类型、基坑变形与稳定性要求、邻近地下工程情况、土方开挖与主体结构施工要求及地区工程经验等因素综合确定。5.5.3周边环境复杂且对基坑变形控制要求较高或者基坑形状比较复杂的基坑工程,首道内支撑宜选用钢筋混凝土支撑。5.5.4水平内支撑体系的平面布置应符合下列规定:1根据工程具体情况,水平支撑可以采用对撑、对撑桁架、斜角撑、斜撑桁架、边桁架和八字撑等形式组成的平面结构体系,采用逆作法工艺时,可将地下室梁板兼作内支撑使用。水平支撑可以单层设置,也可多层设置(图5.5.4-1、5.5.4-2)。2当利用地下连续墙墙体内的暗梁代替腰梁时,设置在每幅槽段上的支撑点不应少于2个。1—支护桩;2—冠梁;3—对撑;4—板撑;5—斜撑;6—连系梁;7—立柱;8—阳角;9—拟建主体结构柱1—支护桩;2—腰梁;3—对撑;4—抗剪镫;5—斜撑;6—支座;7—分期施工隔离桩3支撑布置应方便土方开挖和地下主体结构的施工;支撑构件宜避开地下主体结构的墙、柱等竖向构件。4每道水平支撑宜设置在同一标高并形成整体。5各层支撑的标高处沿排桩表面应设置水平腰梁。沿腰梁长度方向水平支撑点的间距:对钢腰梁不宜大于4m,对混凝土腰梁不宜大于9m;6当相邻混凝土支撑之间的水平距离大于9m时,宜在支撑端部设置八字撑。八字撑宜左右对称,长度不宜大于9m,与腰梁之间的夹角宜为60°。当支撑端不对称,且轴力相差较大时,应在相邻支撑的节点间增设水平连杆。7基坑平面形状有向内凸出的阳角时,应在阳角的两个方向上设置支撑点,必要时应对阳角处的坑外土体进行加固处理。5.5.5水平内支撑体系的竖向布置应符合下列规定:1基坑竖向平面内,水平支撑的竖向道数及位置宜与地下结构的层数及高度相协调。支撑的竖向布置不应使支撑与挡土结构之间出现拉力。2上、下层水平支撑轴线应布置在同一竖向平面内。竖向相邻水平支撑的净距不宜小于3m,当采用机械下坑开挖及运输时,不宜小于4m。3各层水平支撑和腰梁的轴线标高宜在同一水平面上,其位置不得妨碍地下结构楼板和底板的施工,且应满足墙、柱等竖向构件的插筋高度要求。4第一道水平支撑宜直接支承在冠梁上。当第一道水平支撑标高低于冠梁时,可另设腰梁,但不宜低于自然地面以下3m。5地下结构施工中,分层拆除支撑与腰梁前,地下结构应达到设计强度,并设置可靠传力装置。对有错层、楼板局部缺失等部位的支撑转换,宜采取换撑措施,并由计算确定。6纵向和横向支撑的交汇点宜在同一标高上,并宜采用定型的十字节点或井字节点连接。当纵向和横向支撑不在同一标高时,应采取防止支撑失稳的措施。7当采用钢支撑时,应加强支撑的抗拉脱连接构造并采取可靠的防坠落措施。8当设置支撑立柱时,临时立柱应避开主体结构的梁、柱及承重墙;对纵横双向交叉的支撑结构,立柱宜设置在支撑的交汇点处。立柱之间宜设置连系梁,可对称设置于立柱两侧,与立柱焊接。在立柱及其连系梁组成的纵向支撑体系中宜采取设置剪刀撑等可靠措施以形成稳定的支撑体系;立柱仅支承单向支撑杆时,在立柱无支撑的方向应设连系杆件。9支撑立柱的间距,应根据支撑强度、变形与稳定性要求,立柱与立柱桩的强度与稳定性要求,以及土方开挖施工要求等因素综合确定,对钢筋混凝土支撑的立柱间距不宜大于15m,对钢支撑的立柱间距不宜大于20m。5.5.6竖向斜撑体系的布置应符合下列规定:1对于平面尺度大、深度小于6m,受施工工序影响无法施工对撑的基坑,可采用竖向斜撑体系。2竖向斜撑体系通常应由斜撑、腰梁和斜撑基础等构件组成。斜撑中部可设置立柱,立柱的设置由计算确定。3斜撑宜采用型钢或组合型钢。4竖向斜撑宜均匀布置,水平间距由计算确定,且不宜大于6m。竖向斜支撑宜为单层,不应超过2层。5斜撑与基坑底面之间的夹角一般情况下不宜大于35°,在地下水位较高的软土地区不宜大于26°,并与基坑内土堤的稳定边坡相一致。斜撑基础与挡土结构之间的水平距离不宜小于挡土结构在开挖面以下嵌入深度的1.5倍。6斜撑与腰梁、斜撑与基础以及腰梁与围护墙之间的连接应满足斜撑水平分力和垂直分力的传递要求。7应设置可靠的斜撑基础,具备可靠的水平和竖向承载能力,且应考虑与主体结构底板施工的关系。5.5.7支撑构件的内力和变形宜按下列方法确定:1水平支撑应按偏心受压构件进行计算,并按受弯构件进行验算。支撑轴力按腰梁长度方向分布的水平反力乘以支撑中心距,当支撑与腰梁斜交时,水平反力应取沿腰梁长度方向水平反力及垂直方向水平反力的合力。2正交平面杆系支撑,可分解为纵横两个方向的结构单元,并分别按偏心受压构件进行计算。3在水平荷载作用下,现浇混凝土冠梁(腰梁)的内力与变形可按多跨连续梁计算,计算跨度取相邻水平支撑之间的中心距离。钢腰梁计算假定应与拼装节点设计构造一致。4当水平支撑与腰梁斜交时,尚应考虑支撑轴力在腰梁长度方向所引起的轴向力。5内支撑结构应进行竖向荷载作用下的结构分析,根据支承条件按简支梁、连续梁、空间框架计算。6竖向斜撑应按偏心受压杆件进行计算。5.5.8内支撑结构分析时,应同时考虑下列作用:1由挡土结构传至内支撑结构的水平荷载;2支撑结构自重、支撑预加压力;当支撑作为施工平台时,尚应考虑施工荷载;3当温度改变引起的支撑结构内力不可忽略不计时,应考虑温度应力;4当支撑立柱下沉或隆起量较大时,应考虑支撑立柱与挡土构件之间差异沉降产生的作用。Ⅲ内支撑结构构件设计5.5.9支撑构件设计应符合下列规定:1支撑杆件截面的偏心弯矩除竖向荷载、自重产生的弯矩外,尚应考虑轴向力对构件初始偏心距的附加弯矩。构件截面的初始偏心距可取支撑计算长度的2/1000~3/1000,且对混凝土支撑不宜小于20mm及偏心方向支撑截面尺寸的1/30,对钢支撑不宜小于40mm。2支撑构件的截面承载力应根据支护结构在各个施工阶段荷载作用效应的包络图进行验算,其承载力表达式为:γ0F≤R(5.5.9-1)式中:F——支撑构件内力设计值;R——支撑构件截面承载力设计值,按现行国家有关结构设计标准确定。3支撑构件的受压计
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