建筑基坑支護技術規(guī)程(第三章 基本規(guī)定)
3 基本規(guī)定
3.1 設計原則
3.1.1 基坑支護設計應規(guī)定其設計使用期限?;又ёo的設計使用期限不應小于一年。
3.1.2 基坑支護應滿足下列功能要求:
1 保證基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路的安全和正常使用;
2 保證主體地下結構的施工空間。
3.1.3 基坑支護設計時,應綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質條件的復雜程度、基坑深度等因素,按表3.1.3采用支護結構的安全等級。對同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等級。
3.1.4 支護結構設計時應采用下列極限狀態(tài):
1 承載能力極限狀態(tài)
1)支護結構構件或連接因超過材料強度而破壞,或因過度變形而不適于繼續(xù)承受荷載,或出現壓屈、局部失穩(wěn);
2)支護結構和土體整體滑動;
3)坑底因隆起而喪失穩(wěn)定;
4)對支擋式結構,擋土構件因坑底土體喪失嵌固能力而推移或傾覆;
5)對錨拉式支擋結構或土釘墻,錨桿或土釘因土體喪失錨固能力而拔動;
6)對重力式水泥土墻,墻體傾覆或滑移;
7)對重力式水泥土墻、支擋式結構,其持力土層因喪失承載能力而破壞;
8)地下水滲流引起的土體滲透破壞。
2 正常使用極限狀態(tài)
1)造成基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路等損壞或影響其正常使用的支護結構位移;
2)因地下水位下降、地下水滲流或施工因素而造成基坑周邊建(構)筑物、地下管線、道路等損壞或影響其正常使用的土體變形;
3)影響主體地下結構正常施工的支護結構位移;
4)影響主體地下結構正常施工的地下水滲流。
3.1.5 支護結構、基坑周邊建筑物和地面沉降、地下水控制的計算和驗算應采用下列設計表達式:
1 承載能力極限狀態(tài)
1)支護結構構件或連接因超過材料強度或過度變形的承載能力極限狀態(tài)設計,應符合下式要求:
3.1.6 支護結構構件按承載能力極限狀態(tài)設計時,作用基本組合的綜合分項系數不應小于1.25。對安全等級為一級、二級、三級的支護結構,其結構重要性系數分別不應小于1.1、1.0、0.9。各類穩(wěn)定性安全系數應按本規(guī)程各章的規(guī)定取值。
3. 1. 7 支護結構重要性系數與作用基本組合的效應設計值的乘積()可采用下列內力設計值表示:
彎矩設計值
3.1.8 基坑支護設計應按下列要求設定支護結構的水平位移控制值和基坑周邊環(huán)境的沉降控制值:
1 當基坑開挖影響范圍內有建筑物時,支護結構水平位移控制值、建筑物的沉降控制值應按不影響其正常使用的要求確定,并應符合現行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007中對地基變形允許值的規(guī)定;當基坑開挖影響范圍內有地下管線、地下構筑物、道路時,支護結構水平位移控制值、地面沉降控制值應按不影響其正常使用的要求確定,并應符合現行相關標準對其允許變形的規(guī)定;
2 當支護結構構件同時用作主體地下結構構件時,支護結構水平位移控制值不應大于主體結構設計對其變形的限值;
3 當無本條第1款、第2款情況時,支護結構水平位移控制值應根據地區(qū)經驗按工程的具體條件確定。
3.1.9 基坑支護應按實際的基坑周邊建筑物、地下管線、道路和施工荷載等條件進行設計。設計中應提出明確的基坑周邊荷載限值、地下水和地表水控制等基坑使用要求。
3.1.10 基坑支護設計應滿足下列主體地下結構的施工要求:
1 基坑側壁與主體地下結構的凈空間和地下水控制應滿足主體地下結構及其防水的施工要求;
2 采用錨桿時,錨桿的錨頭及腰梁不應妨礙地下結構外墻的施工;
3 采用內支撐時,內支撐及腰梁的設置應便于地下結構及其防水的施工。
3.1. 11 支護結構按平面結構分析時,應按基坑各部位的開挖深度、周邊環(huán)境條件、地質條件等因素劃分設計計算剖面。對每一計算剖面,應按其最不利條件進行計算。對電梯井、集水坑等特殊部位,宜單獨劃分計算剖面。
3.1.12 基坑支護設計應規(guī)定支護結構各構件施工順序及相應的基坑開挖深度?;娱_挖各階段和支護結構使用階段,均應符合本規(guī)程第3.1.4條、第3. 1.5條的規(guī)定。
3.1.13 在季節(jié)性凍土地區(qū),支護結構設計應根據凍脹、凍融對支護結構受力和基坑側壁的影響采取相應的措施。
3.1.14 土壓力及水壓力計算、土的各類穩(wěn)定性驗算時,土、水壓力的分、合算方法及相應的土的抗剪強度指標類別應符合下列規(guī)定:
1 對地下水位以上的黏性土、黏質粉土,土的抗剪強度指標應采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結快剪強度指標ccq、φcq,對地下水位以上的砂質粉土、砂土、碎石土,土的抗剪強度指標應采用有效應力強度指標c'、φ';
2 對地下水位以下的黏性土、黏質粉土,可采用土壓力、水壓力合算方法;此時,對正常固結和超固結土,土的抗剪強度指標應采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結快剪強度指標ccq、φcq,對欠固結土,宜采用有效自重壓力下預固結的三軸不固結不排水抗剪強度指標cuu、φuu;
3 對地下水位以下的砂質粉土、砂土和碎石土,應采用土壓力、水壓力分算方法;此時,土的抗剪強度指標應采用有效應力強度指標c'、φ',對砂質粉土,缺少有效應力強度指標時,也可采用三軸固結不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結快剪強度指標ccq、φcq代替,對砂土和碎石土,有效應力強度指標φ'可根據標準貫入試驗實測擊數和水下休止角等物理力學指標取值;土壓力、水壓力采用分算方法時,水壓力可按靜水壓力計算;當地下水滲流時,宜按滲流理論計算水壓力和土的豎向有效應力;當存在多個含水層時,應分別計算各含水層的水壓力;
4 有可靠的地方經驗時,土的抗剪強度指標尚可根據室內、原位試驗得到的其他物理力學指標,按經驗方法確定。
3.1.15 支護結構設計時,應根據工程經驗分析判斷計算參數取值和計算分析結果的合理性。
3.2 勘察要求與環(huán)境調查
3.2.1 基坑工程的巖土勘察應符合下列規(guī)定:
1 勘探點范圍應根據基坑開挖深度及場地的巖土工程條件確定;基坑外宜布置勘探點,其范圍不宜小于基坑深度的1倍;當需要采用錨桿時,基坑外勘探點的范圍不宜小于基坑深度的2倍;當基坑外無法布置勘探點時,應通過調查取得相關勘察資料并結合場地內的勘察資料進行綜合分析;
2 勘探點應沿基坑邊布置,其間距宜取15m~25m;當場地存在軟弱土層、暗溝或巖溶等復雜地質條件時,應加密勘探點并查明其分布和工程特性;
3 基坑周邊勘探孔的深度不宜小于基坑深度的2倍;基坑面以下存在軟弱土層或承壓水含水層時,勘探孔深度應穿過軟弱土層或承壓水含水層;
4 應按現行國家標準《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021的規(guī)定進行原位測試和室內試驗并提出各層土的物理性質指標和力學指標;對主要土層和厚度大于3m的素填土,應按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定進行抗剪強度試驗并提出相應的抗剪強度指標;
5 當有地下水時,應查明各含水層的埋深、厚度和分布,判斷地下水類型、補給和排泄條件;有承壓水時,應分層測量其水頭高度;
6 應對基坑開挖與支護結構使用期內地下水位的變化幅度進行分析;
7 當基坑需要降水時,宜采用抽水試驗測定各含水層的滲透系數與影響半徑;勘察報告中應提出各含水層的滲透系數;
8 當建筑地基勘察資料不能滿足基坑支護設計與施工要求時,應進行補充勘察。
3.2.2 基坑支護設計前,應查明下列基坑周邊環(huán)境條件:
1 既有建筑物的結構類型、層數、位置、基礎形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等;
2 各種既有地下管線、地下構筑物的類型、位置、尺寸、埋深等;對既有供水、污水、雨水等地下輸水管線,尚應包括其使用狀況及滲漏狀況;
3 道路的類型、位置、寬度、道路行駛情況、最大車輛荷載等;
4 基坑開挖與支護結構使用期內施工材料、施工設備等臨時荷載的要求;
5 雨期時的場地周圍地表水匯流和排泄條件。
3.3 支護結構選型
3.3.1 支護結構選型時,應綜合考慮下列因素:
1 基坑深度;
2 土的性狀及地下水條件;
3 基坑周邊環(huán)境對基坑變形的承受能力及支護結構失效的后果;
4 主體地下結構和基礎形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形狀;
5 支護結構施工工藝的可行性;
6 施工場地條件及施工季節(jié);
7 經濟指標、環(huán)保性能和施工工期。
3.3. 2 支護結構應按表3.3.2選型。
3.3.3 采用兩種或兩種以上支護結構形式時,其結合處應考慮相鄰支護結構的相互影響,且應有可靠的過渡連接措施。
3.3.4 支護結構上部采用土釘墻或放坡、下部采用支擋式結構時, 上部土釘墻應符合本規(guī)程第5章的規(guī)定,支擋式結構應考慮上部土釘墻或放坡的作用。
3.3.5 當坑底以下為軟土時,可采用水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿等方法對坑底土體進行局部或整體加固。水泥土攪拌樁、高壓噴射注漿加固體可采用格柵或實體形式。
3.3. 6 基坑開挖采用放坡或支護結構上部采用放坡時,應按本規(guī)程第5.1.1條的規(guī)定驗算邊坡的滑動穩(wěn)定性,邊坡的圓弧滑動穩(wěn)定安全系數(Ks)不應小于1.2。放坡坡面應設置防護層。
3.4 水平荷載
3.4.1 計算作用在支護結構上的水平荷載時,應考慮下列因素:
1 基坑內外土的自重(包括地下水);
2 基坑周邊既有和在建的建(構)筑物荷載;
3 基坑周邊施工材料和設備荷載;
4 基坑周邊道路車輛荷載;
5 凍脹、溫度變化及其他因素產生的作用。
3.4.2 作用在支護結構上的土壓力應按下列規(guī)定確定:
1 支護結構外側的主動土壓力強度標準值、支護結構內側的被動土壓力強度標準值宜按下列公式計算(圖3.4.2):
1)對地下水位以上或水土合算的土層
2 在土壓力影響范圍內,存在相鄰建筑物地下墻體等穩(wěn)定界面時,可采用庫侖土壓力理論計算界面內有限滑動楔體產生的主動土壓力,此時,同一土層的土壓力可采用沿深度線性分布形式,支護結構與土之間的摩擦角宜取零。
3 需要嚴格限制支護結構的水平位移時,支護結構外側的土壓力宜取靜止土壓力。
4 有可靠經驗時,可采用支護結構與土相互作用的方法計算土壓力。
3.4.3 對成層土,土壓力計算時的各土層計算厚度應符合下列規(guī)定:
1 當土層厚度較均勻、層面坡度較平緩時,宜取鄰近勘察孔的各土層厚度,或同一計算剖面內各土層厚度的平均值;
2 當同一計算剖面內各勘察孔的土層厚度分布不均時,應取最不利勘察孔的各土層厚度;
3 對復雜地層且距勘探孔較遠時,應通過綜合分析土層變化趨勢后確定土層的計算厚度;
4 當相鄰土層的土性接近,且對土壓力的影響可以忽略不計或有利時,可歸并為同一計算土層。
3.4.4 靜止地下水的水壓力可按下列公式計算:
3.4.8 當支護結構頂部低于地面,其上方采用放坡或土釘墻時,支護結構頂面以上土體對支護結構的作用宜按庫侖土壓力理論計算,也可將其視作附加荷載并按下列公式計算土中附加豎向應力標準值(圖3.4. 8):
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