建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(第三章 基本規(guī)定)
3 基本規(guī)定
3.1 設(shè)計原則
3.1.1 基坑支護設(shè)計應(yīng)規(guī)定其設(shè)計使用期限?;又ёo的設(shè)計使用期限不應(yīng)小于一年。
3.1.2 基坑支護應(yīng)滿足下列功能要求:
1 保證基坑周邊建(構(gòu))筑物、地下管線、道路的安全和正常使用;
2 保證主體地下結(jié)構(gòu)的施工空間。
3.1.3 基坑支護設(shè)計時,應(yīng)綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復(fù)雜程度、基坑深度等因素,按表3.1.3采用支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)采用下列極限狀態(tài):
1 承載能力極限狀態(tài)
1)支護結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xiàn)壓屈、局部失穩(wěn);
2)支護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),擋土構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),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(gòu))筑物、地下管線、道路等損壞或影響其正常使用的支護結(jié)構(gòu)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(gòu))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(jié)構(gòu)正常施工的支護結(jié)構(gòu)位移;
4)影響主體地下結(jié)構(gòu)正常施工的地下水滲流。
3.1.5 支護結(jié)構(gòu)、基坑周邊建筑物和地面沉降、地下水控制的計算和驗算應(yīng)采用下列設(shè)計表達式:
1 承載能力極限狀態(tài)
1)支護結(jié)構(gòu)構(gòu)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(shè)計,應(yīng)符合下式要求:
3.1.6 支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,作用基本組合的綜合分項系數(shù)不應(yīng)小于1.25。對安全等級為一級、二級、三級的支護結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)分別不應(yīng)小于1.1、1.0、0.9。各類穩(wěn)定性安全系數(shù)應(yīng)按本規(guī)程各章的規(guī)定取值。
3. 1. 7 支護結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)與作用基本組合的效應(yīng)設(shè)計值的乘積()可采用下列內(nèi)力設(shè)計值表示:
彎矩設(shè)計值
3.1.8 基坑支護設(shè)計應(yīng)按下列要求設(shè)定支護結(jié)構(gòu)的水平位移控制值和基坑周邊環(huán)境的沉降控制值:
1 當(dāng)基坑開挖影響范圍內(nèi)有建筑物時,支護結(jié)構(gòu)水平位移控制值、建筑物的沉降控制值應(yīng)按不影響其正常使用的要求確定,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007中對地基變形允許值的規(guī)定;當(dāng)基坑開挖影響范圍內(nèi)有地下管線、地下構(gòu)筑物、道路時,支護結(jié)構(gòu)水平位移控制值、地面沉降控制值應(yīng)按不影響其正常使用的要求確定,并應(yīng)符合現(xiàn)行相關(guān)標準對其允許變形的規(guī)定;
2 當(dāng)支護結(jié)構(gòu)構(gòu)件同時用作主體地下結(jié)構(gòu)構(gòu)件時,支護結(jié)構(gòu)水平位移控制值不應(yīng)大于主體結(jié)構(gòu)設(shè)計對其變形的限值;
3 當(dāng)無本條第1款、第2款情況時,支護結(jié)構(gòu)水平位移控制值應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗按工程的具體條件確定。
3.1.9 基坑支護應(yīng)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(shè)計。設(shè)計中應(yīng)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(shè)計應(yīng)滿足下列主體地下結(jié)構(gòu)的施工要求:
1 基坑側(cè)壁與主體地下結(jié)構(gòu)的凈空間和地下水控制應(yīng)滿足主體地下結(jié)構(gòu)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(yīng)妨礙地下結(jié)構(gòu)外墻的施工;
3 采用內(nèi)支撐時,內(nèi)支撐及腰梁的設(shè)置應(yīng)便于地下結(jié)構(gòu)及其防水的施工。
3.1. 11 支護結(jié)構(gòu)按平面結(jié)構(gòu)分析時,應(yīng)按基坑各部位的開挖深度、周邊環(huán)境條件、地質(zhì)條件等因素劃分設(shè)計計算剖面。對每一計算剖面,應(yīng)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(shè)計應(yīng)規(guī)定支護結(jié)構(gòu)各構(gòu)件施工順序及相應(yīng)的基坑開挖深度。基坑開挖各階段和支護結(jié)構(gòu)使用階段,均應(yīng)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(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)凍脹、凍融對支護結(jié)構(gòu)受力和基坑側(cè)壁的影響采取相應(yīng)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(yīng)的土的抗剪強度指標類別應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 對地下水位以上的黏性土、黏質(zhì)粉土,土的抗剪強度指標應(yīng)采用三軸固結(jié)不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結(jié)快剪強度指標ccq、φcq,對地下水位以上的砂質(zhì)粉土、砂土、碎石土,土的抗剪強度指標應(yīng)采用有效應(yīng)力強度指標c'、φ';
2 對地下水位以下的黏性土、黏質(zhì)粉土,可采用土壓力、水壓力合算方法;此時,對正常固結(jié)和超固結(jié)土,土的抗剪強度指標應(yīng)采用三軸固結(jié)不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結(jié)快剪強度指標ccq、φcq,對欠固結(jié)土,宜采用有效自重壓力下預(yù)固結(jié)的三軸不固結(jié)不排水抗剪強度指標cuu、φuu;
3 對地下水位以下的砂質(zhì)粉土、砂土和碎石土,應(yīng)采用土壓力、水壓力分算方法;此時,土的抗剪強度指標應(yīng)采用有效應(yīng)力強度指標c'、φ',對砂質(zhì)粉土,缺少有效應(yīng)力強度指標時,也可采用三軸固結(jié)不排水抗剪強度指標ccu、φcu或直剪固結(jié)快剪強度指標ccq、φcq代替,對砂土和碎石土,有效應(yīng)力強度指標φ'可根據(jù)標準貫入試驗實測擊數(shù)和水下休止角等物理力學(xué)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(dāng)?shù)叵滤疂B流時,宜按滲流理論計算水壓力和土的豎向有效應(yīng)力;當(dāng)存在多個含水層時,應(yīng)分別計算各含水層的水壓力;
4 有可靠的地方經(jīng)驗時,土的抗剪強度指標尚可根據(jù)室內(nèi)、原位試驗得到的其他物理力學(xué)指標,按經(jīng)驗方法確定。
3.1.15 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗分析判斷計算參數(shù)取值和計算分析結(jié)果的合理性。
3.2 勘察要求與環(huán)境調(diào)查
3.2.1 基坑工程的巖土勘察應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 勘探點范圍應(yīng)根據(jù)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(dāng)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(dāng)基坑外無法布置勘探點時,應(yīng)通過調(diào)查取得相關(guān)勘察資料并結(jié)合場地內(nèi)的勘察資料進行綜合分析;
2 勘探點應(yīng)沿基坑邊布置,其間距宜取15m~25m;當(dāng)場地存在軟弱土層、暗溝或巖溶等復(fù)雜地質(zhì)條件時,應(yīng)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(yīng)穿過軟弱土層或承壓水含水層;
4 應(yīng)按現(xiàn)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(nèi)試驗并提出各層土的物理性質(zhì)指標和力學(xué)指標;對主要土層和厚度大于3m的素填土,應(yīng)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(yīng)的抗剪強度指標;
5 當(dāng)有地下水時,應(yīng)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(yīng)分層測量其水頭高度;
6 應(yīng)對基坑開挖與支護結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)地下水位的變化幅度進行分析;
7 當(dāng)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(shù)與影響半徑;勘察報告中應(yīng)提出各含水層的滲透系數(shù);
8 當(dāng)建筑地基勘察資料不能滿足基坑支護設(shè)計與施工要求時,應(yīng)進行補充勘察。
3.2.2 基坑支護設(shè)計前,應(yīng)查明下列基坑周邊環(huán)境條件:
1 既有建筑物的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、位置、基礎(chǔ)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(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)使用期內(nèi)施工材料、施工設(shè)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(jié)構(gòu)選型
3.3.1 支護結(jié)構(gòu)選型時,應(yīng)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(jié)構(gòu)失效的后果;
4 主體地下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形狀;
5 支護結(jié)構(gòu)施工工藝的可行性;
6 施工場地條件及施工季節(jié);
7 經(jīng)濟指標、環(huán)保性能和施工工期。
3.3. 2 支護結(jié)構(gòu)應(yīng)按表3.3.2選型。
3.3.3 采用兩種或兩種以上支護結(jié)構(gòu)形式時,其結(jié)合處應(yīng)考慮相鄰支護結(jié)構(gòu)的相互影響,且應(yīng)有可靠的過渡連接措施。
3.3.4 支護結(jié)構(gòu)上部采用土釘墻或放坡、下部采用支擋式結(jié)構(gòu)時, 上部土釘墻應(yīng)符合本規(guī)程第5章的規(guī)定,支擋式結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮上部土釘墻或放坡的作用。
3.3.5 當(dāng)坑底以下為軟土?xí)r,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?qū)嶓w形式。
3.3. 6 基坑開挖采用放坡或支護結(jié)構(gòu)上部采用放坡時,應(yīng)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(shù)(Ks)不應(yīng)小于1.2。放坡坡面應(yīng)設(shè)置防護層。
3.4 水平荷載
3.4.1 計算作用在支護結(jié)構(gòu)上的水平荷載時,應(yīng)考慮下列因素:
1 基坑內(nèi)外土的自重(包括地下水);
2 基坑周邊既有和在建的建(構(gòu))筑物荷載;
3 基坑周邊施工材料和設(shè)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(chǎn)生的作用。
3.4.2 作用在支護結(jié)構(gòu)上的土壓力應(yīng)按下列規(guī)定確定:
1 支護結(jié)構(gòu)外側(cè)的主動土壓力強度標準值、支護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)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(nèi),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(nèi)有限滑動楔體產(chǎn)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(jié)構(gòu)與土之間的摩擦角宜取零。
3 需要嚴格限制支護結(jié)構(gòu)的水平位移時,支護結(jié)構(gòu)外側(cè)的土壓力宜取靜止土壓力。
4 有可靠經(jīng)驗時,可采用支護結(jié)構(gòu)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(yīng)符合下列規(guī)定:
1 當(dāng)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(nèi)各土層厚度的平均值;
2 當(dāng)同一計算剖面內(nèi)各勘察孔的土層厚度分布不均時,應(yīng)取最不利勘察孔的各土層厚度;
3 對復(fù)雜地層且距勘探孔較遠時,應(yīng)通過綜合分析土層變化趨勢后確定土層的計算厚度;
4 當(dāng)相鄰?fù)翆拥耐列越咏?,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(dāng)支護結(jié)構(gòu)頂部低于地面,其上方采用放坡或土釘墻時,支護結(jié)構(gòu)頂面以上土體對支護結(jié)構(gòu)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(yīng)力標準值(圖3.4. 8):
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