【正文】 基坑支護設(shè)計、施工、檢測與監(jiān)測 楊生貴 中國建筑科學(xué)研究院地基基礎(chǔ)研究所 2022年 11月 地基基礎(chǔ)研究所 內(nèi)容提要 1 基坑支護結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計要點 2 基坑工程設(shè)計、施工中值得關(guān)注的一些問題 3 基坑工程的質(zhì)量檢測 4 基坑監(jiān)測 5 基坑支護設(shè)計文件（技術(shù)文件）的主要內(nèi)容 6 國家技術(shù)標準中關(guān)于基坑工程的強制性條文 1 國家行業(yè)標準 《 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 》 JGJ120現(xiàn)狀 – 國家行業(yè)標準 《 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 》JGJ120－ 99（現(xiàn)行版） – 國家行業(yè)標準 《 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 》 JGJ120（修訂版） (報批階段 )主要內(nèi)容 – 修訂版 《 規(guī)程 》 總體框架 JGJ12099（現(xiàn)行版） 1999年 9月 1日～現(xiàn)在 新版 《 規(guī)程 》 JGJ120總體框架 基本規(guī)定支擋式結(jié)構(gòu)懸臂式結(jié)構(gòu)錨拉式結(jié)構(gòu)支撐式結(jié)構(gòu)雙排樁結(jié)構(gòu)土 釘 墻復(fù)合土釘墻普通土釘墻重力式擋墻放 坡地下水控制截 水降 水集水明排1 設(shè)計原則2 勘察要求與環(huán)境調(diào)查4 水平荷載基坑開挖與監(jiān)測支擋式支護結(jié)構(gòu)常用形式 ? 懸臂式樁、墻結(jié)構(gòu) ? 樁、墻－錨桿結(jié)構(gòu) ? 樁、墻－內(nèi)支撐結(jié)構(gòu) ? 組合結(jié)構(gòu) ? 雙排樁、墻結(jié)構(gòu)（剛架） ? 逆作法 ? 其他結(jié)構(gòu) 支擋式結(jié)構(gòu) －懸臂式 懸臂式樁、墻結(jié)構(gòu)支擋式結(jié)構(gòu) －錨拉式 支擋式結(jié)構(gòu) －內(nèi)支撐式 樁、墻－內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)砼或鋼構(gòu)件砼或鋼構(gòu)件支擋式結(jié)構(gòu) －雙排樁剛架 前排樁 后排樁連梁排拒連梁冠梁后排樁前排樁排拒位移圖示意 彎矩圖示意支擋式結(jié)構(gòu) － 支護與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合及逆作法 （ a） （ b） （ c） 地下連續(xù)墻與地下結(jié)構(gòu)外墻結(jié)合的形式 （ a）單一墻； （ b）重合墻； （ c）復(fù)合墻 1－地下連續(xù)墻； 2－主體結(jié)構(gòu)； 3－樓面結(jié)構(gòu)； 4－襯墊材料 312 21143 3支擋式結(jié)構(gòu) －組合式 1 砼或鋼構(gòu)件砼或鋼構(gòu)件支擋式結(jié)構(gòu) －組合式 2 支擋式結(jié)構(gòu)選型與布置 ? 應(yīng)滿足主體地下結(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)及防水的施工。 ? 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)一旦失效可能產(chǎn)生的后果； 4 主體地下結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)形式、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。 支擋式結(jié)構(gòu)計算、驗算內(nèi)容 ? 荷載計算 ? 結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形計算 ? 嵌固段土體水平承載力驗算（傾覆、滑移、踢腳） ? 整體滑動穩(wěn)定性驗算 ? 基坑底抗隆起穩(wěn)定性 ? 擋土構(gòu)件（鋼筋砼護坡樁、型鋼護坡樁、地下連續(xù)墻等）截面承載力計算 ? 錨桿（土釘）抗拔、受拉承載力計算，腰梁截面承載力計算 ? 支撐構(gòu)件（鋼、鋼筋砼）截面承載力計算 ? 滲透穩(wěn)定性驗算 ? 基坑周邊環(huán)境（建筑物、地下管線、道路等）變形 預(yù)測 支擋式結(jié)構(gòu)荷載計算 pkak0d0k,jdk,j0dk,j特殊情況下的土壓力問題 建筑物鄰近原狀土、回填土？特殊情況下的土壓力問題 h1h2h(1)h1h2h1q=γh1h2hh2h1h2h1q=γh1(2)h1≥h2h2h1h2h1擋土構(gòu)件受力分析 ddhak aak as 0.s 0.結(jié)構(gòu)分析時考慮錨桿或支撐的設(shè)置與拆除 支點設(shè)置工況錨桿或支撐 錨桿或支撐錨桿或支撐 錨桿或支撐錨桿或支撐錨桿或支撐 錨桿或支撐錨桿或支撐錨桿或支撐錨桿或支撐錨桿或支撐錨桿或支撐地下結(jié)構(gòu)底板 地下結(jié)構(gòu)底板錨桿或支撐錨桿或支撐地下結(jié)構(gòu)樓板錨桿或支撐錨桿或支撐地下結(jié)構(gòu)底板錨桿或支撐地下結(jié)構(gòu)樓板地下結(jié)構(gòu)底板 地下結(jié)構(gòu)底板地下結(jié)構(gòu)樓板錨桿或支撐地下結(jié)構(gòu)樓板地下結(jié)構(gòu)底板傳力構(gòu)件滿足結(jié)構(gòu)施工滿足結(jié)構(gòu)施工通常的支點替換工況計算示例 內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)受力分析 內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)一般按平面結(jié)構(gòu)進行分析，擋土結(jié)構(gòu)傳至內(nèi)支撐的荷載應(yīng)取擋土結(jié)構(gòu)分析時得出的支點力；對擋土結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)分別進行分析時，應(yīng)考慮其相互之間的變形協(xié)調(diào) . 水平支撐：簡單對撐 (鋼、鋼混 ) 水平支撐：桁架 水平支撐：鋼混環(huán)梁＋網(wǎng)格 雙排樁剛架受力分析 ydak a0s 0.嵌固段土體水平承載力驗算 da1akpkp1p k 39。akpk0dp2a2ak0akpkpk整體滑動穩(wěn)定性驗算 djkjjk , k x , kjji基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗算 0m2m1 00m2m1 0djjj0ijj滲透穩(wěn)定性 11擋土構(gòu)件（鋼筋砼護坡樁、型鋼護坡樁、地下連續(xù)墻等）截面承載力計算 ? 鋼筋砼構(gòu)件：國家標準 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 GB50010 ； ? 鋼構(gòu)件：國家標準 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 BG50017 。 錨桿承載力計算 錨桿 的極限抗拔承載力 應(yīng)符合 下式要求 ： tkk KNR ? 式中： K t ── 錨 桿抗拔安全系數(shù)；安全等級 為 一級、二級、三級的支護結(jié)構(gòu)， K t 分別不應(yīng)小于 1. 8 、 1 .6 、 ； N k ── 錨 桿軸向拉力標準值 ( kN) ； R k ──錨桿極限抗拔承載力標準值 ( k N ) 。 錨桿桿體的 受拉承載力 應(yīng) 符合 下 式規(guī)定 ： ppy AfN ? 式中： N ── 錨 桿軸向拉力設(shè)計值 ( k N ) ； f py ── 預(yù)應(yīng)力鋼筋 抗拉強度設(shè)計值 ( k P a) ；當錨桿桿體采用普通鋼筋時，取普通鋼筋強度設(shè)計值（ f y ）； A p ── 預(yù)應(yīng)力鋼筋的 截面面積 (m 2 ) 。 錨桿腰梁內(nèi)力計算 L腰梁T 基坑周邊環(huán)境（建筑物、地下管線、道路等）變形 預(yù)測 ? 降水引起的地層變形量計算： ?????ni siiziwEhs139。?? ? 截水帷幕滲漏、因水引起流砂流土導(dǎo)致地層變形、坍陷 ? ? 支護結(jié)構(gòu)變形引起的地層變形 ? 施工擾動、應(yīng)力釋放等因素引起的地層變形（錨桿施工、土釘施工、護坡樁施工等） 0i支擋式結(jié)構(gòu)構(gòu)造、節(jié)點設(shè)計 ? 鋼筋砼、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)造要求 ? 鋼支撐與冠梁、腰梁連接構(gòu)造 ? 腰梁與護坡樁、墻的連接構(gòu)造 ? 內(nèi)支撐立柱與支撐構(gòu)件的連接構(gòu)造 ? 護坡樁樁間土護面 ? 鋼腰梁臺座以及與護坡樁的連接構(gòu)造 ? 錨桿間距、長度基本構(gòu)造要求 土釘墻常用形式 ? 單一土釘墻 ? 復(fù)合土釘墻 土釘墻 1土釘； 2－噴射混凝土面層 1h2復(fù)合土釘墻 (a) (b) 復(fù)合土釘墻的形式 （ a）垂直土釘墻 +微型樁或水泥土樁 +預(yù)應(yīng)力錨桿； （ b）土釘墻 +預(yù)應(yīng)力錨桿 1土釘； 2－預(yù)應(yīng)力錨桿； 3－噴射混凝土面層； 4－微型樁或水泥土樁 2 2h312h3214土釘墻與支擋式結(jié)構(gòu)的組合 土釘墻 (復(fù)合土釘墻 )整體滑動穩(wěn)定性驗算 kjjk, k x, kjjikjjk,k x,kjji土釘墻坑底抗隆起穩(wěn)定性驗算 0m2211 2土釘承載力計算 單根 土釘?shù)目拱纬休d力應(yīng)符合下式規(guī)定： tjkjk KNR ?, 式中： K t ──土釘抗拔安全系數(shù)；安全等級 為 二級、三級的土釘墻， K t 分別不應(yīng)小于 、 ； N k ， j ──第 j 層土釘?shù)妮S向拉力標準值 ( kN ) ； R k ， j ──第 j 層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標準值 ( k N ) 。 k,jjim土釘桿體的受拉承載力應(yīng)符合下列規(guī)定： syj AfN ? 式中： N j──第 j 層土釘?shù)妮S向拉力設(shè)計值 ( kN) ， yf──土釘桿體的抗拉強度設(shè)計值 ( k P a) ； A s ──土釘桿體的截面面積 (m2) 。 土釘墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造、節(jié)點 重力式擋墻 hdl放坡 單級坡 多級坡地下水控制 ? 截水 ? 降水 ? 集水明排 強調(diào)地下水的環(huán)境影響問題、強調(diào)地下水控制對地下水資源的保護 截水 —— 地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻槽段柔性接頭 地下連續(xù)墻槽段剛性接頭 地下連續(xù)墻可以做到一墻多用。地下結(jié)構(gòu)施工階段，地下連續(xù)墻的功能是基坑支護、截水，建筑物使用階段，地下連續(xù)墻可作為地下結(jié)構(gòu)的外墻，必要時，地下連續(xù)墻尚可作為建筑物的豎向承重結(jié)構(gòu)。因此，相對其它基坑支護形式而言，地下連續(xù)墻是隔水效果最好、安全性最高、資源消耗最少、保護環(huán)境最佳、占地最小、整體工期最短 (逆作法 )的支護結(jié)構(gòu)形式。 截水 —— 護坡樁 +樁間旋噴樁（聯(lián)合式） 截水 —— 水泥土樁 +型鋼（聯(lián)合式） 深層攪拌樁型鋼截水 —— 護坡樁＋水泥土截水帷幕 (獨立式 ) （ 1排或 2