【正文】 對《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012的解讀、分析與點評 同濟大學(xué) 高大釗 新版的《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012是根據(jù)2004年建設(shè)部的通知要求，對《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099版修訂而成的。 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099版是在1990年代中期總結(jié)了1980年代以來十多 年的基坑工程經(jīng)驗制訂的。那個年代正是我國深基坑工程的初創(chuàng)時期，經(jīng)驗很不成熟，因此對這個版本的規(guī)程批評的意見比較多，執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)的問題也比較多，例如其中逆作拱墻的支護形式在基本原理上存在缺陷，以致發(fā)生了重大的工程事故。因此在99版頒布只有5年的2004年就開始了修訂的工作，而這次修訂又經(jīng)歷了8年的時間才頒布，也可以看出修訂工作的艱辛與不易。 我們可以看到，這次修訂的幅度比較大，補充和增加的內(nèi)容比較多，反映了20多年來，我國基坑工程技術(shù)的發(fā)展水平和成就，有不少亮點。 在規(guī)程的前言中提出了本次修訂的主要技術(shù)內(nèi)容一共有18個，這些內(nèi)容都是相對于99版規(guī)范的變化。這13年，我國的基坑工程經(jīng)歷了巨大的變化，規(guī)程的修訂工作推動了工程經(jīng)驗的總結(jié)，提高了基坑工程的設(shè)計與施工水平。 1. 調(diào)整和補充了支護結(jié)構(gòu)的幾種穩(wěn)定性驗算 在《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099版本中，沒有專門對穩(wěn)定性驗算提出規(guī)定的章節(jié)。有些穩(wěn)定性驗算的技術(shù)要求，隱藏在關(guān)于嵌固深度的計算規(guī)定之中，缺失了穩(wěn)定性控制的概念。正如新的規(guī)程在條文說明中所說的：“原規(guī)程對支擋式結(jié)構(gòu)彈性支點法的計算過程的規(guī)定是：先計算擋土構(gòu)件的嵌固深度，然后再進行結(jié)構(gòu)計算。這樣的計算方法使計算過程簡化，省去了某些驗算內(nèi)容。因為按原規(guī)程規(guī)定的方法確定擋土構(gòu)件的嵌固深度后，一些原本需要驗算的穩(wěn)定性問題自然滿足要求了。但這樣帶來了一個問題，嵌固深度必須按原規(guī)程的計算方法確定，假如設(shè)計需要嵌固深度短一些，可能按此設(shè)計的支護結(jié)構(gòu)會不能滿足原規(guī)程未作規(guī)定的某種穩(wěn)定性要求。另外對有些缺少經(jīng)驗的設(shè)計者，可能會誤以為不需要考慮這些穩(wěn)定性問題，而忽視必要的土力學(xué)概念?！笔悄莻€版本的重大缺陷，這次修訂，作了重要的修改，是一大進步。 這個版本的規(guī)程在不同的條文中明確提出了9個方面的穩(wěn)定性驗算模式，穩(wěn)定性驗算實際上驗算支護結(jié)構(gòu)在土、水壓力作用下是否滿足靜力平衡條件，并具有所要求的設(shè)計安全度。 1） 懸臂式結(jié)構(gòu)嵌固穩(wěn)定性驗算 懸臂式結(jié)構(gòu)的嵌固深度是支護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定性的控制條件。所謂穩(wěn)定性是指支護結(jié)構(gòu)保持靜力的平衡，控制性的平衡條件是繞支護結(jié)構(gòu)底部轉(zhuǎn)動的靜力平衡，即ΣM =0。 極限平衡時，也可以表示為： 為了工程的安全考慮，要求這個比值大于等于安全系數(shù)K，即得穩(wěn)定性驗算的設(shè)計表達式： 、。 2） 單層錨桿和單層支撐的支擋結(jié)構(gòu)嵌固穩(wěn)定性 與懸臂式的比較，單層錨桿和單層支撐支擋結(jié)構(gòu)多了一個支撐的條件，支撐力是未知數(shù)，驗算穩(wěn)定性時如取繞這個支撐作用點轉(zhuǎn)動的靜力平衡，即ΣM =0，同時，令水平方向的合力等于零，即ΣX=0。即可同時求得支撐力和嵌固深度。 、。 這種驗算的基本假定是支護結(jié)構(gòu)的底部為自由端。 如支護結(jié)構(gòu)的底部支承條件比較好，就可以按固定端的假定采用等值梁法求解支撐力和嵌固深度。 3） 錨拉式、懸臂式支擋結(jié)構(gòu)和雙排樁的整體穩(wěn)定性（圓弧滑動驗算） 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012對錨拉式、懸臂式支擋結(jié)構(gòu)和雙排樁均規(guī)定用圓弧滑動法驗算整體穩(wěn)定性。 整體滑動穩(wěn)定性的安全系數(shù)由下式計算： 假定不同的圓心進行計算，、。 計算投影到圓弧滑動面上的力形成抗滑力矩，由凝聚力、內(nèi)摩擦角和錨桿三個部分組成，滑動面上的法向力是由地面荷載、自重和水壓力三部分形成。 4） 支擋式結(jié)構(gòu)的抗隆起穩(wěn)定性 抗隆起穩(wěn)定性驗算采用地基承載力的模式計算，插入深度部分所形成的抗力與墻后的土重及地面荷載之比要求滿足安全系數(shù)的規(guī)定數(shù)值。 、。 這個抗隆起穩(wěn)定性的計算公式基于Prandlt的地基承載力公式。但規(guī)程中的圖與公式的符號并不一致，其實圖中的就是公式中的ld；同時，Nq的表達方式也不好，這樣寫容易產(chǎn)生誤解，建議改為： 5） 最下層支點為軸心的圓弧滑動穩(wěn)定性（小圓弧滑動驗算） 對多層支、錨式支擋結(jié)構(gòu)，當坑底以下為軟土?xí)r，其嵌固深度應(yīng)符合以最下層支點為轉(zhuǎn)動中心的圓弧滑動穩(wěn)定性的要求，這種方法又稱為小圓弧滑動驗算。這種驗算穩(wěn)定性的方法是我國軟土地區(qū)習(xí)慣采用的方法，特別是上海地區(qū)，在這方面積累了大量的工程經(jīng)驗。 這種方法假定破壞面為通過樁、墻底的圓弧，以力矩平衡條件進行分析。分析時，不考慮轉(zhuǎn)動點處樁、墻的抗彎力矩。 、。 6） 地下水滲透穩(wěn)定性 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012的規(guī)定，地下水滲透穩(wěn)定性包括突涌、流土和管涌三種方式。 坑底以下有水頭高于坑底的承壓水含水層，且未用截水帷幕隔斷其基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系時，在承壓水作用下，坑底可能會發(fā)生突涌，即水頭將隔水層的黏性土沖潰，突涌穩(wěn)定性的驗算公式為： 。 驗算突涌穩(wěn)定性時，不考慮黏性土的內(nèi)聚力的抗力作用。 懸掛式截水帷幕底端位于碎石土、砂土或粉土含水層時，對均質(zhì)含水層，地下水滲流的流土穩(wěn)定性按下式驗算： 、。 7） 重力式水泥土墻的滑移穩(wěn)定性和傾覆穩(wěn)定性 重力式水泥土墻的抗滑移穩(wěn)定性和抗傾覆穩(wěn)定性是比較經(jīng)典的兩種驗算的模式，主要套用重力式擋土墻的設(shè)計計算方法。在重力式擋土墻工程中由于擋土墻的埋置深度不深，擋土墻發(fā)生滑移的事故經(jīng)常發(fā)生。但在基坑工程中，插入深度比較大，一般幾乎接近于基坑的開挖深度，因此發(fā)生滑移的可能性非常小，在眾多的基坑工程事故資料中，幾乎沒有因為滑移而破壞的工程事故。但也幾乎沒有人敢不驗算滑移穩(wěn)定性。 。 。 8） 重力式水泥土墻的圓弧滑動穩(wěn)定性 假定不同的圓心計算。 9） 土釘墻的整體穩(wěn)定性 假定不同的圓心計算，取抗圓弧滑動穩(wěn)定性最小的安全系數(shù)。 計算系數(shù) 將上述9個方面的穩(wěn)定性驗算所取用的安全系數(shù)值匯總于下表。 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012 對不同驗算模式安全系數(shù)取值匯總表 驗算模式 安全系數(shù) 安全等級 一級 二級 三級 懸臂式結(jié)構(gòu)嵌固穩(wěn)定性驗算 Ke 單層錨桿和單層支撐的支擋結(jié)構(gòu)的嵌固穩(wěn)定性驗算 Ke 錨拉式、懸臂式支擋結(jié)構(gòu)和雙排樁的整體穩(wěn)定性 Ks 支擋式結(jié)構(gòu)的抗隆起穩(wěn)定性 Kb 最下層支點為軸心的圓弧滑動穩(wěn)定性（小圓弧滑動驗算） Kf 抗突涌穩(wěn)定性安全系數(shù) Kh 抗流土穩(wěn)定性安全系數(shù) Kf 重力式水泥土墻抗滑移穩(wěn)定性 KsI 重力式水泥土墻抗傾覆穩(wěn)定性 Kov 重力式水泥土墻圓弧滑動穩(wěn)定性 Ks 土釘墻的整體穩(wěn)定性 Ks / 注：表中斜線以下的數(shù)值為深圳市基坑支護技術(shù)規(guī)范規(guī)定的、且與新規(guī)程不同的安全系數(shù)。 2. 調(diào)整了部分穩(wěn)定性驗算表達式 在《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099版本中，有些穩(wěn)定性驗算的要求是通過確定嵌固深度的條文來表達的缺乏安全度控制的概念，這次修訂作了調(diào)整，給出了穩(wěn)定性驗算的攻勢和安全系數(shù)。 例如，在99規(guī)范中對懸臂式結(jié)構(gòu)的嵌固深度規(guī)定用下面的公式計算： 這次修訂改為： 懸臂式支擋結(jié)構(gòu)的嵌固深度應(yīng)符合嵌固穩(wěn)定性的要求： 安全系數(shù)的取值為安全等級一級、。 又如在《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ12099版本中，分別對底部位于碎石土、砂土和位于黏性土、粉土兩種情況提出了水泥土墻墻體厚度的計算公式。其實，水泥土墻墻體厚度取決于水泥土墻的抗傾覆穩(wěn)定性。對水泥土墻抗傾覆穩(wěn)定性起控制作用的因素不是嵌固深度，而是墻體的厚度。 3. 強調(diào)了變形控制設(shè)計原則 在《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》：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) 當基坑開挖影響范圍內(nèi)有建筑物時，支護結(jié)構(gòu)的水平位移控制值、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》GB50007中對地基變形允許值的規(guī)定；當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，并符合現(xiàn)行相關(guān)標準對其允許變形的規(guī)定； 2) 當支護結(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)計時對其變形的限值； 3) 當無本條第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。 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ1202012強調(diào)了變形控制設(shè)計的原則，強調(diào)了設(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，這應(yīng)該是一個進步，但從具體內(nèi)容來看，卻并沒有提出可用的方法和具體的數(shù)值。 支護結(jié)構(gòu)的水平位移值是可以計算的，但由于基坑開挖而造成的建筑物的沉降卻是計算不出來的，因此也談不上控制不控制了。至于說要符合現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007中對地基變形允許值的規(guī)定，也是不可操作的，因為地基規(guī)范規(guī)定的是建筑物自身的荷載所產(chǎn)生的變形允許值，并不是對使用期限內(nèi)某個外來因素產(chǎn)生的附加變形，所以也談不上是否符合這個表的規(guī)定了。 從全國規(guī)范要把基坑的變形控制數(shù)值化是比較困難的，因為建筑物的沉降控制值是具有地區(qū)性的,只能按地方經(jīng)驗來規(guī)定。因此，規(guī)程在條文說明中作了實事求是的解釋：“由于基坑周邊環(huán)境條件的多樣性和復(fù)雜性，不同環(huán)境對象對基坑變形的適應(yīng)能力及要求不同，所以目前還很難定出統(tǒng)一的、定量的限值以適應(yīng)各種情況。如支護結(jié)構(gòu)位移和周邊建筑物沉降限值按統(tǒng)一標準考慮，可能會出現(xiàn)有些情況偏嚴、有些情況偏松的不合理