【文章內(nèi)容簡介】 ? 5m l ? h 9 ~ 14 m 2 ~ 5 m 2 ~ 5 m h ~ h ? 9 m ? 5 m ? 2m ? h 建筑基坑工程技術規(guī)范 ? 3 1 ? （ YB 9258 97 ） 破壞后果很嚴重 破壞后果嚴重 破壞后果不嚴重 建筑基坑支護技術規(guī)程（ J GJ 120 99 ）? 3 2 ? 支護結構破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響很嚴重 支護結構破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響一般 支護結構破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響不嚴重 注：基坑邊緣與鄰近已有建筑淺基礎或重要管線邊緣凈距為 l 不同安全等級基坑工程的設計及施工要求 ? 為了統(tǒng)一設計標準，對不同的工程區(qū)別對待，需要制定設計依據(jù)的控制標準。有些規(guī)范對基坑工程劃分了安全等級，但有的規(guī)范不主張劃分安全等級。下面主要討論按安全等級確定的設計施工要求 。 上海 基坑工程設計規(guī)程（ D B J 08 61 97 ）的規(guī)定 墻頂位移 （ mm ） 墻體最大位移（ mm ） 地面最大沉降（ mm ） 安全等級 監(jiān)控值 設計值 監(jiān)控值 設計值 監(jiān)控值 設計值 一級 30 50 50 80 30 50 二級 60 100 80 120 60 100 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范（ S J G 05 96 ）的規(guī)定 支護結構最大水平位移允許值 （ mm ） 安全等級 排樁、地下連續(xù)墻、坡率法、土釘墻 鋼板樁、深層攪拌 一級 h 二級 h h 三級 h h 武漢地區(qū)深基坑工程技術指南（ W B J 1 7 95 ）的規(guī)定 安全等級 支護結構最大水平位移 （ mm ） 一級 40 二級 100 三級 200 ?從地方規(guī)范的規(guī)定可以看出，對基坑圍護設計的要求主要按變形控制，對不同安全等級的基坑提出不同數(shù)量的變形控制值，安全等級越高，變形控制值越小。變形控制值有兩種不同方法，一種是 按水平位移的數(shù)值控制 ，另一種是 按水平位移與圍護結構高度的相對比值控制 。 ?其實這兩種不同的控制方法表示了不同的控制側重點，相對比值用于控制圍護結構本身能處于安全的工作狀態(tài)，與安全系數(shù)相配合以保持圍護結構的安全；水平位移的絕對值用于將圍護結構對相鄰建筑物的影響控制在許可的范圍以內(nèi)。 ? 對于面向全國的規(guī)范，由于各地地質(zhì)條件相差懸殊，很難如地方規(guī)范那樣對變形作出具體的規(guī)定，建筑基坑工程技術規(guī)范在編制過程中曾分別鄰近有無永久性建筑物給出了變形控制值，但在最終頒布時刪去了這些內(nèi)容。作為一種經(jīng)驗的總結還是有參考價值。 鄰近無永久性建筑物的基坑變形控制的經(jīng)驗值 支 護 結 構 類 型 硬 土 軟 土 懸臂式支護結構（頂部） （ ～ ） H ％ （ ～ ） H ％ 帶錨定系統(tǒng)的樁墻支護結構（最大處） 50mm 100mm 帶內(nèi)支撐系統(tǒng)的樁墻支護結構（最大處） 30mm 50mm 重力式支護結構（頂部） H ％ H ％ 鄰近有永久性建筑物的基坑變形控制的經(jīng)驗值 控制等級 地面最大沉降量及支護結構水平變位的控制要求 一級控制 1. 地面最大沉降量 ? 15mm 或 H ％ 2. 支護結構最大水平變位量 ? 20 mm 或 H ％ 二級控制 1. 地面最大沉降量 ? 30mm 或 H ％ 2. 支護結構最大水平變位量 ? 50 mm 或 H ％ 三級控制 1. 地面最大沉降量 ? 70mm 或 H ％ 2. 支護結構最大水平變位量 ? 100 mm 或 H ％ 基坑設計的表達式及設計原則 ? 基坑設計由兩部分組成 ， 一部分是涉及土體穩(wěn)定性 的驗算；另一部分是圍護結構 、 支撐或錨桿的 結構設計 。 前一種驗算時 ， 主要的荷載和抗力都是由土體產(chǎn)生的；后一種設計的荷載主要由土體引起的 ， 而抗力是由結構材料提供的 。 這兩種設計表達式中的荷載和抗力項的物理意義不同 、 性質(zhì)不同 ， 安全控制的標準也不相同 。 各規(guī)范有關設計要求的規(guī)定 規(guī)范 項 目 上海市標準 基坑工程設計規(guī)程 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范 武漢地區(qū)深基坑工程技術指南 建筑基坑工程技術規(guī)范 建筑基坑支護技術規(guī)程 穩(wěn)定驗算 安全系數(shù)法 安全系數(shù)法 安全系數(shù)法 名義分項系數(shù)，實際安全系數(shù) 圍護結構 設計 未列設計表達式，未指定按何規(guī)范設計 排樁配筋有表達式 連續(xù)墻按結構規(guī)范設計 樁身配筋按樁基規(guī)范 連續(xù)墻結構設計無 規(guī)定 截面設計按結構規(guī)范，內(nèi)力采用綜合分項系數(shù) 截面設計按結構規(guī)范，內(nèi)力設計值等于計算值乘以 錨桿設計 錨桿截面按標準值設計，安全系數(shù)法 錨桿截面按標準值設計，安全系數(shù)法 有抗拔力設計值公式，無錨桿截面計算公式 截面設計拉力未用分項系數(shù) 支撐設計 規(guī)定截面計算要求，但無設計表達式 截面按鋼結構或混凝土結構規(guī)范設計 給出設計表達式，內(nèi)力采用綜合分項系數(shù) 未明確規(guī)定 ? 從表可以看出，對穩(wěn)定性驗算，各規(guī)范所采用的設計方法基本相同，都是安全系數(shù)方法。雖然安全系數(shù)設計方法不符合設計統(tǒng)一標準關于概率極限狀態(tài)設計原則的要求，但在設計表達式的兩邊都采用標準值表示設計變量，設計體系內(nèi)部封閉，尚不致造成誤解和錯誤。但是圍護結構墻身設計、支撐截面設計和錨桿截面設計的情況就不一樣了，設計表達式兩邊物理量的性質(zhì)不同，需要在基坑規(guī)范中加以協(xié)調(diào)。 ? 在圍護結構、支撐或錨桿的結構設計表達式中，必須充分注意荷載和抗力的統(tǒng)一。這是因為，產(chǎn)生結構內(nèi)力的荷載主要是由土形成的，所求得的土壓力和結構內(nèi)力都是標準值，但材料的強度采用現(xiàn)行的混凝土結構規(guī)范的設計值，則設計表達式的兩端是不一致的，必須采取一定的調(diào)整措施加以平衡。 ? 如果采用現(xiàn)行地基基礎規(guī)范中關于土壓力的計算方法和結構內(nèi)力計算方法強度結構的內(nèi)力，同時采用現(xiàn)行混凝土結構規(guī)范中的材料強度設計值進行截面強度驗算和配筋，忽視了兩者之間在設計原則上的差異，就降低了結構的安全度，留下了隱患。 關于安全系數(shù)的規(guī)定 ? 各規(guī)范對設計安全系數(shù)的規(guī)定很不一致，符號和術語也并不一致，在使用時務必充分注意區(qū)別。各規(guī)范對不同的驗算模式所規(guī)定的安全系數(shù)允許值見下表。由于各規(guī)范都按自己的符號術語系統(tǒng)規(guī)定其物理意義，選用各不相同的安全水準和各種系數(shù)，讀者在使用這些規(guī)范時，只能認定執(zhí)行一本規(guī)范的規(guī)定，切忌幾本規(guī)范混用。 設計安全系數(shù)（分項系數(shù)）值 規(guī)范 驗算項目 上海市標準 基坑工程設計規(guī)程 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范 武漢地區(qū)深基坑工程技術指南 建筑基坑工程技術規(guī)范 分項系數(shù) 建筑基坑支護技術規(guī)程 （送審稿） 整體穩(wěn)定 水泥土圍護 板式支護 深層攪拌 排樁相同 土釘墻 二級 三級 水泥土擋土結構 ～ ★ 傾覆穩(wěn)定 水泥土圍護 L 20m L ? 20m 板式支護 一級 二級 三級 深層攪拌 水泥土擋墻 水泥土擋土結構 1. 0 ～ ★ 水土 合算 滑動穩(wěn)定 水泥土圍護 L 20m L ? 20m 深層攪拌 水泥土擋墻 水泥土擋土結構 1. 1 ～ ★ 水土合算 設計安全系數(shù)（分項系數(shù)）值 規(guī)范 驗算項目 上海市標準 基坑工程設計規(guī)程 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范 武漢地區(qū)深基坑工程技術指南 建筑基坑工程技術規(guī)范 分項系數(shù) 建筑基坑支護技術規(guī)程 （送審稿） 滲透穩(wěn)定 水泥土圍護 砂土 粘性土 排樁支護 一級 二級 三級 深層攪拌支護相同 承載力驗算 按容許承載力驗算 按容許承載力驗算 墻身強度 水泥土圍護 2. 0 插毛竹 承壓水 板式支護 土層錨桿 錨固 1. 5 超過 2 年 2. 0 深層穩(wěn)定 1. 2 ～ 豎向穩(wěn)定 軸向抗拔 錨固力分項系數(shù) 一級 二級 三級 抗拉分項系數(shù) 土釘墻 抗拔 二級 三級 抗拔分項系數(shù) ★為用庫侖公式計算土壓力，如用朗肯公式計算應乘以增大系數(shù)，對傾覆穩(wěn)定取 ～ ，對滑移穩(wěn)定取 ～ ，軟土取低值。 深基坑圍護結構的設計荷載 ? 基坑工程設計的荷載不同于一般的結構物 ，作用于圍護結構上的荷載主要是側向壓力包括土壓力和水壓力 。 其它的一些作用 ， 如地面的施工荷載 、 相鄰建筑物的基底荷載等垂直荷載也都通過側向壓力的形式作用于圍護結構；相鄰場地的沉樁擠土作用 ， 也以水平壓力的形式傳給圍護結構；直接作用于圍護結構上的垂直荷載很少 ， 主要是作用于內(nèi)支撐上的一些施工機械 。 ? 作用于圍護結構上的側向荷載都是非標準的荷載，其值是不確定的、不穩(wěn)定的，受施工條件和環(huán)境條件的影響非常大，預估的荷載與實際產(chǎn)生的荷載可能相差很遠，荷載的確定是基坑工程設計中最為困難而又十分重要的環(huán)節(jié)。 ? 作用于圍護結構的側向土壓力 ? 作用于圍護結構的水壓力 ? 施工荷載 ? 永久性荷載 作用于圍護結構的側向土壓力 ? 1. 對經(jīng)典土壓力理論的認識 ? 2. 土壓力的量測試驗結果 ? 3. 土壓力計算中若干問題的討論 ? 4. 土壓力計算的一些經(jīng)驗方法 對經(jīng)典土壓力理論的認識 ? 在討論到土壓力問題時 ， 人們就會提到經(jīng)典的庫侖理論和朗肯理論 。 由于建設規(guī)模的發(fā)展 ， 也由于量測技術和計算技術的進步 ， 近代對于土壓力的性質(zhì)和土壓力的分布與變化規(guī)律的認識遠遠超過了朗肯和庫侖的年代 ，因此在許多文獻中 ， 人們不斷地發(fā)現(xiàn)實測的結果與理論不符 ， 也經(jīng)常聽到對經(jīng)典土壓力理論的批評 。 ?但是經(jīng)典的土壓力理論依然是實用計算公式的基本形式，許多關于土壓力計算的討論常常是環(huán)繞著如何修正經(jīng)典公式來開展的，經(jīng)典公式的局限性是明顯的，但至今尚沒有看到超越他們的新的理論公式問世。 經(jīng)典土壓力理論得到的是極限值 ? 基坑尚未開挖時作用在圍護結構墻面上的是靜止土壓力，此時土體處于完全彈性狀態(tài)，基坑開挖以后土體處于塑性局部發(fā)展的過程中，墻后和墻前的土壓力都沒有達到極限狀態(tài)，處在圖 中的兩條不同的曲線上，而按經(jīng)典土壓力理論計算的僅是曲線的兩個端點。至于塑性發(fā)展的過程，經(jīng)典土壓力理論并沒有給出解答，迄今為止，還沒有解析的方法可以計算這個過程。 ?經(jīng)典土壓力理論只能計算剛性界面上的接觸壓力 ? 經(jīng)典土壓力理論沒有考慮擋墻本身的變形，即將擋墻作為 完全剛性 的，只考慮擋墻的 平移或轉(zhuǎn)動 等剛性位移。 ? 但在基坑工程中，排樁式和地下連續(xù)墻等板式的圍護結構都是柔性的，會產(chǎn)生比較大的變形，而且在支撐和錨桿的約束下，圍護結構的變形非常復雜，目前也沒有解析的方法可以計算柔性擋墻與土體的接觸壓力。 ?經(jīng)典土壓力理論是在 平面應變條件 下的解答 ?無論是庫侖理論或者是朗肯理論 ， 都是平面應變條件下的解答 ， 沒有考慮末端的影響 。 ?而實際的工程條件總是有限長的，在長邊方向的中部比較接近于平面條件，但在基坑的轉(zhuǎn)角處則與平面問題假定相距甚遠， 存在末端的影響 。 土壓力的量測試驗結果 ? 國內(nèi)在 90年代初，周應英等報道了五組很有意義的試驗結果，為認識土壓力的分布規(guī)律提