JGJ 167-2009 湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程.pdf

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1、 1 UDC 中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准 J JGGJ J P JGJ1672009 湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程 Technical Specifications for Safe Retaining and Protection of Building Foundation Excavation Engineering in Collapsible Loess Regions 2002009 93 31515 发布发布 2002009 97 71 1 日实施日实施 中华人民共和国建设部中华人民共和国建设部 发布发布 2 关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程

2、安全技术规程的公告关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的公告 中华人民共和国住房和城乡建设部 公 告 第第 242 242 号号 关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的 公告公告 现批准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程为行业标准,编号为 JGJ167-2009,自 2009 年 7 月 1 日起实施。其中,第 3.1.5、5.1.4、5.2.5、13.2.4 条为 强制性条文,必须严格执行。 3 本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。 二九年三月十五日 1 前 言 根据建设部“

3、关于印发2007 年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批) 的通知” (建标2007 125 号)的要求,标准编制组在深入调查研究,认真总结国内外科研成果和大 量实践经验,并在广泛征求意见的基础上,制定了本规程。 本规程的主要技术内容是:1.总则、2.术语符号、3.基本规定、4.基坑工程勘察、5. 坡率法、6.土钉墙、7.水泥土墙、8.排桩、9.降水与土方工程、10.基槽工程、11.环境保护 与监测、12.基坑工程验收、13.基坑工程的安全使用与维护。 本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释, 由主编单位负责具体技术 内容的解释。 本规程以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格

4、执行。 本规程主编单位:陕西省建设工程质量安全监督总站 (地址:西安市龙首北路西段七号航天新都五楼;邮政编码:710015) 。 参加单位:中国有色金属工业西安勘察设计研究院 西北综合勘察设计研究院 中国有色金属工业西安岩土工程公司 陕西工程勘察研究院 甘肃省地基基础有限责任公司 陕西地质工程总公司 西安市勘察测绘院 机械工业勘察设计研究院 西北有色勘测工程公司 山西省勘察设计研究院 陕西三秦工程技术质量咨询有限责任公司 信息产业部电子综合勘察研究院 主要起草人:姚建强 朱沈阳 李三红 万增亭 王俊川 田树玉 边尔伦 朱金生 任澍华 吴小梅 吴群昌 李玉林 杨宝山 邱祖全 柳宗仁 赵晓峰 原永

5、智 徐张建 蔡金选 魏乐军 夏 季 丁守宽 任占厚 赵瑞青 杨 震 李西海 王宝峰 王 军 夏 杰 杨宏昌 1 目 次 1 总则1 2 术语、符号2 2.1 术语2 2.2 符号3 3 基本规定5 3.1 设计原则5 3.2 一般规定7 3.3 水平荷载9 3.4 被动土压力12 4 基坑工程勘察14 4.1 一般规定14 4.2 勘察要求14 4.3 勘察成果16 5 坡率法17 5.1 一般规定17 5.2 设计17 5.3 构造要求18 5.4 施工19 6 土钉墙20 6.1 一般规定20 6.2 设计计算20 6.3 构造23 6.4 施工与检测24 7 水泥土墙26 7.1 一般规

6、定26 7.2 设计27 7.3 施工31 7.4 质量检验与监测32 8 排桩33 8.1 一般规定33 8.2 嵌固深度及支点力计算33 8.3 结构计算35 8.4 排桩截面承载力计算38 8.5 锚杆计算38 2 8.6 施工与检测41 9 降水与土方工程43 9.1 一般规定43 9.2 管井降水43 9.3 土方开挖45 9.4 土方回填46 10 基槽工程47 10.1 一般规定47 10.2 设计47 10.3 施工、回填与检测47 11 环境保护与监测49 11.1 一般规定49 11.2 环境保护49 11.3 监测50 12 基坑工程验收53 12.1 一般规定53 12

7、.2 验收内容53 12.3 验收程序和组织53 13 基坑工程的安全使用与维护54 13.1 一般规定54 13.2 安全措施54 13.3 安全控制54 附录 A 圆弧滑动简单条分法56 附录 B 水泥土的配比试验58 附录 C 悬臂梁内力及变位计算公式61 附录 D 基坑涌水量计算63 用词说明67 条文说明68 1 1 总 则 1.0.1 为确保湿陷性黄土地区建筑基坑工程在各环节中做到安全适用、 技术先进、 经济合理 和保护环境,制定本规程。 1.0.2 本规程适用于湿陷性黄土地区建筑基坑工程的勘察、设计、施工、检测、监测与安全 技术管理。 1.0.3 基坑工程应综合考虑基坑及其周边一

8、定范围内的工程地质与水文地质条件、开挖深 度、周边环境、基坑重要性、受水浸湿的可能性、施工条件、支护结构使用期限等因素,并 应结合工程经验,做到精心设计、合理布局、严格施工、有效监管。 1.0.4 湿陷性黄土地区建筑基坑工程除应符合本规程的规定外, 尚应符合国家现行有关标准 的规定。 2 2 术 语、符 号 2.12.1 术术 语语 2.1.1 湿陷性黄土 collapsible loess 在一定压力的作用下受水浸湿时,土的结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。 2.1.2 建筑基坑 building foundation pit 为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室施工所开挖的地面以下

9、空间,包括基槽。 2.1.3 基坑侧壁 foundation pit wall 构成基坑围体的某一侧面。 2.1.4 基坑周边环境 surroundings foundation pit 基坑开挖影响范围内包括既有建(构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地 下水体等的统称。 2.1.5 基坑支护 retaining and protecting for foundation excavation 为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全, 对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、 加固 与保护措施。 2.1.6 坡率法 slope ratio method 通过选择合理的边坡坡度进行放坡, 依靠

10、土体自身强度保持基坑侧壁稳定的无支护基 坑开挖施工方法。 2.1.7 土钉墙 soil-nailed wall 采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。 2.1.8 水泥土墙 cement-soil wall 由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式支护与挡水结构。 2.1.9 排桩 soldier piles 以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。 2.1.10 土层锚杆 ground anchor 由设置于钻孔内,端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。 2.1.11 冠梁 top beam 设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁或钢质连梁。 2.1

11、.12 腰梁 waist beam 设置在支护结构顶部以下, 传递支护结构、 锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝土梁或钢梁。 2.1.13 支点 bearing point 锚杆或支撑体系对支护结构的水平约束点。 2.1.14 支点刚度系数 stiffness of fulcrum bearing 锚杆或支撑体系对支护结构的水平向反作用力与其相应位移的比值。 2.1.15 嵌固深度 embedded depth 桩墙结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。 2.1.16 截水帷幕 cut-off curtain 3 用于阻截或减少基坑周围及底部地下水渗入基坑而采用的连续止水体。 2.1.17 防护范围 a

12、rea of protection 基坑周边防护距离以内的区域。 2.1.18 信息施工法 information feed back construction method 根据施工现场的地质情况和监测数据,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性 进行判断并及时修正施工方案的施工方法。 2.1.19 动态设计法 information feed back design method 根据施工勘察和信息施工法反馈的资料,对地质结论、设计参数及设计方案进行再验 证。如确认原设计条件有较大变化,及时补充、修改原设计的设计方法。 2.1.20 基坑工程监测 monitoring for foun

13、dation excavation 在基坑开挖及地下工程施工过程中,对基坑侧壁和支护结构的内力、变形、周围环境 条件的变化等进行系统的观测和分析,并将监测结果及时反馈,以指导设计和施工的工作。 2.1.21 安全设施 safety device 为保护人、机械的安全,在基坑工程中设置的护栏、标志、防电等设施的总称。 2.22.2 符符 号号 2.2.1 抗力和材料性能 s A土钉中钢筋截面面积; k c土的黏聚力标准值; e土的孔隙比; pk e被动土压力标准值; ck f、 c f混凝土轴心抗压强度标准值、设计值; 28cu f养护 28 天的水泥土立方体抗压强度标准值; py f、 py

14、f 预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值; y f、 y f 普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值; yk f、 pyk f普通钢筋、预应力钢筋抗拉强度标准值; k土的渗透系数; p K被动土压力系数; s k基坑开挖面以下土体弹簧系数; T K支点刚度系数(弹簧系数) ; m地基土水平抗力系数的比例系数; R结构构件抗力的设计值; t R锚杆(土钉)抗拔承载力特征值; 4 S荷载效应基本组合的设计值; k S荷载效应的标准组合值; w土的天然含水量; 土的重力密度(简称土的重度) ; cs 水泥土墙的平均重度; k 土的内摩擦角标准值。 2.2.2 作用和作用效应 ak e水平荷载标准值; 0 K静止

15、土压力系数; a K主动土压力系数; M弯矩设计值; k M弯矩标准值; d T锚杆抗拔力设计值; hk T支点力标准值; k T土钉受拉荷载标准值; V剪力设计值; k V剪力标准值。 2.2.3 几何参数 A桩(墙)身截面面积; b墙身厚度; d桩身设计直径; h基坑开挖深度; d h支护结构嵌固深度设计值; a s排桩中心距。 2.2.4 计算系数 K安全系数; 0 重要性系数。 5 3 基 本 规 定 3.1 3.1 设设 计计 原原 则则 3.1.1 本规程所列各种支护结构,除特殊说明外,均应按保证安全和正常使用一年的临时性 结构进行设计;永久性基坑工程设计使用年限不应低于受其影响的

16、邻近建(构)筑物的使用 年限。 3.1.2 基坑工程设计可分为下列两类极限状态: 1 承载能力极限状态: 对应于支护结构达到承载力破坏, 锚固或支挡系统失效或基坑侧 壁失稳; 2 正常使用极限状态:对应于支护结构和基坑边坡变形达到结构本身或保护建(构)筑 物的正常使用限值或影响其耐久性能。 3.1.3 基坑工程设计采用的荷载效应最不利组合和与之相应的抗力限值应符合下列规定: 1 按地基承载力确定支护结构立柱(肋柱或桩)和挡墙的基础底面积及其埋深时,荷载 效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合,相应的抗力应采用地基承载力特征值; 2 基坑侧壁与支护结构的稳定性和锚杆等锚固体与土层的锚固长度计算

17、时, 荷载效应组 合应采用承载能力极限状态的基本组合,但其荷载分项系数均取 1.0;也可对由永久荷载效 应控制的基本组合采用简化规则,荷载效应基本组合的设计值(S)应按下式确定: k SS35. 1R (3.1.3) 式中 R结构构件抗力的设计值; k S荷载效应的标准组合值。 3 在确定锚杆、土钉、支护结构立柱、挡板、挡墙截面尺寸、内力及配筋和验算材料强 度时,荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合,并应采用相应的分项系数,支护 结构重要性系数 0 应按相关规定采用。 4 计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时, 荷载效应组合应采用正常使用极限 状态的准永久组合,可不计入地震荷载。

18、 3.1.4 根据基坑工程的开挖深度,地下历史文物等与基坑侧壁的相对距离比、基坑周边环境 条件和坑壁土受水浸湿可能性等,按破坏后果的严重性依据表 3.1.4 可将基坑侧壁分为 3 个 安全等级。支护结构设计中应根据不同的安全等级选用下列相应的重要性系数: 1 一级:破坏后果很严重, 0 =1.10; 2 二级:破坏后果严重, 0 =1.00; 3 三级:破坏后果不严重, 0 =0.90。 有特殊要求的基坑工程可依据具体情况适当提高重要性系数。 对永久性基坑工程, 重要 性系数 0 应提高 0.10。 6 表 3.1.4 基坑侧壁安全等级划分 开挖深度 h (m) 环境条件与工程地质、水文地质条

19、件 12 一级 一级 一级 650 0.5 危险域 注:平均变形速率自开挖到基底时起算(10d 内) 。 (6)武汉地区深基坑工程技术指南(WBJ1-1-7-95)中规定: 表 6 安全等级与相应最大水平位移 安全等级 最大水平位移 (mm) 一级 40 二级 100 三级 200 (7)北京市建筑工程基坑支护技术规程(征求意见稿)中规定如下: 表 7 最大水平变形限值 一级基坑 0.002 h 二级基坑 0.004 h 三级基坑 0.006 h 注:h基坑深度 2 人工降水对基坑相邻近建(构)筑物竖向变形影响不可忽视,应满足相邻建(构)筑 物地基变形允许值。 5 表 8 差异沉降和相应建筑物

20、的反应 建筑结构类型 l (l建筑物长度;差异沉降) 建筑物反应 砖混结构;建筑物长高比小于 10;有圈梁, 天然地基,条形基础 达 1/150 隔墙及承重墙多产生裂缝,结构发 生破坏 一般钢筋砼框架结构 达 1/150 发生严重变形 达 1/500 开始出现裂缝 高层(箱、筏基、桩基) 达 1/250 可观察到建筑物倾斜 单层排架厂房(天然地基或桩基) 达 1/300 行车运转困难,导轨面需调整,隔 墙有裂缝 有斜撑框架结构 达 1/600 处于安全极限状态 对沉降差反应敏感 机器基础 达 1/800 机器使用可能会发生困难,处于可 运行极限状态 3 各类地下管线对变形的承受能力因管线的新旧

21、、埋设情况、材料结构、管节长度和接 头构造不同而相差甚远,必须事先调查清楚。接头是管线最易受损的部位,可以将管接头对 差异沉降产生相对转角的承受能力作为设计和监控的依据。 对难以查清的煤气管、 上水管及 重要通讯电缆管,可按相对转角 1/100 或由这些管线的管理单位提供数据,作为设计和监控 标准。 重要地下管线对变形要求严格, 如天然气管线要求变形不超过 1cm。 故管线变形应按行 业规定特殊要求对待。 表 9 广州地区建筑基坑支护技术规定中推荐管线容许倾斜限值 管线类型及接头型式 局 部 倾 斜 值 铸铁水管钢筋砼水管 承插式 0.008 铸铁水管 焊接式 0.010 煤 气 管 焊接式

22、0.004 3.1.8 基坑工程设计应具备的资料: 1 基坑支护结构的设计与施工首先要认真阅读和分析岩土工程勘察报告, 了解基坑周边 土层的分布、构成、物理力学性质、地下水条件及土的渗透性能等,以便选择合理的支护结 构体系并进行设计计算。 这里要强调说明的是: 目前一般针对建筑场地和地基勘察而完成的 岩土工程勘察报告,并不能完全满足基坑支护设计需求,尤其是对一级基坑工程,一般勘察 报告提供的工程地质剖面和各项土工参数不能完全满足设计要求。 因而强调以满足基坑工程 设计及施工需要为前提,必要时可由支护设计方提出,进行专门的基坑工程勘察; 2 取得用地界线、建筑总平面、地下结构平面、剖面图和地基处

23、理、基础形式及埋深等 参数, 主要是考虑在满足基础施工可能的前提条件下, 尽量减小基坑土方开挖范围和支护工 程量,尽可能做到对周边环境的保护; 3 邻近建筑和地下设施及结构质量、基坑周边已有道路、地下管线等情况,主要依靠业 主提供或协调,进行现场调查取得。经验证明在城区开挖深基坑时,周边关系较复杂,而且 地下管线(包括人防地毯等)属多个部门管理,仅靠业主提供往往不够及时,也不尽能满足 设计要求, 且提供的成果往往与实际情况并不完全符合, 因而强调设计应重视现场调查和实 6 地了解情况,据实设计; 4 基坑工程应考虑施工荷载(堆料、设备)及可能布置的机械车辆运行路线,应考虑上 部施工塔吊安装位置

24、及工地临时建筑位置与基坑的距离,尤其是工地大量用水建筑(食堂、 厕所、洗车台等)与基坑的安全距离,并采用切实措施保证用水不渗入基坑周边土体; 5 当地基坑工程经验及施工能力对支护设计至关重要, 尤其是在缺乏工程经验的地区进 行支护设计时,更要注意了解、收集当地已有的经验和教训,据此按工程类比法指导设计; 6 此条用于判定基坑在使用期间受水浸湿的可能性。黄土由于其特殊性,遇水湿陷、软 化,强度迅速降低且基坑侧壁土体重量迅速增加,十分不利,因而对基坑周围地面和地下管 线排水渗入或排入基坑坡体的可能性应取得可靠资料。 黄土基坑发生过的工程事故多与水浸 入有关,因而设计对浸水可能性的判定和相应预防措施

25、的采用,尤为重要。 3.1.9 考虑黄土地区目前基坑工程设计的现状, 土体作用于支护结构上的侧压力计算, 采用 朗肯土压力理论,对地下水位以下土体计算侧压力时,砂土和粉土的渗透性较好,且土的 孔隙中有重力水,可采用水土分算原则,即分别计算土压力和水压力,二者之和即为总侧 压力。黏土、粉质黏土渗透性差,以土粒和孔隙水共同组成的土体的饱和重度计算土的侧 压力。黄土具大孔隙结构,垂向渗透性能好,黄土中有重力水,但以竖向运移为主,结合 长期使用习惯,按水土合算原则进行。 采用土的抗剪强度参数应与土压力计算模式相配套, 采用水土分算时, 理论上应采用三 轴固结不排水(CU)试验中有效应力抗剪强度指标粘聚

26、力 c 和内摩擦角或直剪(固结慢 剪)的峰值强度指标,并采用土的有效重度;采用水土合算时,理论上应采用三轴固结不排 水剪切(CU)的总应力强度指标c和或直剪(固结快剪)试验指标,并采用土的饱和重 度。但是考虑实际应用中,岩土工程勘察报告提供 c 和存在一定困难。另外考虑到支护 设计软件按建设部行业标准编制,这些软件在黄土地区应用已较为广泛。不同规范、规程土 压力计算的规定见表 10。 7 表 10 不同规范、规程土压力计算的规定 规范、规程、标准 计算方法 计算参数 土压力调整 建设部行标 JGJ120-99 采用朗肯理论: 砂土、粉土水土分算,黏性 土有经验时水土合算 直剪固快峰值c、或三轴

27、 cu c、 cu 主动侧开挖面以下土自重压力 不变 冶金部行标 YB9258-97 采用朗肯或库伦理论: 按水土分算原则计算,有经 验时对黏性土也可以水土合 算 分算时采用有效应力指标 c 、 或用 cu c、 cu 代替,合算时采 用 cu c、 cu 乘以 0.7 的强度折减系 数 有 邻 近 建 筑 物 基 础 时 2/)( 0a ma KKK;被动区 不能充分发挥时 mp K=(0.3 0.5) p K 武汉地区指南 WBJ1-1-7-95 采用朗肯理论: 黏性土、粉土水土合算,砂 土水土分算,有经验时也可 水土合算 分算时采用有效应力指标 c 、 ; 合算时采用总应力指标c、; 提

28、供有效强度指标的经验值 一般不作调整 深圳规范 (SJ05-96) 采用朗肯理论: 水位以上水土合算;水位以 下黏性土水土合算,黏土、 砂土碎石土水土分算 分算时采用有效应力指标 c 、 ;合算时采用总应力指标c、 无规定 上海规程 DBJ08-61-97 采用朗肯理论: 以水土分算为主,对水泥土 围护结构水土合算 水土分算采用 cu c、 cu ,水土合 算采用经验动力压力系数 a 对有支撑的围护结构开挖面以 下土压力为矩形分布。提出动用 用土压力概念,领提高的主动土 压 力 系 数 界 于 0 K ( a K+ 0 K)/2 之间,降低被动土 压力系数介于(0.50.9) p K之 间。

29、广州规定 (GJB02-98) 采用朗肯理论: 以水土分算为主,有经验时 对黏性土、淤泥可水土合算 采用 cu c、 cu ,有经验时可采用 其它参数 开挖面以下采用矩形分布模式 甘肃规程 DB62/25-3001-20 00 采用朗肯理论,必要时可 采用库仑理论: 存在地下水时,宜按水压力 与土压力分算原则计算,对 黏性土、淤泥、淤泥质土也 可按水土合算原则计算 水土分算采用 c 、;水土合算 采用 cu c、 cu (或固结快剪)c、 基坑内侧被动区土体经加固处 理后,加固土体强度指标据经验 或可靠经验确定 3.1.10 基坑支护结构设计应从稳定、强度、变形三个方面进行验算: 1 稳定:指

30、基坑周围土体的稳定性,不发生土体滑动破坏,不因渗流影响造成流土、管 涌以及支护结构失稳; 2 强度:支护结构的强度应满足构件强度设计要求; 8 3 变形: 因基坑开挖造成的土层移动及地下水位升降变化引起的周围变形, 不得超过基 坑周边建筑物、地下设施的允许变形值,不得影响基坑工程基桩安全或地下结构正常施工。 黄土地区深基坑施工一般多与基坑人工降水同步实施, 多采用坑外降水。 坑外降水可减 少支护结构主动侧水压力,同时由于土中水的排出,饱和黄土的力学性状发生明显改善,但 坑外降水, 由于降水漏斗影响范围较大, 在基坑周围相当于 5 倍降水深度的范围内有建筑物 和地下管线时,应慎重对待。必要时应采

31、取隔水或回灌措施,控制有害沉降发生。基坑工程 设计文件应包括降水要求,明确降水措施、降水深度、降水时间等。降水设备的选型和成井 工艺,通常由施工单位依地质条件、基坑条件及开挖过程,在施工组织设计中进行深化和明 确。 基坑工程施工过程中的监测应包括对支护结构和周边环境的监测, 随着基坑开挖, 对支 护结构系统内力、变形进行测试,掌握其工作性能和状态。对影响区内建(构)筑物和地下 管线变形进行观测, 了解基坑降水和开挖过程对其影响程度, 对基坑工程施工进行预警和安 全性评价。支护结构变形报警值通常以 0.8 倍的变形限值考虑。 3.1.11 基坑工程设计考虑的主要作用荷载有: 1 土压力、水压力是

32、支护结构设计的主要荷载,其取值大小及合理与否,对支护结构内 力和变形计算影响显著。目前国内主要还是应用朗肯公式计算; 2 一般地面超载:指坑边临时荷载。如施工器材、机具等,一般可根据场地容纳情况按 1020kN/m2考虑,场地宽阔时取低值,场地狭窄时取高值; 3 影响区范围内建、构筑物荷载: 对影响区范围内建、构筑物的荷载,可依基础形式、埋深条件及临坑建筑立面情况进行 简化,按集中荷载、条形荷载或均布荷载考虑; 4 施工荷载及可能有场地内运输车辆往返产生的荷载: 施工荷载指坑边用作施工堆料场地或其它施工用途所产生的荷载,超过一般地面荷载 时,应据实计算。基坑施工过程中由于土方开挖及施工进料,需

33、要场内车辆通行或相邻有道 路通行,应根据车辆荷载大小及行驶密度,与坑边距离等,综合考虑。地面超载及车辆行驶 等动荷载往往引起支护结构变形增大,有的甚至使支护结构长期强度降低,应引起重视; 邻近基础施工: 在黄土地区深基坑如进行人工降水, 对相邻地块基坑工程总体而言是有 利的,但对相邻地块土体支护,不宜同时进行,或只需进行一次,这要结合实际情况分析确 定; 5 当支护结构兼用作主体结构永久构件时, 如逆作法施工的支撑作为主体结构的地下室 梁板、柱、内墙等,在内力计算时,除了计算基坑施工时的内力外,还应计算永久使用时的 内力,在地震设防区,还应考虑地震作用力。 3.1.12 黄土地区深基坑支护工程

34、与人工降水同时实施时, 因有土方开挖要求, 降水应先期进 行。黄土以垂向渗透为主,降水实施后,原基坑侧及坑底的饱和黄土在降水期间,变为非饱 和黄土,土的力学性质会有一定改善;深基坑地基处理采用桩基础或复合地基增强体后,被 动区的土体力学强度有明显提高,因而应结合工程经验,依地基加固桩的类型、密集程度和 分布位置、形式,适当提高土的力学性质指标。黄土的强度指标大小与土的干密度(密实程 度) 和含水量 (物理状态) 关系密切, 当干密度为确定值时, 随含水量增大 (液性指数增加) , c、值减小,尤以凝聚力减少较多。而在基坑工程中,采用基坑排水措施时,情况则恰恰 相反,土的强度指标随土中含水量减小

35、而增大,并以凝聚力恢复提高为主。不同情况下的抗 剪强度见表 1113。 9 表 11 不同密实程度及不同含水状态时黄土的c、值变化 土的状态 硬 塑 可 塑 软 塑 w(%) 强度值 rd(kN/m3) 14.315.5 18.321.9 24.427.9 c(kPa) () c(kPa) () c(kPa) () 12.512.7 32 31.0 21 30.0 2 26.0 13.613.8 35 29.0 20 28.0 5 26.0 14.214.4 46 29.0 26 27.0 10 26.0 14.815.0 80 28.0 52 27.0 20 26.0 15.315.5 13

36、2 36.0 70 31.0 26 25.0 值得指出的是, 黄土地区基坑坍塌工程事故大多与坑壁土体浸水增湿密切相关, 按正常 状态计算的深基坑,往往由于局部坑壁浸水增湿,土体重度增大和强度大幅降低,酿成坍塌 或塌滑事故,对此类情况,设计应给予足够重视,并依基坑重要性等级进行综合考虑设防, 尤其应做好坑外地表排水,堵绝水渗入和浸泡坡体,酿成工程事故。 表 12 甘肃规程推荐的 Q3、Q4黄土抗剪强度指标参考值 w(%) 强 度 wL /e 10 13 16 19 22 25 28 c c c c c c c 22 23 27.0 21 26.3 19 25.7 17 25.0 15 24.4

37、13 23.7 11 23.0 25 23 27.3 21 26.6 19 26.0 17 25.3 14 24.7 12 24.0 10 23.3 28 22 27.6 20 26.9 18 26.3 16 25.6 14 25.0 12 24.3 10 23.6 31 21 27.9 19 27.2 17 26.6 15 25.9 13 25.3 11 24.6 9 23.9 34 21 28.2 19 27.5 17 26.9 15 26.2 12 25.6 10 24.9 8 24.2 注: 表中:c(kPa)、() ,中间值可插入计算; 以黏性土为主的素填土可按天然土指标乘以折减系数

38、 0.7; w土的含水量,wL液限,e孔隙比; 回归方程: c=35.25-0.22wL/e-0.7w ( =0.72) =27.0 +0.1wL/e-0.22w ( =0.70) 10 表 13 甘肃规程推荐的砂土、碎石土和第三系砂岩抗剪强度参考值 岩土种类 状 态 c(kPa) () 砂 土 粗 砂 3038 中 砂 2634 细 砂 2432 粉 砂 2230 碎石土 稍 密 3236 中 密 3742 密 实 4348 砂 岩 强风化 2530 2832 砂质黏土岩 中风化 3140 3348 注: 砂土强度依规范资料结合使用经验提出; 碎石土强度据河西走廊地区 30 余组大直径直剪和

39、现场剪力试验结果推荐; 砂岩、砂质黏土岩按兰州等地 50 余组不固结不排水三轴剪力试验资料统计后提出。 3.1.13 支护结构的选型是进行技术经济条件综合比较分析的结果。 合理的支护结构选型不仅 是对整个基坑, 而且是针对同一基坑的不同边坡侧壁而言的。 因为基坑支护一般都是临时性 的,少则半年,多则一年,半永久性和永久性支护较少,相对而言,其经济合理性则成为基 坑工程设计的决定因素。鉴于此,细划基坑支护坡体,按坡体的不同地质条件和外荷条件、 环境条件等,考虑选用合理结构型式,显得尤为重要。这里强调同一基坑侧壁坡体应注意采 用不同形式进行上下、左右平面组合时的变形协调,以免在其结合部位由于变形差

40、异,形成 局部突变,留下工程隐患。 3.2 施工要求施工要求 3.2.1 对重大复杂工程的基坑支护设计和施工, 强调了同行业专家的会审及方案论证, 采用 专家技术论证方式在解决重大基坑工程技术难题和减少工程事故方面已取得良好效果, 本条 规定体现了集思广益的原则,推荐对重大支护工程集中智慧,专门论证,确保安全。采用动 态设计和信息施工法, 是基坑工程支护设计和施工的基本原则, 由于基坑工程的复杂性和不 可预见性,当土性参数难以准确测定,设计理论和方法带有经验性和类比性时,根据施工中 反馈信息和监控资料完善设计,是客观求实,准确安全的设计方法,可以达到以下效果: 1 避免采用土的基本数据失误;

41、2 可依施工中真实情况,对原设计进行校核,补充,完善; 3 变形监测和现场宏观监控资料是减少风险, 加强质量和安全管理的重要依据, 利于进 行警戒,风险评估和采取应急措施; 4 有利于进行工程经验积累,总结和推进基坑工程技术发展。 3.2.2 本条强调基坑工程施工前应具备的基本资料, 强调了针对不同类型、 不同等级的基坑 工程应制订适应性良好、 较为周密和完备的施工组织设计。 基坑工程的最大风险往往不是在 结构体施工完成后,而是在支护工程施工过程中。据实测资料,基坑工程边坡土体变形和应 力最高时段多出现在基坑工程尚未最后完成时。实践中,也不乏由于工程地质、水文地质条 件的变化,或由于土方开挖深

42、度过大、局部支护及监测措施未能及时到位、预警措施不力而 导致支护结构尚未能够发挥作用便失效, 使支护工程功亏一篑的实例。 因而强调了施工过程 对支护结构设计实现中质量、安全的要点。 11 3.2.4 按照有关规定,对达到一定规模的基坑支护与降水工程、土方开挖应进行专项设计, 编制专项施工方案,并附具安全验算结果。因基坑工程是一项专业性很强、技术难度较大、 牵涉面较广的系统工程, 设计工作必须由具备相应资质和专业能力较强的单位承担, 以保证 基坑工程设计方案的合理与安全。但当基坑开挖深度较小、自然地下水位低于基坑底面、场 地开阔、周边条件简单、能够按照坡率法的要求进行自然放坡时,基坑工程相对比较简单, 可以按照习惯做法,由上部结构施工单位依据勘察设计单位提出的建议措施编制施工方案, 经施工单位技术负责人、总监理工程师签字后予以实施。 3.3 水水 平平 荷荷 载载 3.3.2 水土分算或水土合算, 主要是考虑土的渗透性影响, 使作用于支护结构上的水平荷载, 尽量接近实际,并考虑了目前国内使用习惯 3.3.3 朗肯土压力理论应用普遍,假设条件墙背直立光滑,土体表面水平,与基坑工程实际 较接近。一般认为:朗肯公式计算主动土压力偏大,被动土压力偏小,

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