《基坑工程技術規(guī)程》修訂有關問題

?基坑工程技術規(guī)程?修訂有關問題介紹L.S.Z2021年6月

編輯ppt關于修訂的背景在武漢市及湖北省建設工程中，深基坑開挖問題提上議事日程大致始于上世紀90年代初期，迄今大約有20年左右。有關基坑工程的技術標準也應運而生，并隨著時間推移和建設規(guī)模的擴大而累次升版?，F(xiàn)行湖北省地方標準〔?基坑工程技術規(guī)程?DB42159-2004〕的前身最早為武漢市1995年公布的?武漢市深基坑工程技術指南?。1998年，升格為省標?深基坑工程技術規(guī)定?。2004年再次修訂為?基坑工程技術規(guī)程?，即現(xiàn)行規(guī)程。其中?指南?與?規(guī)定?由已故工程院院士劉廣潤主編。自?指南?問世至今，已有17年了，現(xiàn)行?規(guī)程?實施至今也有7年了。就武漢市而言，大批高層、超高層樓宇的興建、城市交通〔輕軌、地鐵〕建設的全面鋪開以及大規(guī)模地下空間開發(fā)利用還是近五、六年之內(nèi)的事情，也就是現(xiàn)行?規(guī)程?公布以后的事情。就全省而言，情況也大體如此。這五、六年之內(nèi)基坑工程規(guī)模的擴大，開挖深度的增加是以往難以相比的。在這期間，我們遇到了許多以往沒有遇到的問題，引進采用了不少以往沒有采用過的支護技術和工法，也發(fā)生了因深開挖、降水導致的比以往更為突出的環(huán)境問題。因此，認真總結這幾年來的工程實踐經(jīng)驗教訓，對現(xiàn)行?規(guī)程?進行修訂，以便更好地指導今后的工程實踐，無疑是必要的。?武漢市深基坑工程技術指南?1995?深基坑工程技術規(guī)定?1998?基坑工程技術規(guī)程?2004?基坑工程技術規(guī)程?2021-2021編輯ppt此次修訂的主要想法1、現(xiàn)行?規(guī)程?是隨著本地區(qū)基坑工程的長期實踐的而逐步形成的。本地有關專家和從事基坑工程的設計、施工單位一致認為現(xiàn)行?規(guī)程?具有簡單、可操作性強的特點?；庸こ碳械奈錆h市多年來沒有發(fā)生過惡性事故，平安度的把握比較適度。因此對現(xiàn)行?規(guī)程?可以保持總的格局，主要計算理論模式、方法不必修改，平安度標準根本維持不變。2、對現(xiàn)行?規(guī)程?尚未解決的而實際工程中經(jīng)常遇到的問題應予以適當?shù)难a充〔如被動區(qū)留土時的變形計算、被動區(qū)加固的設計等〕。對少數(shù)條款中欠妥的規(guī)定應予以修改。3、對現(xiàn)行?規(guī)程?中未納入而目前已經(jīng)應用的新技術、新方法〔如逆作法、型鋼水泥土攪拌墻等〕應予以補充。4、對于目前認識尚未統(tǒng)一處理難度較大的問題〔如降水與環(huán)境保護的關系〕暫不作硬性規(guī)定，留待以后解決。對有些屬于各地處理的問題〔如對錨桿使用的限制、需要進行專題研究的基坑工程〕留待各地管理部門自行規(guī)定。編輯ppt修訂重點內(nèi)容簡介

1、關于巖土工程勘察2、關于巖土壓力計算3、關于被動區(qū)留土的計算4、關于水平變形控制標準5、關于壁懸嵌巖樁〔“吊腳樁〞〕的設計6、關于雙排樁設計7、關于內(nèi)支撐設計8、關于水泥土擋墻設計9、關于被動區(qū)加固10、關于地下水控制11、其它新補充章節(jié)編輯ppt關于巖土工程勘察1、要求對自地面至坑底以下2倍基坑深度范圍內(nèi)的土層進行合理劃分，綜合指標〔如承載力〕差異大于30%時應單獨分層；水平方向有趨勢性變化時可分區(qū)段劃分亞層。原因在于目前勘察資料對淺部土層分層偏粗，對設計影響很大。2、要求對黏性土與粉土、粉砂交互層土的c、可按三者的比例綜合取值，同時提供三者中的最小值。原因在于設計時需要根據(jù)不同情況取值。考慮順層剪切時取小值，考慮水平力和變形時取綜合值。編輯ppt關于土層強度參數(shù)c

、φ值一、c、φ值對于支護結構設計至關重要，隨著基坑規(guī)模的擴大，這一點愈來愈明顯。往往一兩度之差就關系到數(shù)以百萬計的資金投入。二、不同試驗方法會得到不同的結果1、不同試驗方法排水剪與不排水剪固結與不固結不同標準規(guī)程有不同的規(guī)定。2、通常固結不排水剪的結果比不固結不排水剪大。按福州經(jīng)驗：φcu=φuu(1+9/φuu)ccu=cuu(1+2.5/cuu)(適用于φuu≤11°以下的軟土)三、使用不同參數(shù)應采用不同的計算模式、平安系數(shù)。三、土樣擾動的影響不容無視土樣擾動導致不固結不排水剪結果降低，相反導致固結不排水剪結果偏高。四、武漢地區(qū)大多數(shù)勘察報告提供的c、φ參數(shù)為直剪結果。編輯ppt如何排除土樣擾動影響

根據(jù)魏汝龍先生的研究,取樣擾動對土的強度影響特別大。對于快剪，擾動可使強度參數(shù)大大降低，對于固結快剪那么相反，擾動將導致強度參數(shù)偏高。在連云港、深圳赤灣、廣深高速公路的比照試驗說明，用固定活塞薄壁取土器取樣試驗可使快剪強度提高40～60%，固快指標降低10～15%?！惨娢喝挲?固結快剪試驗中的幾個問題?一文〕

一、盡可能采用高質量取土器。二、試驗前對土試樣進行恢復原位應力的預壓。三、參照規(guī)程的c、φ參數(shù)表，勘察評價時注意狀態(tài)描述、各種試驗結果、承載力評價之間的相互關系。四、建設單位應重視勘察，給勘察從事細致工作的足夠時間和經(jīng)費。編輯ppt關于抗剪強度指標的綜合意見一、比較一致的看法是采用什么樣的強度參數(shù)應與計算模式、平安系數(shù)配套。二、本規(guī)程主要依據(jù)武漢地區(qū)多年的經(jīng)驗，按照我們所采用的各種計算模式和方法，認為首選的是直接快剪或自重應力下預固結的三軸不排水剪cuu、uu。固結快剪ccu、cu數(shù)值偏高，用于土水合算結果偏于不平安。對于軟土，未經(jīng)預固結的三軸uu試驗結果往往偏低，偏于保守，因此需要在試驗前對試樣進行自重應力下的固結。三、近幾年的工程實踐說明，當支護樁、墻底部仍為飽和軟弱黏性土時,由于深部土層試樣取出地面后擾動過大，一般直剪試驗結果往往嚴重偏低，從而大大增加樁、墻的嵌固深度。此時，對受開挖卸荷影響不大的深部正常固結土可采用在原位應力下預固結后的剪切試驗c、φ值進行計算，以消除土樣擾動的局部影響。如有可靠經(jīng)驗也可采用固結快剪ccu、cu值,乘以適當?shù)恼蹨p系數(shù)。四、隨著工程規(guī)模的擴大，這個問題的重要性將越來越明顯。希望今后多積累經(jīng)驗，在下一次修訂時能更好地解決這個問題。編輯ppt關于巖土壓力計算明確抗剪強度參數(shù)取值：對土層的抗剪強度指標可取直剪快剪值。武漢地區(qū)目前剪力力試驗一般有直剪快剪和三軸快剪兩種，固結快剪很少見，巖土工程勘察標準要求的恢復原位應力固結后進行試驗根本上未能實行。多年來，基坑支護設計都是采用直剪快剪數(shù)據(jù)，而三軸快剪公認偏低無法使用?？梢哉f本地區(qū)多年的經(jīng)驗根本上是基于直剪快剪數(shù)據(jù)建立起來的，這次修訂維持不變且予以明確規(guī)定。

補充1、巖層的側向壓力應通過結構面分析按塊體平衡方法計算。對強風化軟質巖和破碎巖可取等效內(nèi)摩擦角按按土層公式計算。對中、微風化的中硬巖或硬質巖，如不存在足以引起巖體滑移的不利結構面，那么可不計主動側向壓力，被動側可視為剛性層，在彈性抗力法計算中用極大剛度系數(shù)模擬。2、補充：參照其它標準補充有限范圍土體土壓力計算。編輯ppt土壓力分布模式

上海標準按不同支護形式分別采用不同的主動土壓力分布模式。對于水泥土擋墻和懸臂樁、墻采用Ⅰ型土壓力分布圖式，是傳統(tǒng)的土壓力分布模式；對于帶撐、錨的樁、墻采用Ⅱ型土壓力分布圖式，是實測土壓力分布的近似簡化分布模式。湖北規(guī)程那么不分支護形式，均采用Ⅰ型土壓力分布。不同計算模式適應于不同的參數(shù)，用同樣的參數(shù)去比照各外地軟件的計算結果往往難以說明什么問題。編輯ppt

JGJ-120土壓力分布模式的變更

關于土壓力分布模式，新版JGJ-120比前版有改變。前版采用梯形分布abc’，現(xiàn)改為三角形分布abc。但是，同時增加了被動區(qū)抗力初始值ps0，ps0也就是右邊bcc’那一塊，方向相反，所以實際上土壓力分布仍然是前版的梯形分布abc’，并沒有增加。但被動抗力有較大變化，增加初始值ps0后，被動抗力要大很多，這一改變可能導致支護樁的嵌固深度減少。abc’

cps0前版被動抗力分布新版被動抗力分布編輯ppt關于超載分類按照分布情況可分為：集中荷載、局局部布荷載、無限均布荷載。按照超載引起的效果可分為：常駐荷載、當前荷載。說明如下：

常駐荷載：指基坑開挖前歷史長期存在的荷載，如緊鄰坑邊的地基沉降已經(jīng)穩(wěn)定的建筑物，自然地形穩(wěn)定邊坡轉換的超載

當前荷載：指坡頂堆載、車輛運輸荷載以及支護結構上部開挖邊坡轉換的超載等開挖前長期存在的穩(wěn)定邊坡開挖前長期存在的建筑物

右邊所示是常駐荷載的兩種情況。對這類荷載應進行初始工況的計算，假定開挖深度為零，得到的位移應在累計位移中扣除編輯ppt先打支護樁后建樓，即使不開挖，樁也會偏移樓房早已存在，沉降已經(jīng)穩(wěn)定，后打支護樁，不開挖，樁不會偏移常駐荷載當前荷載先打支護樁后堆土，即使不開挖，樁也會偏移既有穩(wěn)定邊坡，在坡腳打支護樁，不開挖，樁不會偏移編輯ppt關于水平變形控制標準維持原定以絕對值而不用相對值控制的規(guī)定不變，但對一級基坑的控制值進行了細分。共分為三擋，即30mm、40mm、50mm?？偟脑敲词菍Χ鄶?shù)一級基坑維持40mm，少數(shù)環(huán)境條件特別嚴峻的基坑從嚴取30mm，對環(huán)境條件寬松的一級基坑從寬取50mm。對三級基坑由原來的100mm改為80mm。編輯ppt關于變形控制標準問題的說明ⅠⅡⅢ水平位移與坡高的比值〔%〕0.501.01.52.02.53.0坡頂各點至坡肩距離與坡高的比值00.10.20.30.40.50.60.70.8Peck對支護效果的分區(qū)(1969〕Peck對支護效果按水平位移分為三個區(qū)：Ⅰ區(qū)為支護效果良好；Ⅱ區(qū)為支護效果一般；Ⅲ區(qū)為支護效果差。這一評價似乎側重于邊坡和支護結構的穩(wěn)定，而對變形后果及環(huán)境保護要求反映缺乏。如果我們對這一分區(qū)加以調(diào)整，以0.5%為界將Ⅰ區(qū)一分為二〔右圖藍線〕，將Ⅰ-1區(qū)定為效果良好，Ⅰ-2區(qū)定為效果一般，Ⅱ區(qū)定為效果差，Ⅲ區(qū)定為危險，那么比較符合實際工程要求。對于變形控制究竟是按相對值還是絕對值的問題，曾經(jīng)進行過一番思考?？紤]采用相對值存在的問題〔基坑淺時過嚴，基坑深時過松〕，最后仍決定按絕對值控制，只是根據(jù)不同的環(huán)境條件對具體標準作了一些調(diào)整。需要注意的是規(guī)程提出的標準是上限，某些特殊保護對象可能有更嚴格的要求，仍然應予以滿足。Ⅰ-1Ⅰ-2編輯ppt第一工況第二工況第三工況兩道支撐分工況計算示意——反轉荷載法第一工況：開挖至第一層支撐施工深度第二工況：設置第一層支撐，開挖至第二層支撐施工深度第三工況：設置第二層支撐，開挖至坑底第四工況：澆筑底板，利用第二層樓板換撐，撤除第二層支撐第五工況利用第一層樓板換撐，撤除第一層支撐第四工況第五工況編輯ppt

被動區(qū)留土情況下的土壓力和變形計算是用經(jīng)典理論難以解決的問題。參考外地資料和本地區(qū)的經(jīng)驗，提出坑底被動區(qū)留土時支護結構的變形可根據(jù)經(jīng)驗采用以下方法近似計算：1、考慮留土的抗力作用，調(diào)整其m〔或kh〕值；2、考慮留土的平衡作用，扣減局部主動土壓力。

這兩種方法只能是實用方法，由于還不夠成熟，具體方法在條文說明中介紹。關于被動區(qū)留土的計算編輯pptoABCDEFZ1Z2ZXKh

=m(Z-Z0)式中:m----計算深度所在土

層的m值;

Z-----計算點深度;

Z0-----按以下條件分段

取值:

深度AB范圍內(nèi):

Z0=Z1深度BC范圍內(nèi):

Z0=Zx深度C點以下:

Z0=Z2

Zx-----按右圖幾何關

系計算確定.

GBE、DF、CG均與水平線呈45°-φ/2角被動區(qū)留土時的〞m〞法計算實用方法示意之一〔調(diào)整kh法〕〔b〕編輯pptABEFHC、GD均與水平線呈45°+φ/2角COO’D被動區(qū)留土時的〞m〞法計算實用方法示意之二〔平衡土壓力法〕1、假定留土產(chǎn)生的土壓力局部地抵消右側主動土壓力，可稱之為“平衡土壓力〞。2、考慮平衡土壓力，右側主動土壓力凈值計算如下：a〕OA段、DE段按常規(guī)計算。b〕AB段c〕BC段q為留土全高度的土自重壓力d〕CD段按圖示插值計算。3、C、D點深度按右圖幾何關系計算確定。GHhOA〔c〕編輯ppt關于懸壁嵌巖樁〔“吊腳樁〞〕懸壁嵌巖樁〔“吊腳樁〞〕是巖土組合邊坡支護可能采用的一種形式，最近武漢地鐵有的基坑也用到這種樁。山區(qū)工作的同志希望能在修訂規(guī)程中有所反映，因此在樁錨支護一節(jié)中加上了幾條，對這種樁的設計提出了假設干原那么要求。這些要求是根據(jù)實際工程方案論證中專家意見綜合而來的。“吊腳樁〞一詞是俗稱，意思并不確切，經(jīng)考慮命名為“懸壁嵌巖樁〞可能更適宜一些。編輯ppt懸壁嵌巖樁〔“吊腳樁〞〕的設計〔a〕嵌巖樁支護示意圖〔b〕懸壁嵌巖樁支護示意圖鎖腳錨桿噴錨鋼管土層土層軟質巖或破碎巖中硬巖或硬質巖

懸壁嵌巖樁是否可靠，與底部巖體狀況關系密切，實際應用中務必謹慎。巖體破碎、強風化或極軟巖質時不應采用；如為較完整的中硬巖、硬質巖可以采用，但應注意滿足有關構造要求。其中鎖腳錨桿至關重要，一般不能省略；豎向鋼管視情況設置；巖石噴錨密度、深度根據(jù)巖層完整程度確定。施工現(xiàn)場最好有地質人員配合。

編輯ppt關于雙排樁設計我們與2003年提出了考慮雙排樁樁間土的計算模型，并納入現(xiàn)行規(guī)程的條文說明中。經(jīng)過這幾年的實踐，認為這一模型是根本合理的，因此修訂后納入正文。稍有不同的是原模型將樁間土僅模擬為壓縮彈簧，現(xiàn)將樁間土劃分為實體單元，既能反映樁間土傳遞水平力的作用，也能抗力樁間土的剪切剛度的奉獻。除計算模型外，還補充了雙排樁的抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性計算及嵌固深度確實定，使雙排樁的設計趨于完整。編輯ppt編輯ppt雙排樁的幾種計算模型建研院早期模型DB42前版推薦模型JGJ-120現(xiàn)版模型DB42現(xiàn)版模型編輯ppt關于雙排樁的應用一、全部雙排樁1、在坑底土質條件較好的情況下懸臂支護深度可達10～12m,變形可控制在20mm左右。2、假設坑底存在軟弱土層，應配合被動區(qū)加固。3、無內(nèi)支撐，施工方便，有利于縮短工期，但工程造價需要提高30～50%。二、局部雙排樁1、用于減少局部內(nèi)支撐，如右圖減少中間的對頂撐，擴大坑內(nèi)作業(yè)空間。2、工程造價介于全單排全雙排之間。三、構造要求1、前后排距宜為3～4倍樁徑。2、前后排之間的樁間土應進行加固，有利于控制變形，并兼有隔滲作用。3、前后排樁縱向可為一對一，有時也可前二后一。4、處理好前后樁與頂部橫梁的聯(lián)結。編輯ppt關于水泥土擋墻設計一、增加變截面擋墻，對其構造要求和設計計算作出了規(guī)定。變截面擋墻在實際工程中的應用甚至比等截面擋墻更多。當坑底有一定厚度的軟土時，擋墻必須深置于下部較好土層上，墻高因此增加。墻高增加，墻寬必須隨之增加。因主動區(qū)受場地限制，墻體只好向坑內(nèi)被動區(qū)方向擴展，因而形成了跨于主、被動區(qū)之間的變截面擋墻。這種形式擋墻的構造與計算與等截面擋墻相比有所不同，有必要作出相應的規(guī)定。二、對格構式擋墻的使用作了一定的限制。武漢地區(qū)不乏擋墻支護失效的實例，因采用格構式整體性難以保證是其主要原因。因此我們原那么上不主張在軟弱土層中設置格構式擋墻。如果采用格構式，至少應保證較高的置換率。格構布置應首先保證一定的肋寬和肋的貫穿〔指垂直邊坡方向〕。三、取消大高寬比的“擋墻〞。這種“擋墻〞高而瘦，工作性狀介于樁與墻之間，似樁非樁，似墻非墻?，F(xiàn)行版規(guī)程提出了對這種“擋墻〞的計算方法，但問題較多。這種“擋墻〞多出現(xiàn)在坑底軟土厚度很大的情況，此時采用擋墻并不適宜，采用剛性樁加被動區(qū)加固更合理一些。編輯pptHH2H1BB1B2變截面擋墻應滿足：1、B≮0.6H

2、B1≮0.6H13、H2≮2B2擋墻結合被動區(qū)加固：A區(qū)視為擋墻B區(qū)視為加固土層AB12水泥土重力式擋墻截面的有關規(guī)定編輯ppt內(nèi)支撐計算中的問題一、樁〔墻〕單元計算與支撐系統(tǒng)整體計算之間的變形協(xié)調(diào)問題樁〔墻〕單元計算得出支撐力以支撐力作為圍壓進行支撐系統(tǒng)整體計算變形大體協(xié)調(diào)結束變形不協(xié)調(diào)，調(diào)整剛度系數(shù)重新進行單元計算二、出現(xiàn)反向位移在沒有嚴重的不均衡不對稱的情況下一般不應出現(xiàn)反向位移。如果出現(xiàn)，說明該側有由主動狀態(tài)轉變?yōu)楸粍訝顟B(tài)的趨勢，可逐步人為提高該側的圍壓值，再進行計算，直至不發(fā)生反向位移為止。但應注意圍壓值提高不能超過該側被動土壓力。三、內(nèi)支撐計算中的約束處理問題這是一個初學者較難處理的問題，特別是在基坑平面不規(guī)那么的情況下。處理不當將使計算結果嚴重失真。建議開發(fā)可不人為設定約束的計算程序，但不能過于繁雜，否那么難以普及推廣。編輯ppt考慮樁〔墻〕縱向約束的計算方法〔建議〕Δ約束力=kp·〔-Δ〕1、冠梁或與樁〔墻〕聯(lián)結牢固的圍檁的縱向位移是受到樁墻約束的。2、如右圖所示，設冠梁單元向右位移Δ，那么樁排必然產(chǎn)生一個與位移方向相反的阻力〔即約束力〕，其大小與位移量有關，方向那么與位移相反。3、將約束力項參加總體平衡方程組中即可消除方程的病態(tài)，得出正常解答。

此方法已經(jīng)經(jīng)過編程試行，證明是可行的。關鍵在于如何確定不同情況下的排樁剛度系數(shù)kp值。希望多積累工程實測資料，為確定剛度系數(shù)kp值提供依據(jù)。冠梁單元示意編輯ppt關于被動區(qū)加固被動區(qū)加固是目前武漢地區(qū)在深厚軟土分布地帶常用的支護措施。根據(jù)多年經(jīng)驗，專列一節(jié)，提出裙邊加固和兩邊對頂兩種加固方式。裙邊加固應用情況較多，武漢地區(qū)一般要求加固寬度較大，目的是為了對支護樁〔墻〕起到變形控制作用。兩邊對頂?shù)募庸谭绞竭m合于狹長基坑，加固體受力比較明確，可按暗撐設計。45°+φ/2土體加固

h1h2h3b1b2b3b圖6.13.2被動區(qū)加固剖面d被動區(qū)加固效果取決于施工質量，現(xiàn)在有不少加固成功的工程實例，也有一些加固效果很差的實例，差異在于對于施工是否進行了嚴格的控制。加固一般要求采用實腹式，除避開工程樁外，盡可能相互搭接咬合，特別是垂直邊坡方向應盡可能連續(xù)貫穿，保證力的有效傳遞。編