建筑地基基础设计规范5[致远书苑]

9.4 设计计算9.4.1 基坑支护结构设计时，作用的效应设计值应符合下列规定：1 基本组合的效应设计值可采用简化规则，应按下式进行计算： （9.4.1-1）式中 基本组合的效应设计值；标准组合的效应设计值。 2 对于轴向受力为主的构件，简化计算可按下式进行： （9.4.1-2）【条文说明】 结构按承载能力极限状态设计中，应考虑各种作用组合，由于基坑支护结构是房屋地下结构施工过程中的一种围护结构，结构使用期短。本条规定，基坑支护结构的基本组合的效应设计值可采用简化计算原则，按下式确定：式中：作用的综合分项系数； 第i个永久作用的标准值；第j个可变作用的标准值。作用综合分项系数可取1.25，但对于轴向受力为主的构件，应取1.35。9.4.2 支护结构的入土深度应满足基坑支护结构稳定性及变形验算的要求，并结合地区工程经验综合确定。有地下水渗流作用时，应满足抗渗流稳定的验算，并宜插入坑底下部不透水层一定深度。【条文说明】 支护结构的入土深度应满足基坑支护结构稳定性及变形验算的要求，并结合地区工程经验综合确定。按当上述要求确定了入土深度，但支护结构的底部位于软土或液化土层中时，支护结构的入土深度应适当加大，支护结构的底部应进入下卧较好的土层。9.4.3 桩、墙式支护结构设计计算应符合下列规定：1 桩、墙式支护可为柱列式排桩、板桩、地下连续墙、型钢水泥土墙等独立支护或与内支撑、锚杆组合形成的支护体系，适用于施工场地狭窄、地质条件差、基坑较深、或需要严格控制支护结构或基坑周边环境地基变形时的基坑工程。2 桩、墙式支护结构的设计应包括下列内容：1）确定桩、墙的入土深度；2）支护结构的内力和变形计算；3）支护结构的构件和节点设计；4）基坑变形计算，必要时提出对环境保护的工程技术措施；5）支护桩、墙作为主体结构一部分时，尚应计算在建筑物荷载作用下的内力及变形；6）基坑工程的监测要求。9.4.4 根据基坑周边环境的复杂程度及环境保护要求，可按下列规定进行变形控制设计，并采取相应的保护措施：1 根据基坑周边的环境保护要求，提出基坑的各项变形设计控制指标；2 预估基坑开挖对周边环境的附加变形值，其总变形值应小于其允许变形值；3 应从支护结构施工、地下水控制及开挖等三个方面分别采取相关措施保护周围环境。【条文说明】 基坑工程在城市区域的环境保护问题日益突出。基坑设计的稳定性仅是必要条件，大多数情况下的主要控制条件是变形，从而使得基坑工程的设计从强度控制转向变形控制。表22 基坑变形设计控制指标环境保护对象保护对象与基坑距离关系支护结构最大侧移坑外地表最大沉降优秀历史建筑、有精密仪器与设备的厂房、其它采用天然地基或短桩基础的重要建筑物、轨道交通设施、隧道、防汛墙、原水管、自来水总管、煤气总管、共同沟等重要建（构）筑物或设施sH0.18%H0.15%HHs2H0.3%H0.25%H2Hs4H0.7%H0.55%H较重要的自来水管、煤气管、污水管等市政管线、采用天然地基或短桩基础的建筑物等sH0.3%H0.25%HH0.9粉土、松散粉细砂、松散填土4.56.01061448可塑（）状黏性土、e=0.9粉土、湿陷性黄土、稍密和中密的填土、稍密细砂6.010.010143536硬塑（）和坚硬（）的黏性土、湿陷性黄土、e10.9(d+1)b+110.9(1.5d+0.5)1.5b+0.5由于侧向弹性地基抗力法能较好的反映基坑开挖和回填过程各种工况和复杂情况对支护结构受力的影响，是目前工程界最常用的基坑设计计方法。9.4.6 支护结构应进行稳定验算。稳定验算应符合本规范附录V的规定。当有可靠工程经验时，稳定安全系数可按地区经验确定。【条文说明】 基坑因土体的强度不足，地下水渗流作用而造成基坑失稳，包括：支护结构倾覆失稳；基坑内外侧土体整体滑动失稳；基坑底土因承载力不足而隆起；地层因地下水渗流作用引起流土、管涌以及承压水突涌等导致基坑工程破坏。本条将基坑稳定性归纳为：支护桩、墙的倾覆稳定；基坑底土隆起稳定；基坑边坡整体稳定；坑底土渗流、突涌稳定等四个方面，基坑设计时必须满足上述四方面的验算要求。1 基坑稳定性验算，采用单一安全系数法，应满足下式要求： (9.4.6-1)式中：K各类稳定安全系数； R土体抗力极限值；承载能力极限状态下基本组合的效应设计值，但其分项系数均为1.0，当有地区可靠工程经验时，分项系数也可按地区经验确定。2 基坑稳定性验算时，所选用的强度指标的类别，稳定验算方法与安全系数取值之间必须配套。当按附录V进行各项稳定验算时，土的抗剪强度指标的选用，应符合本规范第9.1.6条的规定。3 土坡及基坑内外土体的整体稳定性计算，可按平面问题考虑，宜采用圆弧滑动面计算。有软土夹层和倾斜岩面等情况时，尚需采用非圆弧滑动面计算。对不同情况的土坡及基坑整体稳定性验算，最危险滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动力矩与抗滑力矩应符合下式要求： （9.4.6-2）式中：、分别为对于危险滑弧面上滑动力矩和抗滑力矩（kNm）；整体稳定抗滑安全系数。计算中，当有地下水存在时，坑外土条零压线（浸润线）以上的土条重度取天然重度，以下的土条取饱和重度。坑内土条取浮重度。验算整体稳定时，对于开挖区，有条件时可采用卸荷条件下的抗剪强度指标进行验算。4 基坑底隆起稳定性验算，实质上是软土地基承载力不足造成，故用=0的承载力公式进行验算。当桩底土为一般黏性土时，上海市标准基坑工程技术规范提出了适用于一般粘性土的抗隆起计算公式：板式支护体系按承载能力极限状态验算绕最下道内支撑点的抗隆起稳定性时（图37），应满足式9.4.6-3的要求： （9.4.6-3）（9.4.6-4） （9.4.6-5） （9.4.6-6）式中：抗隆起力矩值(kN.m/m)；隆起力矩值(kN.m/m)；如图34所示，单位为弧度；围护墙底以上地基土各土层天然重度的加权平均值(kN /m3)；围护墙在基坑开挖面以下的入土深度(m)； 最下一道支撑距墙底的深度(m)； 主动土压力系数； 、滑裂面上地基土的粘聚力标准值（kPa）和内摩擦角标准值（）的加权平均值； 基坑开挖深度（m）； 最下一道支撑距地面的深度（m）； 坑外地面荷载标准值（kPa）； 抗隆起安全系数。设计等级为甲级的基坑工程取2.5；乙级的基坑工程取2.0；丙级的基坑工程取1.7。图37 坑底抗隆起计算简图5 桩、墙式支护结构的倾覆稳定性验算，对悬臂式支护结构，在附录V中采用作用在墙内外的土压力引起的力矩平衡的方法验算，抗倾覆稳定性安全系数应大于等于1.30。对于带支撑的桩、墙式支护体系，支护结构的抗倾覆稳定性又称抗踢脚稳定性，踢脚破坏为作用与围护结构两侧的土压力均达到极限状态，因而使得围护结构（特别是围护结构插入坑底以下的部分）大量地向开挖区移动，导致基坑支护失效。本条取最下道支撑或锚拉点以下的围护结构作为脱离体，将作用于围护结构上的外力进行力矩平衡分析，从而求得抗倾覆分项系数。需指出的是，抗倾覆力矩项中本应包括支护结构的桩身抗力力矩，但由于其值相对而言要小得多，因此在本条的计算公式中不考虑。9.4.7 地下水渗流稳定性计算，应符合下列规定：1 当坑内外存在水头差时，粉土和砂土应按本规范附录W进行抗渗流稳定性验算；2 当基坑底上部土体为不透水层，下部具有承压水头时，坑内土体应按本规范附录W进行抗突涌稳定性验算。9.5 支护结构内支撑9.5.1 支护结构的内支撑必须采用稳定的结构体系和连接构造，优先采用超静定内支撑结构体系，其刚度应满足变形计算要求。【条文说明】 本条文原为强制性条文。常用的内支撑体系有平面支撑体系和竖向斜撑体系两种。平面支撑体系可以直接平衡支撑两端支护墙上所受到的侧压力，且构造简单，受力明确，适用范围较广。但当构件长度较大时，应考虑平面受弯及弹性压缩对基坑位移的影响。此外，当基坑两侧的水平作用力相差悬殊时，支护墙的位移会通过水平支撑而相互影响，此时应调整支护结构的计算模型。竖向斜撑体系（图38）的作用是将支护墙上侧压力通过斜撑传到基坑开挖面以下的地基上。它的施工流程是：支护墙完成后，先对基坑中部的土层采取放坡开挖，然后安装斜撑，再挖除四周留下的土坡。对于平面尺寸较大，形状不很规则，但深度较浅的基坑采用竖向斜撑体系施工比较简单，也可节省支撑材料。图38 竖向斜撑体系1围护墙；2墙顶梁；3斜撑；4斜撑基础；5基础压杆；6立柱；7系杆；8土堤由以上两种基本支撑体系，也可以演变为其他支撑体系。如“中心岛”为方案，类似竖向斜撑方案，先在基坑中部放坡挖土，施工中部主体结构，然后利用完成的主体结构安装水平支撑或斜撑，再挖除四周留下的土坡。当必须利用支撑构件兼作施工平台或栈桥时，除应满足内支撑体系计算的有关规定外，尚应满足作业平台（或栈桥）结构的强度和变形要求，因此需另行设计。9.5.2 支撑结构计算分析应符合下列原则：1 内支撑结构应按与支护桩、墙节点处变形协调的原则进行内力与变形分析；2 在竖向荷载及水平荷载作用下支撑结构的承载力和位移计算应符合国家现行结构设计规范的有关规定，支撑体系可根据不同条件按平面框架、连续梁或简支梁分析；3 当基坑内坑底标高差异大，或因基坑周边土层分布不均匀，土性指标差异大，导致作用在内支撑周边侧向土压力值变化较大时，应按桩、墙与内支撑系统节点的位移协调原则进行计算；4 有可靠经验时，可采用空间结构分析方法，对支撑、围檩（压顶梁）和支护结构进行整体计算；5 内支撑系统的各水平及竖向受力构件，应按结构构件的受力条件及施工中可能出现的不利影响因素，设置必要的连接构件，保证结构构件在平面内及平面外的稳定性。【条文说明】 基坑支护结构的内力和变形分析大多采用平面杆系模型进行计算。通常把支撑系统结构视为平面框架，承受支护桩传来的侧向力。为避免计算模型产生“漂移”现象，应在适当部位加设水平约束或采用“弹簧”等予以约束。当基坑周边的土层分布或土性差异大，或坑内挖深差异大，不同的支护桩其受力条件相差较大时，应考虑支撑系统结点与支撑桩支点之间的变形协调。这时应采用支撑桩与支撑系统结合在一起的空间结构计算简图进行内力分析。支撑系统中的竖向支撑立柱，应按偏心受压构件计算。计算时除应考虑竖向荷载作用外，尚应考虑支撑横向水平力对立柱产生的弯矩，以及土方开挖时，作用在立柱上的侧向土压力引起的弯矩。9.5.3 支撑结构的施工与拆除顺序，应与支护结构的设计工况相一致，必须遵循先撑后挖的原则。【条文说明】 本条为强制性条文。当采用内支撑结构时，支撑结构的设置与拆除是支撑结构设计的重要内容之一，设计时应有针对性地对支撑结构的设置和拆除过程中的各种工况进行设计计算。如果支撑结构的施工与设计工况不一致，将可能导致基坑支护结构发生承载力、变形、稳定性破坏。因此支撑结构的施工，包括设置、拆除、土方开挖等，应严格按照设计工况进行。9.6 土层锚杆9.6.1 土层锚杆锚固段不应设置在未经处理的软弱土层、不稳定土层和不良地质地段，及钻孔注浆引发较大土体沉降的土层。【条文说明】土层锚杆简称土锚，其一端与支护桩、墙连接，另一端锚固在稳定土层中，作用在支护结构上的水土压力，通过自由端传递至锚固段，对支护结构形成锚拉支承作用。因此，锚固段不宜设置在软弱或松散的土层中，锚拉式支承的基坑支护，基坑内部开敞，为挖土、结构施工创造了空间，有利于 提高施工效率和工程质量。9.6.2 锚杆杆体材料宜选用钢绞线、螺纹钢筋，当锚杆极限承载力小于400kN时，可采用HRB 335钢筋。9.6.3 锚杆布置与锚固体强度应满足下列要求：1 锚杆锚固体上下排间距不宜小于2.5m，水平方向间距不宜小于1.5m；锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m。锚杆的倾角宜为1535；2 锚杆定位支架沿锚杆轴线方向宜每隔1.0m2.0m设置一个，锚杆杆体的保护层不得少于20mm；3 锚固体宜采用水泥砂浆或纯水泥浆，浆体设计强度不宜低于20.0MPa；4 土层锚杆钻孔直径不宜小于120mm。【条文说明】 锚杆由多种破坏形式，当依靠锚杆保持结构系统稳定的构件时，设计必须仔细校核各种可能的破坏形式。因此除了要求每根土锚必须能够有足够的承载力之外，还必须考虑包括土锚和地基在内的整体稳定性。通常认为锚固段所需的长度是由于承载力的需要，而土锚所需的总长度则取决于稳定的要求。在土锚支护结构稳定分析中，往往设有许多假定，这些假定的合理程度，有一定的局限性，因此各种计算往往只能作为工程安全性判断的参考。不同的使用者根据不尽相同的计算方法，采用现场试验和现场监测来评价工程的安全度对重要工程来说是十分必要的。稳定计算方法依建筑物形状而异。对围护系统这类承受土压力的构筑物，必须进行外部稳定和内部稳定两方面的验算。（a）土体深层滑动（外部稳定） （b）内部稳定图39 锚杆的整体稳定1 外部稳定计算所谓外部稳定是指锚杆、围护系统和土体全部合在一起的整体稳定，如图39（a）。整个土锚均在土体的深滑裂面范围之内，造成整体失稳。一般采用圆弧法具体试算边坡的整体稳定。土锚长度必须超过滑动面，要求稳定安全系数不小于1.30。2 内部稳定计算所谓内部稳定计算是指土锚与支护墙基础假想支点之间深滑动面的稳定验算，如图39（b）。内部稳定最常用的计算是采用Kranz稳定分析方法，德国DIN4125、日本JSFD1-77等规范都采用此法，也有的国家如瑞典规范推荐用Brows对Kranz的修正方法。我国有些锚定式支挡工程设计中采用Kranz方法。9.6.4 锚杆设计应包括下列内容：1 确定锚杆类型、间距、排距和安设角度、断面形状及施工工艺；2 确定锚杆自由段、锚固段长度、锚固体直径、锚杆抗拔承载力特征值；3 锚杆筋体材料设计；4 锚具、承压板、台座及腰梁设计；5 预应力锚杆张拉荷载值、锁定荷载值；6 锚杆试验和监测要求；7 对支护结构变形控制需要进行的锚杆补张拉设计。【条文说明】 锚杆设计包括构件和锚固体截面、锚固段长度、自由段长度、锚固结构稳定性等计算或验算内容。锚杆支护体系的构造如图40所示。锚杆支护体系由挡土构筑物、腰梁及托架、锚杆三个部分所组成，以保证施工期间的基坑边坡稳定与安全，见图40。图40 锚杆构造1-构筑物 2-腰梁 3-螺母 4-垫板 5-台座 6-托架 7-套管 8-锚固体 9-钢拉杆 10-锚固体直径 11-拉杆直径 12-非锚固段长L0 13-有效锚固段长Le 14-锚杆全长L9.6.5 锚杆预应力筋的截面面积应按下式确定： （9.6.5）式中：相应于作用的标准组合时，锚杆所承受的拉力值（kN）；锚杆张拉施工工艺控制系数，当预应力筋为单束时可取1.0，当预应力筋为多束时可取0.9；钢筋、钢绞线强度设计值（kPa）。【条文说明】 锚杆预应力筋张拉施工工艺控制系数，应根据锚杆张拉工艺特点确定。当锚杆钢筋或钢绞线为单根时，张拉施工工艺控制系数可取1.0。当锚杆钢筋或钢绞线为多根时，考虑到张拉施工时锚杆钢筋或钢绞线受力的不均匀性，张拉施工工艺控制系数可取0.9。9.6.6 土层锚杆锚固段长度（）应按基本试验确定，初步设计时也可按下式估算： （9.6.6）式中：D锚固体直径（m）；K安全系数，可取1.6；土体与锚固体间粘结强度特征值（kPa），由当地锚杆抗拔试验结果统计分析算得。【条文说明】 土层锚杆的锚固段长度及锚杆轴向拉力特征值应根据土层锚杆锚杆试验（附录Y）的规定确定。9.6.7 锚杆应在锚固体和外锚头强度达到设计强度的80%以上后逐根进行张拉锁定，张拉荷载宜为锚杆所受拉力值的1.05倍1.1倍，并在稳定5min10min后退至锁定荷载锁定。锁定荷载宜取锚杆设计承载力的0.7倍0.85倍。9.6.8 锚杆自由段超过潜在的破裂面不应小于1m，自由段长度不宜小于5m，锚固段在最危险滑动面以外的有效长度应满足稳定性计算要求。9.6.9 对设计等级为甲级的基坑工程，锚杆轴向拉力特征值应按本规范附录Y土层锚杆试验确定。对设计等级为乙、丙级的基坑工程可按物理参数或经验数据设计，现场试验验证。9.7 基坑工程逆作法9.7.1 逆作法适用于支护结构水平位移有严格限制的基坑工程。根据工程具体情况，可采用全逆作法，半逆作法，部分逆作法。9.7.2 逆作法的设计应包含下列内容：1 基坑支护的地下连续墙或排桩与地下结构侧墙、内支撑、地下结构楼盖体系一体的结构分析计算；2 土方开挖及外运；3 临时立柱作法；4 侧墙与支护结构的连接；5 立柱与底板和楼盖的连接；6 坑底土卸载和回弹引起的相邻立柱之间，立柱与侧墙之间的差异沉降对已施工结构受力的影响分析计算；7 施工作业程序、混凝土浇筑及施工缝处理；8 结构节点构造措施。9.7.3 基坑工程逆作法设计应保证地下结构的侧墙、楼板、底板、柱满足基坑开挖时作为基坑支护结构及作为地下室永久结构工况时的设计要求。9.7.4 当采用逆作法施工时，可采用支护结构体系与地下结构结合的设计方案：1 地下结构墙体作为基坑支护结构；2 地下结构水平构件（梁、板体系）作为基坑支护的内支撑；3 地下结构竖向构件作为支护结构支承柱。【条文说明】支护结构与主体结构相结合，是指在施工期利用地下结构外墙或地下结构的梁、板、柱兼作基坑支护体系，不设置或仅设置部分临时围护支护体系的支护方法。与常规的临时支护方法相比，基坑工程采用支护结构与主体结构相结合的设计施工方法具有诸多的优点，如由于可同时向地上和地下施工因而可以缩短工程的施工工期；水平梁板支撑刚度大，挡土安全性高，围护结构和土体的变形小，对周围的环境影响小；采用封闭逆作施工，施工现场文明；已完成之地面层可充分利用，地面层先行完成，无需架设栈桥，可作为材料堆置场或施工作业场；避免了采用大量临时支撑的浪费现象，工程经济效益显著。 利用地下结构兼作基坑的支护结构，基坑开挖阶段与永久使用阶段的荷载状况和结构状况有较大的差别，因此应分别进行设计和验算，同时满足各种工况下的承载力极限状态和正常使用阶段极限状态的设计要求。支护结构作为主体地下结构的一部分时，地下结构梁板与地下连续墙、竖向支承结构之间的节点连接是需要重点考虑的内容。所谓变形协调，主要指地下结构尚未完工之前，处于支护结构承载状态时，其变形与沉降量及差异沉降均应在限值规定内，保证在地下结构完工、转换成主体工程基础承载时，与主体结构设计对变形和沉降要求一致，同时要求承载转换前后，结构的节点连接和防水构造等均应稳定可靠，满足设计要求。9.7.5 当地下连续墙同时作为地下室永久结构使用时，地下连续墙的设计计算尚应符合下列规定：1 地下连续墙应分别按照承载能力极限状态和正常使用极限状态进行承载力、变形计算和裂缝验算；2 地下连续墙墙身的防水等级应满足永久结构使用防水设计要求。地下连续墙与主体结构连接的接缝位置（如地下结构顶板、底板位置）根据地下结构的防水等级要求，可设置刚性止水片、遇水膨胀橡胶止水条以及预埋注浆管等构造措施；3 地下连续墙与主体结构的连接应根据其受力特性和连接刚度进行设计计算；4 墙顶承受竖向偏心荷载时，应按偏心受压构件计算正截面受压承载力。墙顶圈梁与墙体及上部结构的连接处应验算截面抗剪承载力。【条文说明】 “两墙合一”的安全性和可靠性已经得到工程界的普遍认同，并在全国得到了大量应用，已经形成了一整套比较成熟的设计方法。“两墙合一”地下连续墙具有良好的技术经济效果：（1）刚度大、防水性能好；（2）将基坑临时围护墙与永久地下室外墙合二为一，节省了常规地下室外墙的工程量；（3）不需要施工操作空间，可减少直接土方开挖量，并且无需再施工换撑板带和进行回填土工作，经济效果明显，尤其对于红线退界紧张或地下室与邻近建、构筑物距离极近的地下工程，“两墙合一”可大大减小围护体所占空间，具有其它围护形式无可替代的优势；（4）基坑开挖到坑底后，在基础内部结构由下而上施工过程中，“两墙合一”的设计无需再施工地下室外墙，因此比常规两墙分离的工程施工工期要节省，同时也避免了长期困扰地下室外墙浇筑施工过程中混凝土的收缩裂缝问题。9.7.6 主体地下结构的水平构件用作支撑时，其设计应符合下列规定：1 用作支撑的地下结构水平构件宜采用梁板结构体系进行分析计算；2 宜考虑由立柱桩差异变形及立柱桩与围护墙之间差异变形引起的地下结构水平构件的结构次应力，并采取必要措施防止有害裂缝的产生；3 对地下结构的同层楼板面存在高差的部位，应验算该部位构件的弯、剪、扭承载能力，必要时应设置可靠的水平转换结构或临时支撑等措施；4 对结构楼板的洞口及车道开口部位，当洞口两侧的梁板不能满足支撑的水平传力要求时，应在缺少结构楼板处设置临时支撑等措施；5 在各层结构留设结构分缝或基坑施工期间不能封闭的后浇带位置，应通过计算设置水平传力构件。【条文说明】 主体地下结构的水平构件用作支撑时，其设计应符合下列规定：1 结构水平构件与支撑相结合的设计中可用梁板结构体系作为水平支撑，该结构体系受力明确，可根据施工需要在梁间开设孔洞，并在梁周边预留止水片，在逆作法结束后再浇筑封闭；也可采用结构楼板后作的梁格体系，在开挖阶段仅浇筑框架梁作为内支撑，梁格空间均可作为出土口，基础底板浇筑后再封闭楼板结构。另外，结构水平构件与支撑相结合设计中也可采用无梁楼盖作为水平支撑，其整体性好、支撑刚度大，并便于结构模板体系的施工。在无梁楼盖上设置施工孔洞时，一般需设置边梁并附加止水构造。无梁楼板一般在梁柱节点位置设置一定长宽的柱帽，逆作阶段竖向支承钢立柱的尺寸一般仅占柱帽尺寸的比例较小，因此，无梁楼盖体系梁柱节点位置钢筋穿越矛盾相对梁板体系缓和、易于解决。对用作支撑的结构水平构件，当采用梁板体系且结构开口较多时，可简化为仅考虑梁系的作用，进行在一定边界条件下及在周边水平荷载作用下的封闭框架的内力和变形计算，其计算结果是偏安全的。当梁板体系需考虑板的共同作用，或结构为无梁楼盖时，应采用有限元的方法进行整体计算分析，根据计算分析结果并结合工程概念和经验，合理确定用于结构构件设计的内力。2 支护结构与主体结构相结合的设计方法中，作为竖向支承的立柱桩其竖向变形应严格控制。立柱桩的竖向变形主要包含两个方面，一方面为基坑开挖卸荷引起的立柱向上的回弹隆起；另一方面为已施工完成的水平结构和施工荷载等竖向荷重的加载作用下，立柱桩的沉降。立柱桩竖向变形量和立柱桩间的差异变形过大时，将引发对已施工完成结构的不利结构次应力，因此在主体地下水平结构构件设计时，应通过验算采取必要的措施以控制有害裂缝的产生。3 主体地下水平结构作为基坑施工期的水平支撑，需承受坑外传来的水土侧向压力。因此水平结构应具有直接的、完整的传力体系。如同层楼板面标高出现较大的高差时，应通过计算采取有效的转换结构以利于水平力的传递。另外，应在结构楼板出现较大面积的缺失区域以及地下各层水平结构梁板的结构分缝以及施工后浇带等位置，通过计算设置必要的水平支撑传力体系。9.7.7 竖向支承结构的设计应符合下列规定：1 竖向支承结构宜采用一根结构柱对应布置一根临时立柱和立柱桩的型式（一柱一桩）；2 立柱应按偏心受压构件进行承载力计算和稳定性验算，立柱桩应进行单桩竖向承载力与沉降计算。立柱与立柱桩的设计计算除应符合本规范外，尚应符合国家现行建筑结构规范的有关规定；3 在主体结构底板施工之前，相邻立柱桩间以及立柱桩与邻近基坑围护墙之间的差异沉降不宜大于1/400柱距，且不宜大于20mm。作为立柱桩的灌注桩宜采用桩端后注浆措施。【条文说明】 竖向支承结构的设计应符合下列规定：1 在支护结构与主体结构相结合的工程中，由于逆作阶段结构梁板的自重相当大，立柱较多采用承载力较高而断面小的角钢拼接格构柱或钢管混凝土柱。2 立柱应根据其垂直度允许偏差计入竖向荷载偏心的影响，偏心距应按计算跨度乘以允许偏差，并按双向偏心考虑。支护结构与主体结构相结合的工程中，利用各层地下结构梁板作为支护结构的水平内支撑体系。水平支撑的刚度可假定为无穷大，因而钢立柱假定为无水平位移。3 立柱桩在上部荷载及基坑开挖土体应力释放的作用下，发生竖向变形，同时立柱桩承载的不均匀，增加了立柱桩间及立柱桩与地下连续墙之间产生较大沉降的可能，若差异沉降过大，将会使支撑系统产生裂缝、甚至影响结构体系的安全。控制整个结构的不均匀沉降是支护结构与主体结构相结合施工的关键技术之一。目前事先精确计算立柱桩在底板封闭前的沉降或上抬量还有一定困难，完全消除沉降差也是不可能的，但可通过桩底后注浆等措施，增大立柱桩的承载力并减小沉降，从而达到控制立柱沉降差的目的。9.8 岩体基坑工程9.8.1 岩体基坑包括岩石基坑和土岩组合基坑。基坑工程实施前应对基坑工程有潜在威胁或直接危害的滑坡、泥石流，崩塌以及岩溶、土洞强烈发育地段，应在施工前采取可靠的整治措施。9.8.2 岩体基坑工程设计应对岩体结构、软弱结构面对边坡稳定的影响进行分析。9.8.3 在岩石边坡整体稳定的条件下，可采用放坡开挖方案。岩石边坡的开挖坡度允许值，应根据当地经验按工程类比的原则，参照本地区已有稳定边坡的坡度值确定。9.8.4 当整体稳定的软质岩边坡，开挖时应按本规范第6.8.2条的规定对边坡进行构造处理。9.8.5 对单结构面外倾边坡作用在支挡结构上的横推力，可根据楔形平衡法进行计算，并应考虑结构面填充物的性质及其浸水后的变化。具有两组或多组结构面的交线倾向于临空面的边坡，可采用棱形体分割法计算棱体的下滑力。9.8.6 对土岩组合基坑，当采用岩石锚杆挡土结构进行支护时，应符合本规范第6.8.2条、第6.8.3条的规定。岩石锚杆的构造要求及设计计算应符合本规范第6.8.4条、第6.8.5条的规定。【条文说明】 9.8.19.8.6 本节给出岩石基坑和岩土组合基坑的设计原则。9.9 地下水控制9.9.1 基坑工程地下水控制应防止基坑开挖过程及使用期间的管涌、流砂、坑底突涌及与地下水有关的坑外地层过度沉降。【条文说明】 在高地下水位地区，深基坑工程设计施工中的关键问题之一是如何有效的实施对地下水的控制。地下水控制失效也是引发基坑工程事故的重要源头。9.9.2 地下水控制设计应满足下列要求：1 地下工程施工期间，地下水位控制在基坑面以下0.5m1.5m；2 满足坑底突涌验算要求；3 满足坑底和侧壁抗渗流稳定的要求；4 控制坑外地面沉降量及沉降差，保证临近建、构筑物及地下管线的正常使用。9.9.3 基坑降水设计应包括下列内容：1 基坑降水系统设计应包括下列内容：1） 确定降水井的布置、井数、井深、井距、井径、单井出水量；2） 疏干井和减压井过滤管的构造设计；3） 人工滤层的设置要求；4） 排水管路系统；2 验算坑底土层的渗流稳定性及抗承压水突涌的稳定性；3 计算基坑降水域内各典型部位的最终稳定水位及水位降深随时间的变化；4 计算降水引起的对临近建、构筑物及地下设施产生的沉降；5 回灌井的设置及回灌系统设计；6 渗流作用对支护结构内力及变形的影响；7 降水施工、运营、基坑安全监测要求，除对周边环境的监测外，还应包括对水位和水中微细颗粒含量的监测要求。【条文说明】 基坑降水设计时对单井降深的计算，通常采用解析法用裘布衣公式计算。使用时，应注意其适用条件：裘布衣公式假定：（1）进入井中的水流主要是径向水流和水平流；（2）在整个水流深度上流速是均匀一致的（稳定流状态）。要求含水层是均质、各向同性的无限延伸的。单井抽水经一定时间后水量和水位均趋稳定，形成漏斗，在影响半径以外，水位降落为零，才符合公式使用条件。对于潜水，公式使用时，降深不能过大。降深过大时，水流以垂直分量为主，与公式假定不符。常见的基坑降水计算资料，只是一种粗略的计算，解析法不易取得理想效果。鉴于计算技术的发展，数值法在降水设计中已有大量研究成果，并已在水资源评价中得到了应用。在基坑降水设计中已开始在重大实际工程中应用，并已取得与实测资料相应的印证。所以在设计等级甲级的基坑降水设计，可采用有限元数值方法进行设计。9.9.4 隔水帷幕设计应符合下列规定：1 采用地下连续墙或隔水帷幕隔离地下水，隔离帷幕渗透系数宜小于1.010-4m/d，竖向截水帷幕深度应插入下卧不透水层，其插入深度应满足抗渗流稳定的要求；2 对封闭式隔水帷幕，在基坑开挖前应进行坑内抽水试验，并通过坑内外的观测井观察水位变化、抽水量变化等确认帷幕的止水效果和质量；3 当隔水帷幕不能有效切断基坑深部承压含水层时，可在承压含水层中设置减压井，通过设计计算，控制承压含水层的减压水头，按需减压，确保坑底土不发生突涌。对承压水进行减压控制时，因降水减压引起的坑外地面沉降不得超过环境控制要求的地面变形允许值。9.9.5 基坑地下水控制设计应与支护结构的设计统一考虑，由降、排水和支护结构水平位移引起的地层变形和地表沉陷不应大于变形允许值。9.9.6 高地下水位地区，当水文地质条件复杂，基坑周边环境保护要求高，设计等级为甲级的基坑工程，应进行地下水控制专项设计，并应包括下列内容：1 应具备专门的水文地质勘查资料、基坑周边环境调查报告及现场抽水试验资料；2 基坑降水风险分析及降水设计；3 降水引起的地面沉降计算及环境保护措施；4 基坑渗漏的风险预测及抢险措施；5 降水运营、监测与管理措施。【条文说明】 地下水抽降，将引起大范围的地面沉降。基坑围护结构渗漏亦易发生基坑外侧土层坍陷、地面下沉，引发基坑周边的环境问题。因此，为有效控制基坑周边的地面变形，在高地下水位地区的甲级基坑或基坑周边环境保护要求严格时，应进行基坑降水和环境保护的地下水控制专项设计。地下水控制专项设计应包括降水设计、运营管理以及风险预测及应对等内容：1 制定基坑降水设计方案；1） 进行工程地下水风险分析，浅层潜水降水的影响，疏干降水效果的估计；2） 承压水突涌风险分析。2 基坑抗突涌稳定性验算；3 疏干降水设计计算，疏干井数量，深度；4 减压设计，当对下部承压水采取减压降水时，确定减压井数量，深度，以及减压运营的要求；5 减压降水的三维数值分析，渗流数值模型的建立，减压降水结果的预测；6 减压降水对环境影响的分析及应采取的工程措施；7 支护桩、墙渗漏风险的预测及应对措施。8 降水措施与管理措施；1） 现场排水系统布置；2） 深井构造、设计、降水井标准；3） 成井施工工艺的确定；4） 降水井运行管理。深基坑降水和环境保护的专项设计，是一项比较复杂的设计工作。与基坑支护结构（或隔水帷幕）周围的地下水渗流特征及场地水文地质条件、支护结构及隔水帷幕的插入深度、降水井的位置等有关。10 检验与监测10.1 一般规定10.1.1 为设计提供依据的试验应在设计前进行，平板载荷试验、基桩静载试验、基桩抗拔试验及锚杆的抗拔试验等应加载到极限或破坏，必要时，应对基底反力、分深层沉降、桩身内力和桩端阻力等进行测试。【条文说明】 为设计提供依据的试验为基本试验，应在设计前进行。基本试验应加载到极限或破坏，为设计人员提供足够的设计依据。10.1.2 验收检验静载荷试验最大加载量不应小于承载力特征值的2倍。【条文说明】 为验证设计结果或为工程验收提供依据的试验为验收检验。验收检验是利用工程桩、工程锚杆等进行试验，其最大加载量不应小于设计承载力特征值的2倍。10.1.3 抗拔桩的验收检验应采取工程桩裂缝宽度控制的措施。【条文说明】 抗拔桩的验收检验应控制裂缝宽度，满足耐久性设计要求。10.2 检 验10.2.1基槽（坑）开挖到底后，应进行基槽（坑）检验。当发现地质条件与勘察报告和设计文件不一致、或遇到异常情况时，应结合地质条件提出处理意见。【条文说明】 本条为强制性条文。基槽（坑）检验工作应包括下列内容：1 应做好验槽（坑）准备工作，熟悉勘察报告，了解拟建建筑物的类型和特点，研究基础设计图纸及环境监测资料。当遇有下列情况时，应列为验槽（坑）的重点：1）当持力土层的顶板标高有较大的起伏变化时；2）基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层时；3）基础范围内存在局部异常土质或坑穴、古井、老地基或古迹遗址时；4）基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及湮废河、湖、沟、坑等不良地质条件时；5）在雨季或冬季等不良气候条件下施工、基底土质可能受到影响时。2 验槽（坑）应首先核对基槽（坑）的施工位置。平面尺寸和槽（坑）底标高的容许误差，可视具体的工程情况和基础类型确定。一般情况下，槽（坑）底标高的偏差应控制在0mm50mm范围内；平面尺寸，由设计中心线向两边量测，长、宽尺寸不应小于设计要求。验槽（坑）方法宜采用轻型动力触探或袖珍贯入仪等简便易行的方法，当持力层下埋藏有下卧砂层而承压水头高于基底时，则不宜进行钎探，以免造成涌砂。当施工揭露的岩土条件与勘察报告有较大差别或者验槽（坑）人员认为必要时，可有针对性地进行补充勘察测试工作。3基槽（坑）检验报告是岩土工程的重要技术档案，应做到资料齐全，及时归档。10.2.2地基处理的效果检验应符合下列规定：1 地基处理后载荷试验的数量，应根据场地复杂程度和建筑物重要性确定。对于简单场地上的一般建筑物，每个单体工程载荷试验点数不宜少于3处；对复杂场地或重要建筑物应增加试验点数；2 处理地基的均匀性检验深度不应小于设计处理深度；3 对回填风化岩、山坯土、建筑垃圾等特殊土，应采用波速、超重型动力触探、深层载荷试验等多种方法综合评价；4对遇水软化、崩解的风化岩、膨胀性土等特殊土层，除根据试验数据评价承载力外，尚应评价由于试验条件与实际条件的差异对检测结果的影响；5 复合地基除应进行静载荷试验外，尚应进行竖向增强体及周边土的质量检验；6 条形基础和独立基础复合地基载荷试验的压板宽度宜按基础宽度确定。【条文说明】 复合地基提高地基承载力、减少地基变形的能力主要是设置了增强体，与地基土共同作用的结果，所以复合地基应对增强体施工质量进行检验。复合地基载荷试验由于试验的压板面积有限，考虑到大面积荷载的长期作用结果与小面积短时荷载作用的试验结果有一定的差异，故需要对载荷板尺寸有限制。条形基础和独立基础复合地基载荷试验的压板宽度的确定宜考虑面积置换率和褥垫层厚度，基础宽度不大时应取基础宽度，基础宽度较大，试验条件达不到时应取较薄厚度褥垫层。对遇水软化、崩解的风化岩、膨胀性土等特殊土层，不可仅根据试验数据评价承载力等，尚应考虑由于试验条件与实际施工条件的差异带来的潜在风险，试验结果宜考虑一定的折减。10.2.3 在填土压实的过程中，应分层取样检验土的干密度和含水量。检验点数量，对大基坑每50m2100m2面积内不应少于一个检验点；对基槽每10m20m不应少于一个检验点；每个独立柱基不应少于一个检验点。采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时，分层检验点的间距应小于4m。根据检验结果求得的压实系数，不得低于本规范表6.3.7的规定。【条文说明】 在压（或夯）实填土的过程中，取样检验分层土的厚度视施工机械而定，一般情况下宜按200mm500mm分层进行检验。10.2.4 压实系数可采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检验。【条文说明】 利用贯入仪检验垫层质量，通过现场对比试验确定其击数与干密度的对应关系。垫层质量的检验可采用环刀法；在粗粒土垫层中，可采用灌水法、灌砂法进行检验。10.2.5 预压处理的软弱地基，在预压前后应分别进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。预压处理的地基承载力应进行现场载荷试验。【条文说明】 预压处理的软弱地基，在预压前后应分别进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。预压处理的地基承载力应进行现场载荷试验。10.2.6 强夯地基的处理效果应采用载荷试验结合其他原位测试方法检验。强夯置换的地基承载力检验除应采用单墩载荷试验检验外，尚应采用动力触探等方法查明施工后土层密度随深度的变化。强夯地基或强夯置换地基载荷试验的压板面积应按处理深度确定。【条文说明】 强夯地基或强夯置换地基载荷试验的压板面积应考虑压板的尺寸效应，应采用大压板载荷试验，根据处理深度的大小，压板面积可采用1m24m2，压板最小直径不得小于1m。10.2.7 砂石桩、振冲碎石桩的处理效果应采用复合地基荷载试验方法检验。大型工程及重要建筑应采用多桩复合地基荷载试验方法检验；桩间土应在处理后采用动力触探、标准贯入、静力触探等原位测试方法检验。砂石桩、振冲碎石桩的桩体密实度可采用动力触探方法检验。【条文说明】 砂石桩对桩体采用动力触探方法检验，对桩间土采用标准贯入、静力触探或其他原位测试方法进行检验可检测砂石桩及桩间土的挤密效果。如处理可液化地层时，可按标准贯入击数来衡量砂性土的抗液化性。10.2.8 水泥搅拌桩成桩后可进行轻便触探和标准贯入试验结合钻取芯样、分段取芯样做抗压强度试验评价桩身强度。10.2.9 水泥土搅拌桩复合地基承载力检验应进行单桩载荷试验和复合地基载荷试验。【条文说明】 10.2.8、10.2.9 水泥土搅拌桩进行标准贯入试验后对成桩质量有怀疑时可采用双管单动取样器对桩身钻芯取样，制成试块，测试桩身实际强度。钻孔直径不宜小于108mm。由于取芯和试样制作原因，桩身钻芯取样测试的桩身强度应该是较高值，评价时应给予注意。单桩载荷试验和复合地基载荷试验是检验水泥土搅拌桩质量的最直接有效的方法，一般在龄期28d后进行。10.2.10 复合地基应进行桩身完整性和单桩竖向承载力检验以及单桩或多桩复合地基载荷试验，施工工艺对桩间土承载力有影响时还应进行桩间土承载力检验。【条文说明】 本条为强制性条文。刚性桩复合地基单桩的桩身完整性检测可采用低应变法；单桩竖向承载力检测可采用静载荷试验；刚性桩复合地基承载力可采用单桩或多桩复合地基载荷试验。当施工工艺对地基土承载力影响较小时，可采用单桩静载荷试验和桩间土静载荷试验结果确定刚性桩复合地基承载力。10.2.11 对打入式桩、静力压桩，应提供经确认的施工过程有关参数。施工完成后尚应进行桩顶标高、桩位偏差等检验。【条文说明】 预制打入桩、静力压桩应提供经确认的桩顶标高、桩底标高、桩端进入持力层的深度等。其中预制桩还应提供打桩的最后三阵锤贯入度、总锤击数等，静力压桩还应提供最大压力值等。当预制打入桩、静力压桩的入土深度与勘察资料不符或对桩端下卧层有怀疑时，可采用补勘方法，检查自桩端以上1m起至下卧层5d范围内的标准贯入击数和岩土特性。10.2.12 对混凝土灌注桩，应提供施工过程有关参数，包括原材料的力学性能检验报告，试件留置数量及制作养护方法、混凝土抗压强度试验报告，钢筋笼制作质量