广州地区建筑基坑支护技术规定(1998版)

.XX地区建筑基坑支护技术规定XX地区建筑基坑支护技术规定编委会1998.6.15.XX目录1 总则12 术语、符号2 2.1 术语2 2.2 符号33 基本规定5 3.1 一般规定5 3.2 设计规定5 3.3 施工规定7 3.4 检测与监测规定74 岩土工程勘察与环境调查8 4.1 一般规定8 4.2 勘察与测试8 4.3 环境调查9 4.4 勘察报告95 支护结构水平荷载和抗力计算10 5.1 一般规定10 5.2 水平荷载标准值10 5.3 水平抗力标准值156 支护结构设计16 6.1 支护结构分类与选型16 6.2 混凝土支护结构圆形截面承载力设计18 6.3 放坡设计20 6.4 土钉墙设计21 6.5 排桩设计26 6.6 地下连续墙设计31 6.7 重力式挡墙设计32 6.8 锚杆设计36 6.9 内支撑设计39 6.10 逆作法支撑体系设计43 6.11 组合式支护结构设计457 地下水控制47 7.1 一般规定47 7.2 集水明排设计47 7.3 降水设计48 7.4 高压喷射注浆止水设计51 7.5 深层搅拌法止水设计53 7.6 压力注浆止水设计54 7.7 回灌设计55 7.8 集水明排施工55 7.9 降水施工56 7.10 高压喷射注浆止水施工56 7.11 深层搅拌法止水施工57 7.12 压力注浆止水施工57 7.13 回灌施工598 支护结构施工与质量检测60 8.1 施工组织设计60 8.2 放坡施工61 8.3 土钉墙施工61 8.4 排桩施工63 8.5 地下连续墙施工64 8.6 重力式挡墙施工66 8.7 锚杆施工67 8.8 内支撑施工69 8.9 支护结构质量检测719 基坑地基处理73 9.1 一般规定73 9.2 坑内地基处理73 9.3 坑外地基处理73 9.4 地基处理方法7410 基坑开挖与监测75 10.1 土方开挖75 10.2 基坑内爆破75 10.3 基坑监测77 10.4 抢险与加固7911 基坑开挖对环境影响的评价80 11.1 一般规定80 11.2 基坑降水对环境影响的预估81 11.3 重力式挡土墙支护的基坑开挖对环境影响的预估82 11.4 内支撑支护的基坑开挖对环境影响的预估82附录A XX市浅层水文地质分区略图87附录B-1 XX地区各土层常规物理力学参数参考值88附录B-2 XX地区砂土与岩石物理力学参数参考值89附录C 桩墙结构变形计算的弹性地基梁法90附录D 钢筋混凝土圆形截面受弯构件正截面受弯承载力计算系数表94附录E 用大井法计算基坑涌水量公式96附录F 锚杆试验98附录G 圆弧滑动简单条分法100附加说明102本规定用词说明103前言根据XX市建设委员会穗建技1996323号和穗建技1996368号文要求编制本规定。本规定的主要技术内容包括：总则、术语、符号、基本规定、岩土工程勘察与环境调查、支护结构水平荷载和抗力计算、支护结构设计、支护结构施工与质量检测、地下水控制、基坑地基处理、基坑开挖与监测、基坑开挖对环境影响的评价等。本规定由XX市建设委员会科技设计处负责管理,具体解释工作由XX市建筑科学研究院、XX市设计院、XX城建开发设计院共同负责。组织单位：XX市建设委员会主编单位：XX市建筑科学研究院副主编单位：XX市设计院XX城建开发设计院参编单位：XX省水利水电科学研究所中科院XX化学灌浆工程总公司XX省基础工程公司XX省建工设计院XX省水利电力勘测设计研究院XX市第一建筑工程XX市第三建筑工程XX市第四建筑工程XX市城市规划勘测设计研究院XX地区建设工程质量安全监督站领导小组组长：俞公骅领导小组成员：李希平陈如桂陈谦方引晴黄熙明技术顾问：陆培炎彭家泓容柏生吴仁培陈家辉主编：陈如桂副主编：方引晴陈谦主要起草人：唐孟雄宋绍威倪光乐方小丹谢剑波邝健政周湘渝易觉李少鹏胡辉李英韩健强刘丽艳吴国翔高玉斌李崇铭邹鸿洲钟活谭敬乾麦洪耀参加讨论人员：田涛李志诚谭英韬陈伟本规定用词说明本规定对要求严格程度不同的表达如下：1 表示很严格,非这样做不可的：正面词采用必须；反面词采用严禁。2 表示严格,在正常情况下均应这样做的：正面词采用应；反面词采用不应或不得。3 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的：正面词采用宜,反面词采用不宜。表示允许有选择,在一定条件下可以这样做的,采用可。1 总则为了在XX地区建筑基坑支护的勘察、设计、施工、监控与检测工作中做到技术先进、经济合理、质量可靠,确保基坑支护顺利施工和周边环境安全,制定本规定。本规定是在总结多年来建筑基坑支护设计、施工经验的基础上,吸取当前国内外建筑基坑支护的先进技术,结合XX地区的特点编写而成,适用于本地区基坑支护的勘察、支护设计、施工、开挖监控与检测。基坑支护的设计与施工,应根据本地区的成功经验与失败教训,结合工程的实际情况与周边环境的特点和要求,做到因地制宜、因时制宜、合理没计、精心施工,严格监控和检测。XX地区基坑支护除应符合本规定外,还应符合国家、行业和XX省的现行有关标准及XX市的有关管理和技术规定。2 术语、符号2.1 术语建筑基坑建构筑物基础或地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑支护对开挖基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固或保护措施。基坑侧壁构成建筑基坑围体的某一侧面。主动侧基坑支护周边土体主动变形一侧。被动侧基坑支护周边土体被动变形一侧。基坑周边环境基坑开挖影响范围内的建构筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。排桩以某种桩型按队列布置组成的基坑支护结构。地下连续墙用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的墙体。水泥土墙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结构。土钉墙对基坑侧壁土体采用土钉或锚杆、钢筋网及混凝土护面的支护结构。组合式支护结构排桩、地下连续墙、土钉墙、重力式挡墙或放坡等组合而成的支护结构。土层锚杆由设置于钻孔内、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。内支撑用钢或钢筋混凝土构件支撑基坑侧壁的结构体系。冠梁设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。腰梁设置在支护结构顶部以下传递支护结构与锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝土梁或钢梁。支点锚杆或内支撑对支护结构的水平约束点。支点刚度锚杆或内支撑对支护结构的水平作用力与其位移的比值。人工降水人为地降低基坑及周边一定范围内的地下水位。止水人为地采取措施以阻止地下水流入基坑内。止水帷幕用于阻止或减少基坑侧壁外及基坑底地下水流入基坑而采用的连续止水体。嵌固深度桩墙结构在基坑开挖面以下的埋置深度。地下水控制为保证工程施工及基坑周边环境安全而采取的集水明排、降水、止水或回灌措施。2.2 符号抗力和材料性能：土的不固结不排水粘聚力；土的不固结不排水内摩擦角；土的孔隙比；土的渗透系数；土的天然含水量；土的重力密度简称土的重度；水泥土墙的平均重度；、水泥土开挖龄期轴心抗压强度标准值、设计值；岩石饱和单轴抗压强度；、混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；、混凝土弯曲抗压强度标准值、设计值；、普通钢筋、预应力钢筋强度标准值；、普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；、预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值；基坑开挖面下点被动侧抗力标准值；第层土被动土压力系数；基坑开挖面以下土体刚度系数；锚杆轴向拉力标准值；构件的正截面受弯承载力设计值；受弯构件的截面刚度；作用和作用效应点主动侧荷载标准值；第层土主动土压力系数；组合轴向力设计值；组合弯矩设计值；组合剪力设计值；锚杆或内支撑水平荷载设计值；弯矩标准值；剪力标准值；第层支点力标准值；几何参数排桩中心距；基坑开挖深度；支护结构嵌固深度；桩身直径；墙身厚度；桩墙身截面面积；计算系数建筑基坑侧壁重要性系数。3 基本规定3.1 一般规定除特殊要求外,各种临时性支护结构均应保证安全和正常使用一年。对暴露时间超过一年的基坑,应考虑坑底长期积水软化等各种不利因素,采取相应的加强措施。根据建筑基坑工程实施可能造成的破坏后果,对基坑侧壁应按表确定其安全等级。表建筑基坑侧壁安全等级安全等级破坏后果基坑和环境条件一级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和工程施工影响很严重。1 开挖深度大于或等于10m;2 在三倍开挖深度范围内有重要建构筑物、重要管线和道路等市政设施；3 在一倍开挖深度范围内有基础埋深小于坑深的建筑物；4 基坑位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内；5 地下水埋深小于2m,支护深度范围内软土层厚度大于5m。二级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响一般,但对地下结构施工影响严重。除一级和三级以外的基坑工程。三级支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重。1 开挖深度小于6m；2 在周围3倍开挖深度范围无特殊要求保护的建构筑物、管线和道路等市政设施；3 地下水埋深大于5m,支护深度范围内软土层厚度小于2m。注1：凡符合基坑和环境条件中的一个条件即属于该侧壁安全等级,对同时满足不同安全等级条件的侧壁,应按基坑工程施工可能造成的破坏后果确定安全等级。注2：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。基坑工程应按规定进行支护结构的质量检测和开挖监测,并应根据支护结构质量检测和开挖监测的结果进行动态设计和信息化施工,确保基坑及周边环境的安全及正常使用。基坑支护工程的不可预见因素很多,风险性大,设计和施工应考虑的首要问题是确保基坑支护本身及周边环境的安全。负责勘察、设计、施工、检测与监测等项工作的有关单位在这一系统工程的实施过程中应做到互相配合,密切联系。3. 2设计规定支护结构设计前,应取得如下资料： 1 工程用地红线图、地下工程的平面和剖面图； 2 场地的工程地质和水文地质勘察报告； 3 基坑周边环境状况调查资料； 4 建筑物设计和施工对基坑支护结构的要求； 5 有关基坑工程施工条件的资料,如可供选择的施工技术、设备性能、施工季节、排水情况和施工期限等； 6 类似条件基坑工程规模、开挖深度、地质条件的实施效果和经验教训。基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。基坑支护结构极限状态可分下列两类： 1 承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、管涌导致支护结构和周边环境破坏； 2 正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响周边环境的正常使用。基坑支护结构应根据表选用侧壁重要性系数。表基坑侧壁重要性系数安全等级一级二级三级重要性系数1.101.000.90支护结构设计应符合以下原则： 1 满足边坡和支护结构稳定的要求：不应产生倾覆、滑移和整体或局部失稳；基坑底部不应产生隆起、管涌；锚杆不应抗拔失效；支撑系统不应失稳。 2 满足支护结构构件受荷后不应发生强度破坏； 3 控制降水引起的地基沉降不应对邻近建筑物或重要管线造成使用安全事故； 4 止水设计应控制因渗漏而引起的水土流失； 5 支护结构变形不应超过周边环境保护要求的允许值,当作为竖向承重结构时,还需满足竖向承重结构的变形要求。支护结构设计应考虑其结构水平变形及地下水位变化对周边环境的水平与竖向变形的影响。应根据周边环境的重要性,由变形的允许范围及土层性质等因素确定支护结构的水平变形值。除特殊要求外,支护结构的最大水平位移不宜超过表的允许值。表支护结构最大水平位移允许值安全等级支护结构最大水平位移允许值一级30mm二级60mm三级150mm基坑支护设计应包括下列内容： 1 支护体系的方案比较和选型； 2 保证基坑内外土体稳定的支护结构设计； 3 支护结构构件的承载力和变形,必要时进行裂缝宽度验算； 4 降水、止水方法的选择和要求； 5 开挖工序和开挖工况的安排和要求； 6 周边环境保护的要求； 7 支护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。类似基坑工程实施效果和经验,可用于本基坑支护的选型参考与对比设计。一、二级基坑支护设计应遵循动态设计与信息化施工相结合的原则。设计人员应根据施工过程中监测的反馈信息,及时对设计进行验证及修正,完善设计。基坑支护工程设计,应充分估计难以预见的复杂情况,预计事故发生的可能性,作好报警设计,提出可行的抢险加固措施。3.3 施工规定基坑施工前,监理单位或甲方与施工单位应会同设计人员进行设计图纸会审和技术交底。施工组织设计由施工单位编制,并经组织会审后方可进行施工。基坑开挖应连续施工,宜减少基坑暴露时间。施工单位必须做好基坑开挖监测配合工作,严格保护监控设施,根据监测结果进行信息化施工。监测结果达到或超过报警值时,必须采取经设计人员同意的有效控制措施才可进行基坑的下一步开挖施工。3.3.5 施工单位必须根据设计要求采取预防施工事故的措施,作好抢险加固的准备工作。3.3.6 施工结束后,必须提供完整的竣工报告。4 岩土工程勘察与环境调查4. 1 一般规定建筑基坑支护工程的岩土勘察宜与建筑地基岩土工程勘察同步进行,也可在建筑地基岩土工程勘察后,根据需要重点对基坑支护设计所需的项目进行补充岩土勘察。基坑支护工程的岩土勘察前,应取得建筑及基坑的平面图、岩土工程勘察任务书等；并详细了解基坑支护结构设计的意图,包括基坑设计深度、可能采用的支护结构体系等。勘察前应确定岩土勘探深度及勘探范围,编写好岩土工程勘察计划书。基坑支护的岩土勘察的任务应包括： l 查明基坑及周边的地层结构和岩土物理力学性质。 2 查明地下水类型、埋藏条件及透水层的渗透性,分析地下水对基坑支护工程的影响；提出可能采取的地下水控制措施；并评价其对已有建筑物及地面沉降的影响。 3 查明基坑周边的建筑物、给排水、供电供气线路系统,分析其对基坑侧壁侧向变形、地下水位变化等的适应能力,估计基坑支护可能对其产生的影响等。4.2 勘察与测试基坑支护工程岩土勘察应在基坑及周边均匀布点,有条件时应在基坑边线外13倍基坑开挖深度范围内布置勘探点,对支护结构可能采用锚杆时,应查明锚杆施工范围内的岩土条件。勘探点布置间距应根据地层复杂程度和基坑侧壁安全等级而定,可取1530m,但每剖面不宜少于3点,地层变化较大时,应增加勘探点,查明地层分布规律。4.2.3勘探深度不应小于基坑开挖深度的两倍或进入基坑底以下中风化或微风化岩层不应小于3m,如遇软土或降水设计需要,勘探深度尚应穿过软土层或透水层含水层,并到达隔水层。勘探必须查明地下填土、暗涌、强弱含水层、透镜状软土或砂层、承压含水层等,并应查明各含水层包括上层滞水、潜水、承压水的补给条件和水力联系,查明岩层的产状和走向。在所有的勘探点孔均应分层采取土工试验的土样,满足每一主要土层的重要土工试验不应少于6个数据的土样。取样时应减少对土样的扰动。对一、二级基坑支护工程除常规室内土工试验外,尚应进行标准贯入试验、钻孔抽水注水试验等原位测试。勘察必须查明下覆岩层的岩性、产状、埋深、风化程度,并采取岩石力学试验所需的岩样。抽水试验应合理布置水位观测孔、确定场地各含水层的渗透系数和渗透影响半径。岩土工程应包括以下测试参数： 1 土的常规物理力学试验指标； 2 直接剪切试验测试不排水、不固结快剪指标、； 3 室内或原位试验测试渗透系数； 4 岩石的天然和饱和单轴抗压强度指标,岩体质量等级； 5 土体变形模量； 6 特殊条件下,可根据实际情况选择其它适宜的土工试验或岩石力学试验方法测试的参数。XX地区各土层的不排水、不固结快剪指标、取值不宜大于附录B中相应、值的上限值。4. 3 环境调查应查明基坑周边24倍开挖深度范围内建构筑物的地上及地下结构类型、层数、基础类型及埋深、使用现状和质量情况。应查明基坑周边23倍基坑深度范围内的给排水、供电供气和通信等管线系统的分布、走向及其与基坑边线的距离,管线系统的材质、接头类型、管内流体压力大小、埋设时间等。应查明场地周围地表和地下水体的分布、水位标高、距基坑距离、补给与排泄关系,估计其对基坑工程可能造成的影响等。应查明基坑四周道路的距离、路宽、车流量及载重情况。应查明土坡、河渠情况及其与基坑的平面位置关系。4.4 勘察报告建筑基坑工程的岩土勘察报告应包括以下主要内容： 1 勘察的目的、要求和任务,场地的区域地质构造概述； 2 建筑及基坑工程概况； 3 基坑的周边环境调查情况,评价基坑开挖、支护、降水对环境影响程度,提出防治措施和有关监测建议； 4 分析场地的地层结构和岩土物理力学性质,提出计算参数取值及支护方式的选型； 5 水文地质条件,评价地下水对基坑支护设计、施工及使用的影响,提出地下水的控制方法及计算方法； 6 提出支护结构体系的设计和施工建议。基坑工程勘察报告应提供下列主要图表： 1 场地工程位置图,图上应注明勘探点、基坑边线、周边建筑物、道路、管线等的位置； 2 沿基坑边线的地质剖面图,当地质条件或环境复杂时,应有垂直基坑边线的地质剖面图,并注明基坑开挖底线； 3 各钻孔地质柱状图,图上应注明各主要土层的物理力学参数； 4 现场原位测试曲线及有关参数,室内试验成果表； 5 基坑支护结构设计的有关岩土工程计算表。5 支护结构水平荷载和抗力计算5.1 一般规定基坑支护结构设计应考虑下列荷载： 1 土压力及水压力； 2 地面堆积荷载及大型车辆的动、静荷载； 3 周边建构筑物的作用荷截； 4 施工荷载； 5 支护结构作为主体结构一部分时,上部结构的作用。土压力及水压力的计算应考虑下列影响因素： 1 土的物理力学性质； 2 地下水位及其变化。支护结构水平荷载标准值应按可靠的经验确定；当无可靠经验时,可按本章第5.2节规定进行计算。各类土宜按水土分算方法计算侧压力,有经验时,对粘性土、淤泥质土可按水土合算方法计算侧压力。5.1.5 土压力计算宜采用直接剪切试验的固结快剪、值,有经验时可采用其它参数。5. 2 水平荷载标准值对于碎石土、砂土,支护结构水平荷载标准值可按水土分算法用下列规定计算图。图水平荷载标准值计算图 1 当计算点位于地下水位以上时：-1 2 当计算点位于地下水位以下时：-2式中第层土的主动土压力系数,按本规定第条计算；作用于深度处的竖向应力标准值,按本规定第至条计算；第层土的粘聚力标准值；计算点深度；基坑外侧水位深度；基坑内侧水位深度；水的重度。当采用水土合算时,对于粘性土、粉土、淤泥及淤泥质土,支护结构水平荷载标准值可按下式计算。当按以上三式计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时,应取零。基坑外侧竖向应力标准值可按下式计算：-1式中土体自重产生的竖向应力；地面均布荷载在土中产生的竖向应力；地面局部荷载在土中产生的竖向应力。 1 计算点深度自重竖向应力 1计算点位于基坑开挖面以上时,用三角形分布模型计算,即-2式中深度以上土的加权平均天然重度,。 2计算点位于基坑开挖面以下时,用矩形分布模型计算,即-3式中基坑开挖深度；开挖面以上土的加权平均天然重度,；第层土的平均天然重度；第层土的厚度。 2 当支护结构外侧地面作用均布荷载时图-1,在基坑外侧任意深度产生的竖向应力标准值可按下式计算：图-1 地面均布荷载产生的竖向应力计算图-4 3 当距支护结构外侧地面作用宽度为的条形荷载时图-2,在基坑外侧深度任意范围内产生的竖向应力标准值可按下式计算：-5图-2 条形局部荷载产生的竖向应力计算图 4 复杂情况下的和,可按第、的规定进行计算。当距支护结构外侧地面作用有均布荷载时图,在基坑外侧任意深度产生的竖向应力标准值可按下式计算：图外侧均布荷载产生的竖向应力计算图对于局部放坡或坑中坑情况下图,在基坑外侧任意深度产生的竖向应力标准值可按下列规定计算： 1 -1 2 时,可不考虑边坡荷载的影响,取； 3 时,-2 4 当时,-3图上部有放坡时产生的竖向应力计算图距支护结构距离a有与支护结构平行的条形基础分布时图,其附加压力在基坑外侧任意深度范围内产生的竖向应力标准值可按下列规定计算： l 当时,可不考虑基础底面附加应力对支护结构的影响,； 2 当时式中基础底面处附加压力标准值；基础埋置深度；基础底面宽度；基础边距支护结构的距离。 3 当时,。图条形基础产生的竖向应力计算图距支护结构距离有与支护结构平行的矩形基础时图,其附加压力在基坑外侧任意深度范围内产生的竖向应力标准值可按下列规定计算： l 当时,； 2 当时 3 当时,。式中基础底面长度。基坑外侧土体有大面积开挖时图,在基坑外侧计算深度处竖向应力标准值可按下列规定计算： 1 当时-1式中深度以上土的加权平均天然重度。 2 当时-2式中墙后开挖面以上土的加权平均天然重度；墙后开挖面以下至计算点深度范围内土的加权平均天然重度。 3 当时-3图墙背开挖竖向应力计算图对于局部开挖或墙后土体有防空洞等复杂情况,在基坑外侧产生的竖向应力标准值,可根据以上各种应力进行迭加计算。5.2.11第层土的主动土压力系数,应按下式计算式中第层士的内摩擦角标准值。5.3 水平抗力标准值基坑内侧水平抗力标准值可按下列规定计算图： 1 对于砂土及碎石土,基坑内侧水平抗力标准值可按下列规定计算： 1当计算点位于地下水位以上时：-1 2当计算点位于地下水位以下时：-2式中作用于基坑底面以下深度处的第层土的竖向应力标准值,可按本规定第条规定计算；第层土的被动土压力系数,可按本规定第条确定； 2 对于粘性土及粉土,基坑内侧水平抗力标准值可按下式计算：-3图水平抗力标准值计算图作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值可按下式计算：式中深度以上土加权平均天然重度。第层土的被动土压力系数应按下式计算：6 支护结构设计6.1 支护结构分类与选型建筑基坑常用支护结构可根据其适用条件和不宜使用条件按表选用。常用支护结构适用条件和不宜使用条件表结构形式适用条件不宜使用条件放坡1、 基坑周边开阔,满足放坡条件；2、 允许基坑边土体有较大水平位移；3、 开挖面以上一定范围内无地下水或已经降水处理；4、 可独立或与其它结构组合使用。1、 淤泥和流塑土层；2、 地下水位高于开挖面且未经降水处理。土钉墙1、允许土体有较大位移；2、岩土条件较好；3、地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土、砂土；4、已经降水或止水处理的岩土；5、开挖深度不宜大于12m。1、土体为富含地下水的岩土层、含水砂土层,且未经降水、止水处理的；2、膨胀土等特殊性土层；3、基坑周边有需严格控制土体位移的建构筑物和地下管线。水泥土墙1、 开挖深度不宜大于7m,允许坑边土体有较大的位移；2、 填土、可塑流塑粘性土、粉土、粉细砂及松散的中、粗砂；3、 墙顶超载不大于20kPa。1、 周边无足够的施工场地；2、 周边建筑物、地下管线要求严格控制基坑位移变形；3、 墙深范围内存在富含有机质淤泥。悬臂开挖深度不宜大于8m。周边环境不允许基坑土体有较大水平位移。排桩桩锚1、 场地狭小且需深开挖；2、 周边环境对基坑土体的水平位移控制要求严格。1、 基坑周边不允许锚杆施工；2、 锚杆锚固段只能设在淤泥或土质较差的软土层。内撑1、场地狭小且需深开挖；2、周边环境对基坑土体的水平位移控制要求更严格；3、基坑周边不允许锚杆施工。地下连续墙适用于所有止水要求严格以及各类复杂土层的支护工程；适用于任何复杂周边环境的基坑支护工程悬臂或与锚杆联合使用的地下连续墙不宜使用与排桩相同支护结构应根据基坑开挖深度、工程地质与水文地质条件、场地条件、施工季节、进度要求、邻近建构筑物及地下障碍物的分布、地下结构的特点以及可能采用的施工手段,选择经济合理、安全可靠的单独或组合支护方案。缺乏经验时可参照表选择。支护方案选择参考表表基坑侧壁安全等级支护方案说明一级1、 地下连续墙加锚杆；2、 地下连续墙加内支撑；3、 地下连续墙加逆作法；4、 排桩加锚杆；5、 排桩加内支撑；6、 密排桩加逆作法；7、 组合式支护结构。1、 排桩包括人工挖孔桩、冲钻孔灌注桩、预制桩单排或双排、板桩钢板桩组合、异型钢组合、预制钢筋混凝土竖板组合；2、 排桩应有冠梁和腰梁结构；3、 地下连续墙可兼作永久结构和承重结构；4、 当基坑开挖面以上有地下水时,先用高压喷射注浆止水后,方可用挖孔排桩,且进行基坑内降水；5、 采用逆作法时,应有可靠的施工通风和照明等条件。二级1、地下连续墙加锚杆；2、地下连续墙加内支撑；3、 地下连续墙加逆作法；4、 悬臂式桩墙结构；5、 排桩加锚杆；6、 排桩加内支撑；7、 密排桩加逆作法；8、土钉墙或土钉墙加预应力锚杆；9、组合式支护结构；1、基坑开挖面以上有地下水时,采用土钉墙宜进行基坑外降水；采用排桩支护,应采取高压喷射注浆、深层搅拌止水等措施,且基坑内降水。2、对土钉墙,可采用预制桩、板桩、微型钢管桩、微型灌注桩加预应力锚杆来控制土体水平位移；局部土体放坡段应喷射混凝土护面或堆压砂包；三级1、放坡；2、土钉墙；3、深层搅拌水泥土挡墙；4、悬臂式排桩或单层锚杆钢板桩；1、高压喷射注浆、深层搅拌水泥土挡墙可采用壁式或格栅式；2、当基坑开挖面以上有地下水时,应于基坑内或基坑外降水；3、开挖深度较大时,宜采用分级放坡,并在分级之间留平台。6.2 混凝土支护结构圆形截面承载力设计支护桩、墙可按受弯构件设计,当同时受竖向荷载作用时可按弯压构件设计。沿截面周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面受弯构件图,其正截面承截力可按下列公式计算：-1-2式中构件截面面积,；全部纵向钢筋的截面面积；圆形截面的半径；纵向钢筋所在圆周的半径；对应于受压区混凝土截面面积的圆心角rad与的比值；纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值,当时,取；弯矩设计值。也可按式-3和式查附录D-1近似计算。图沿截面周边均匀配筋的圆形截面-3-4可根据附录D-1中的查得。注：该计算方法是在的条件下进行的,若不符合时,由该表求得乘以系数。沿截面受拉区和受压区周边配置局部纵向钢筋圆形截面受弯构件图,其正截面承载力可按下列公式计算：-1-2式中构件截面面积,；圆形截面的半径；受拉钢筋的形心半径；受压钢筋的形心半径；对应于受压区混凝土截面面积的圆周心角rad与的比值；受拉纵向钢筋的面积；受压纵向钢筋的面积；对应于受拉钢筋的圆心角rad与的比值,值宜在l/6到l/3之间选取,通常可取定值；对应于受压钢筋的圆心角与的比值,宜取；混凝土弯曲抗压强度设计值；纵向钢筋的抗拉、抗压强度设计值。也可按式-3和式查附录D-2近似计算。图沿截面周边配置局部纵向钢筋的圆形截面-3-4可根据附录D-2中的查得。注：1 该计算方法是在的条件下进行的,若不符合时,由该表求得乘以系数。 2 假定受拉钢筋对称分布在合力方向两边各45的范围内。按弯压构件设计时,有关计算按国家标准混凝土结构设计规范GBJ10-89规定进行。6. 3 放坡设计放坡应控制边坡高度和坡度,当土岩质比较均匀且坡底无地下水时,可根据经验或参照同类土岩体的稳定坡高和坡度确定,当无经验时可参照表确定。表放坡开挖允许高度及坡度序号场地岩土名称状态或风化程度允许坡高m允许坡度1硬质岩石微风化中等风化强风化1210810.1010.2010.2010.3510.3510.502软质岩石微风化中等风化强风化88810.3510.5010.5010.7510.7511.003砂土511.00基顶面无载重11.25基顶面有静载11.50基顶面有动载4粉土稍湿510.75基顶面无载重11.00基顶面有静载11.25基顶面有动载5粉质粘土坚硬硬塑可塑55410.33基顶面无载重10.50基顶面有静载10.75基顶面有动载11.0011.25基顶面无载重11.2511.50基顶面无载重6粘土坚硬硬塑可塑55410.3310.7511.0011.2511.2511.507杂填土中密、密实的建筑垃圾土510.7511.00注： 1 硬质岩石：新鲜岩石饱和单轴抗压强度大于或等于30MPa,如花岗岩、片麻岩等； 2 软质岩石：新鲜岩石饱和单轴抗压强度小于30MPa,如泥岩、页岩等。 3 当基顶面作用静载或动载时,应按条验算,验算坡度大于表中数值时,应按表中数值确定坡度。当放坡高度大于表允许值时,应采用分级放坡并设置过渡平台。土质边坡的过渡平台宽度宜为1.02.0m,岩石边坡的过渡平台宽度不宜小于0.5m。当基坑周边为密实的粘性土、风化岩以及其它良好土质,且基坑深度小于2m时,可采用垂直开挖。6.3.4 遇到下列情况之一时,应按条进行边坡稳定性验算：1 坡顶有堆积荷载和动载； 2 边坡高度和坡度超过表允许值； 3 有软弱结构面的倾斜地层； 4 岩层和主要结构层面的倾斜方向与边坡开挖面倾斜方向一致,且二者走向的夹角小于45。土质边坡宜按圆弧滑动简单条分法验算；岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。6.4 土钉墙设计土钉墙宜按下列步骤进行设计： 1 根据工程类比和工程经验,设计土钉墙结构各部分尺寸和材料参数,包括： 1土钉的直径、长度、间距、倾角； 2土钉材料、注浆材料等。 2 整体稳定性分析； 3 土钉抗拔承载力计算； 4 面层设计； 5 坡面设计与构造规定； 6 对需严格控制周边土体位移的基坑应进行支护变形估算； 7 根据施工过程中获得的监测数据和发现的问题及时反馈设计。土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下最危险滑动面采用圆弧滑动简单条分法图按下式进行整体稳定性验算：图稳定性分析计算简图1一喷射混凝土面层 2一土钉式中滑动体分条数；滑动体内土钉数；基坑侧壁重要性系数；第分条土重,滑裂面位于粘性土或粉土中时,按上覆土层的饱和土重计算；滑裂面位于砂土或碎石类土中时,按上覆土层的浮重度计算；第分条宽度；第分条滑裂面处土体不固结快剪粘聚力标准值；第分条滑裂面处土体不固结快剪内摩擦角标准值；第分条滑裂面中点切线与水平面夹角；土钉与水平面之间的夹角；第分条滑裂面弧长；计算滑动体单元厚度；第根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拔力,可按本规定第条确定。在下列情况下,土钉墙应按第条进行整体稳定性验算： l 基坑开挖到各作业面深度时,还未设置该层作业面土钉时的稳定性分析； 2 支护完成后,最危险滑裂面通过基坑底部的整体稳定性分析； 3 当基坑开挖深度范围内存在软弱夹层时,沿软弱夹层进行稳定性分析。单根土钉抗拔承载力计算应符合下式：-1式中第根土钉受拉荷载标准值kN,按条确定；第根土钉直径m；土钉与土体的粘结强度标准值;第根土钉破裂面外土钉长度m。土钉与土体的粘结强度标准值应由现场试验确定；如无试验资料,可按本规定表-1、表和按式确定,应取二者中较小值：-2式中孔壁土压力系数,可取1；第j根土钉破裂面外长度中点处土层埋深m；第j根土钉破裂面外土体粘聚力,取厚度加权平均值kPa；第j根土钉破裂面外土体内摩擦角,取厚度加权平均值。土钉由土体自重及附加荷载引起的受拉荷载标准值按下式计算：-1式中、第根土钉相邻其它土钉的水平、垂直间距m；第根土钉位置处主动侧压力标准值kN,按5.2节确定；第根土钉与水平面的夹角；荷载折减系数。荷载折减系数可按下式计算：-2式中土钉墙面与水平面的夹角；破裂面与水平面夹角图,取。图土钉抗拔承载力计算图1一喷射混凝土面层 2一土钉 3最危险滑裂面第根土钉极限抗拔力可按下式计算：土钉的配筋面积可按下式计算：式中土钉受拉荷载标准值N；第根土钉配筋的面积,锚管土钉要考虑注浆孔对管壁面积的削弱作用；第根土钉筋体受拉强度设计值,按混凝土结构设计规范GBJ10-89取用。面层可按下列方法进行设计： l 第根土钉与相邻土钉间距范围内面层所受水平荷载平均值取第根土钉长度中点的埋深,按5.2节计算。 2 喷射混凝土面层可近似按长宽分别为、受均布荷载的双向四边简支板进行设计。 3 第根土钉端部拉力标准值可按下式计算：土钉与面层的连接应能承受土钉端部拉力的作用,且应验算面层连接处混凝土局部抗压强度。土钉墙的坡面设计与构造应符合下列规定： 1 土钉墙墙面坡角不宜大于85。 2 土钉与水平面之间的夹角宜为525。 3 沿筋体每隔23m宜设一个对中支架。 4 顶层土钉长度与基坑深度之比宜为1.01.5。 5 土钉的间距宜为1.02.0m,可采用网格或梅花形布置。 6 土钉筋体材料宜采用单根直径为1632mm的级或级钢筋,亦可采用多根钢筋,直径宜为1216mm。 7 对成孔困难的地层,土钉筋体宜用锚管代替钢筋： 1锚管可采用普通钢管,外径不宜小于48mm,壁厚不宜小于3.5mm。 2锚管内端头宜制成锥形。 3锚管连按宜采用对焊,接头处应拼焊不少于3根f6的加强筋。 4锚管管壁应设置出浆孔,间距宜为200500mm,直径宜为710mm,出浆孔处可加焊倒刺形等边角钢,靠近锚管外端头1.02.0m距离内不应设出浆孔。 8 土钉钻孔直径宜为70150mm。 9 注浆材料宜采用水泥净浆或水泥砂浆,强度不宜低于15MPa。 10 土钉应与面层有效连接,可采用以下几种连接方法： 1对重要工程或面层受力较大时,土钉筋体头部应加工螺纹,通过螺母、垫板施加预应力,预应力大小可为土钉拉力设计值的1020图a。 2将土钉筋体通过井字形钢筋网长300mm,直径不小于16mm焊接固定到面层钢筋网上,再在土钉筋体端部两侧分别沿长度方向焊上100mm长与筋体同直径的锁定筋,图b。 3面层受力不大时,图b所示连接方式可不加锁定筋。 4锚管头部应通过加焊加强筋与面层有效连接。 5土钉筋体采用钢筋束时,钢筋束伸出面层长度不宜小于500mm,然后将钢筋束向四周弯曲,并绑扎在钢筋网上。图土钉与面层的连接1垫块 2螺母 3喷射混凝土 4钢筋网 5土钉钻孔6土钉钢筋 7钢垫板 8锁定筋 9井字形钢筋 11 喷射混凝土面层厚度不宜小于80mm,设计强度等级不宜小于C20； 12 喷射混凝土面层中应配置钢筋网,钢筋直径宜为610mm,间距宜为150300mm； 13 坡面上下钢筋网搭接长度应大于300mm,加强筋宜采用f16螺纹钢筋,间距与土钉间距同,加强钢筋应采用焊接连接。 14 土钉墙墙顶应做砂浆或混凝土护面,墙顶和墙脚应采取排水措施,在面层上可根据具体情况设置泄水孔。在设计中可采用下列控制墙体变形措施： 1 减少分层、分段作业的深度和长度,尽量缩短开挖与支护的施工间隔； 2 加大软弱土层中土钉的长度；3 土钉与面层的连接采用图a的做法,或在适当位置施加预应力。当施加预应力时,该根土钉端部拉力标准值可按下式计算：式中按5.2节规定计算；该根土钉所施加的预应力值。 4 在开挖前,对开挖面土体进行超前加固：1） 对变形控制要求较高时,可在开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩图： a超前微型桩可用无缝钢管,直径宜为48150mm,间距不宜大于1m。 b微型桩进入基坑底部以下宜为13m； c直径大于100mm的微型桩宜在距孔底1/3孔深范围内的管壁上设置注浆孔,注浆孔径1015mm,间距400500mm。 d超前微型桩应与钢筋网的加强筋焊接,使二者连成整体。图超前竖向微型桩1钢筋网喷射混凝土面层 2微型桩 3土钉 2对某开挖土层自稳时间太短而不能及时完成本层支护时,宜在开挖本土层前,进行超前支护：a) 对垂直基坑,超前土钉与坑壁的夹角宜为510；对有一定坡度的基坑,超前土钉宜垂直打人；b) 超前土钉的长度不宜小于该层开挖深度的两倍,间距宜取300500mm；c) 超前支护土钉材料可采用角钢、槽钢、钢管、螺纹钢筋、预应力钢筋、混凝土杆件、木桩、竹桩等。 d超前土钉的上部应与已完成的支护连成一体。 5 分层设置预应力锚杆。使用预应力锚杆时应设置腰梁或足够大的承压板,此时应对面层的抗剪承载力进行验算。土钉墙水平位移宜根据数值计算方法结合可靠的经验进行估算。当无经验时,对简单情况可用下式估算土钉墙面任意深度z处的水平位移：-1式中,为深度处所对应土层的泊松比,可参考附录B取值；、深度处以上第层土的重度及对应土层厚度；基坑顶面超载；深度以上第层土的变形模量MPa；可参照-2式确定；基坑开挖深度；开挖前地下稳定水位。土的变形模量按下列公式计算：=2.27N -2式中 N标准贯入试验击数。图土钉墙水平位移计算图5 分层设置预应力锚杆。使用预应力锚杆时应设置腰梁或足够大的承压板,此时应对面层的抗剪承载力进行验算。土钉墙水平位移宜根据数值计算方法结合可靠的经验进行计算。6.5 排桩结构设计排桩支护结构设计内容应包括确定桩的嵌固深度和截面尺寸、桩的内力与变形计算、桩的承载力计算及构件和节点的构造设计、验算等。悬臂式排桩嵌固深度计算值可按下式条件确定图。式中基坑外侧第层土水平荷载标准值的合力；基坑内侧第层土水平抗力标准值的合力；、分别为、作用点至桩底的距离。图悬臂式排桩结构嵌固深度计算简图单层支点排桩结构支点力及嵌固深度计算值可按下列步骤确定图： l 基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离可按下条件式确定：-1 2 支点力可按下式计算：-2式中水平荷载标准值；水平抗力标准值；设定弯矩零点位置以上基坑外侧土第层水平荷载标准值的合力；合力作用点至设定弯矩零点的距离；设定弯矩零点位置以上基坑内侧土第层水平抗力标准值的合力；合力作用点至设定弯矩零点的距离；支点至基坑底面的距离；基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。图单层支点排桩结构支点力及嵌固深度计算简图 3 嵌固深度计算值可按下式确定：-3多层支点排桩支点力及嵌固