建筑基坑支护规程.docx
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建筑基坑支护规程
建筑基坑支护规程
自1999-9-1起执行
【颁布单位】:
建设部
【发文号】:
建标[1999]56号
【颁布日期】:
1999年3月4日
【实施日期】:
1999年9月1日
【标 题】:
建筑基坑支护技术规程
1总那么
1.0.1为了在建筑基坑支护设计与施工中做到技术先进、经济合理、确保基坑边坡稳固、基坑周围建筑物、道路及地下设施安全,制定本规程。
1.0.2本规程适用于一样地质条件下的建筑物和一样构筑物的基坑工程勘察、支护设计、施工、检测及基坑开挖与监控。
关于膨胀土和湿陷性黄土等专门地质条件地区应结合当地工程体会应用。
1.0.3基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素,做到因地制宜,因时制宜,合理设计、精心施工、严格监控。
1.0.4基坑支护工程除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行的有关标准、规范和规程的规定。
2术语、符号
2.1术语
2.1.1建筑基坑buildingfoundationpit
为进行建筑物〔包括构筑物〕基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。
2.1.2基坑侧壁sideoffoundationpit
构成建筑基坑围体的某一侧面。
2.1.3基坑周边环境Surroundingsaroundfoundationpit
基坑开挖阻碍范畴内包括既有建〔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。
2.1.4基坑支护retainingandprotectingforfoundationexcavation
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纳的支挡、加固与爱护措施。
2.1.5排桩pilesinrow
以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。
2.1.6地下连续墙diaphragm
用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。
2.1.7水泥土墙cement–soilwall
由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构。
2.1.8土钉墙soilnailingwall
采纳土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。
2.1.9土层锚杆soilanchor
由设置于钻孔内、端部伸入稳固土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。
2.1.10支撑体系bracingsystem
由钢或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。
2.1.11冠梁topbeam
设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。
2.1.12腰梁middlebeam
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。
2.1.13支点fulcrum
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stiffnesscoefficientoffulcrumbearing
锚杆或支撑体系对支护结构的水平向反作用力与其位移的比值。
2.1.15嵌固深度embeddeddepth
桩墙结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。
2.1.16嵌固深度设计值designvalueofembeddeddepth
依照基坑侧壁安全等级及支护结构验算条件确定的支护结构嵌固深度的设计值。
2.1.17地下水操纵groundwatercontrolling
为保证支护结构施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。
2.1.18截水帷幕curtainforcuttingofwater
用于阻截与减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采纳的连续止水体。
2.2符号
2.2.1抗力和材料性能
Gk——土的粘聚力标准值;
ψk——土的内摩擦角标准值;
e——土的孔隙比;
k——土的渗透系数;
w——土的天然含水量;
r——土的重力密度〔简称土的重度〕;
rk——水泥土墙的平均重度;
fcsk、fcs——水泥土开挖龄期轴心抗压强度标准值、设计值;
m——地基土水平抗力系数的比例系数;
fck、fc——混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;
fcmk、fcm——混凝土弯曲抗压强度标准值、设计值;
fyk、fpyk——一般钢筋、预应力钢筋抗拉强度标准值;
fy、fy——一般钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
fpy、fpy——预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
epjk——基坑开挖面下j点水平抗力标准值;
Kpi——第i层土被动土压力系数;
kTi——第i支点的支点刚度系数〔弹簧〕系数;
ksi——基坑开挖面以下土体弹簧系数;
Nu——锚杆轴向受拉承载力设计值。
2.2.2作用和作用效应
eajk——j点水平荷载标准值;
Kai——第i层土主动土压力系数;
Mc——弯矩运算值;
Vc——剪力运算值;
Tcj——第j层支点力运算值;
N——轴向力设计值;
M——弯矩设计值;
V——剪力设计值;
Td——锚杆或内支撑支点力设计值。
2.2.3几何参数
sa——排桩中心距;
h——基坑开挖深度;
hd——支护结构嵌固深度设计值;
d——桩身设计直径;
b——墙身厚度;
A——桩〔墙〕身截面面积。
2.2.4运算系数
r0——建筑基坑侧壁重要性系数。
3差不多规定
3.1设计原那么
3.1.1基坑支护结构应采纳以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。
3.1.2基坑支护结构极限状态可分为以下两类:
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、过大变形导致结构或基坑周边环境破坏;
2.正常使用极限状态:
对应于支护结构的变形已阻碍地下结构施工或阻碍基坑周边环境的正确使用功能。
3.1.3基坑支护结构设计应依照表3.1.3选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。
基坑侧壁安全等级及重要性系数表3.1.3
注:
有专门要求的建筑基坑侧壁安全等级可依照具体情形另行确定。
3.1.4支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的阻碍,关于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁,应依照周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。
3.1.5当场地内有地下水时,应依照场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情形和支护结构与基础型式等因素,确定地下水操纵方法。
当场地周边有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时,应对基坑采取爱护措施。
3.1.6依照承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求,基坑支护应按以下规定进行运算和验算:
1.基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的运算,运算内容应包括:
1〕依照基坑支护形式及其受力特点进行土体稳固性运算;
2〕基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力运算;
3〕当有锚杆或支撑时,应对其进行承载力运算和稳固性验算。
2.关于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。
3.地下水操纵运算和验算:
1〕抗渗透稳固性验算:
2〕基坑底突涌稳固性验算;
3〕依照支护结构设计要求进行地下水位操纵运算。
3.1.7基坑支护设计内容应包括对支护结构运算和验算、质量检测及施工监控的要求。
3.1.8当有条件时,基坑应采纳局部或全部放坡开挖,放坡坡度应满足其稳固性要求。
3.2勘察要求
3.2.1在主体建筑地基的初步勘察时期,应依照岩土工程条件,搜集工程地质和水文地质资料,并进行工程地质调查,必要时可进行少量的补充勘察和室内试验,提出基坑支护的建议方案。
3.2.2在建筑地基详细勘察时期,对需要支护的工程宜按以下要求进行勘察工作:
1.勘察范畴应依照开挖深度及场地的岩土工程条件确定,并宜在开挖边界外按开挖深度的1~2倍范畴内布置勘探点,当开挖边界外无法布置勘探点时,应通过调查取得相应资料。
关于软土,勘察范畴尚宜扩大;
2.基坑周边勘探点的深度应依照基坑支护结构设计要求确定,不宜小于1倍开挖深度,软土地区应穿越软土层;
3.勘探点间距应视地层条件而定,可在15~30m内选择,地层变化较大时,应增加勘探点,查明分布规律。
3.2.3场地水文地质勘察应达到以下要求;
1.查明开挖范畴及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情形,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;
2.测量场地各含水层的渗透系数和渗透阻碍半径;
3.分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的阻碍,提出应采取的措施。
3.2.4岩土工程测试参数宜包含以下内容:
1.土的常规物理试验指标;
2.土的抗剪强度指标;
3.室内或原位试验测试土的渗透系数;
4.专门条件下应依照实际情形选择其它适宜的试验方法测试设计所需参数。
3.2.5基坑周边环境勘查应包括以下内容:
1.查明阻碍范畴内建〔构〕筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状;
2.查明基坑周边的各类地下设施,包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状;
3.查明场地周边和邻近地区地表水汇流、排泻情形,地下水管渗漏情形以及对基坑开挖的阻碍程度;
4.查明基坑四周道路的距离及车辆载重情形。
3.2.6在取得勘察资料的基础上,针对基坑特点,应提出解决以下问题的建议:
1.分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质;
2.地下水的操纵方法及运算参数;
3.施工中应进行的现场监测项目;
4.基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。
3.3支护结构选型
3.3.1支护结构可依照基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件,按表3.3.1选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采纳上述型式的组合。
支护结构选型表表3.3.1
3.3.2支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点,要用有利支护结构材料受力性状的型式。
3.3.3软土场地可采纳深层搅拌、注浆、间隔或全部加固等方法对局部或整个基坑底土进行加固,或采纳降水措施提高基坑内侧被动抗力。
3.4水平荷载标准值
3.4.1支护结构水平荷载标准值eajk应按当地可靠体会确定,当无体会时可按以下规定运算
1.关于碎石土及砂土:
3.5水平抗力标准值
3.5.1基坑内侧水平抗力标准值epjk宜按以下规定运算:
3.5.2作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值σpjk可按下式运算:
σpjk=rmjzj〔3.5.2〕
式中rmj——深度zj以上土的加权平均天然重度。
3.5.3第i层的被动土压力系数应按下式运算:
3.6质量检测
3.6.1支护结构施工及使用的原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验。
3.6.2对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结构应进行质量检测。
3.6.3检测工作终止后应提交包括以下内容的质量检测报告:
1.检测点分布图;
2.检测方法与仪器设备型号;
3.资料整理及分析方法;
4.结论及处理意见。
3.7基坑开挖
3.7.1基坑开挖应依照支护结构设计、降排水要求,确定开挖方案。
3.7.2基坑边界周围地面应设排水沟,且应幸免漏水、渗水进入坑内;放坡开挖时,应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。
3.7.3基坑周边严禁超堆荷载。
3.7.4软土基坑必须分层均衡开挖,层高不宜超过1m。
3.7.5基坑开挖过程中,应采取措施防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。
3.7.6发生专门情形时,应赶忙停止挖土,并应赶忙查清缘故和采取措施,方能连续挖土。
3.7.7开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。
3.7.8地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。
3.8开挖监控
3.8.1基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案,监控方案应包括监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序治理和记录制度以及信息反馈系统等。
3.8.2监测点的布置应满足监控要求,从基坑边缘以外1~2倍开挖深度范畴内的需要爱护物体均应作为监控对象。
3.8.3基坑工程监测项目可按表3.8.3选择。
基坑监测项目表表3.8.3
3.8.4位移观测基准点数量许多于两点,且应设在阻碍范畴以外。
3.8.5监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次。
3.8.6基坑监测项目的监控报警值应依照监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。
3.8.7各项监测的时刻间隔可依照施工进程确定。
当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数。
当有事故征兆时,应连续监测。
3.8.8基坑开挖监测过程中,应依照设计要求提交时期性监测结果报告。
工程终止时应提交完整的监测报告,报告内容应包括:
1.工程概况;
2.监测项目和各测点的平面和立面布置图;
3.采纳仪器设备和监测方法;
4.监测数据处理方法和监测结果过程曲线;
5.监测结果评判。
4排桩、地下连续墙
4.1嵌固深度运算
4.1.1排桩、地下连续墙嵌固深度设计值宜按以下规定确定:
1.悬臂式支护结构嵌固深度设计值hd宜按下式确定〔图4.1.1-1〕:
hpΣEpj-1.2r0haΣEai≥0〔4.1.1-1〕
式中ΣEpj——桩、墙底以上依照本规程第35节确定的基坑内侧各土层水平抗力标准值epjk的合力之和;
hp——合力ΣEpj作用点至桩、墙底的距离;
ΣEai——桩、墙底以上依照本规程第3.4节确定的基坑外侧各土层水平荷载标准值eaik的合力之和;
ha——合力ΣEai作用点至桩、墙底的距离。
2.单层支点支护结构支点力及嵌固深度设计值hd宜按以下规定运算〔图4.1.1-2〕
1〕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hd可按下式确定〔图4.1.1-2〕;
ealk=eplk〔4.1.1-2〕
2〕支点力Tcl可按下式运算:
3〕嵌固深度设计值hd可按下式确定〔图4.1.1-3〕:
hpΣEpj+Tcl〔hTl+hd〕-1.2r0haΣEai≥0〔4.1.1-4〕
3.多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度设计值hd宜按本规程附录A圆弧滑动简单条分法确定。
4.1.2当按上述方法确定的悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值hd<0.3h时,宜取hd=0.3h;多支点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h时,宜取hd=0.2h。
4.1.3当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时,侧向截水的排桩、地下连续墙除应满足本章上述规定外,嵌固深度设计值尚应满足式〔4.1.3〕抗渗透稳固条件:
hd≥1.2r0〔h-hwa〕
4.2结构运算
4.2.1排桩、地下连续墙可依照受力条件分段按平面问题运算,排桩水平荷载运算宽度可取排桩的中心距;地下连续墙可取单位宽度或一个墙段。
4.2.2结构内力与变形运算值、支点力运算值应依照基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按以下规定运算:
1.宜按本规程附录B的弹性支点法运算,支点刚度系数kT及地基土水平抗力系m应按地区体会取值,当缺乏地区体会时可按本规程附录C确定;
2.悬臂及单层支点结构的支点力运算值Tcl、截面弯矩运算值Mc、剪力运算值Vc也可按本规程第4.1.1条的静力平稳条件确定〔图4.1.1-1~图4.1.1-3〕。
4.2.3结构内力及支点力的设计值应按以下规定运算:
1.截面弯矩设计值M
M=1.25r0Mc〔4.2.3-1〕
式中Mc——截面弯矩运算值,可按本规程第4.2.2条规定运算。
2.截面剪力设计值V
V=1.25r0Vc〔4.2.3-2〕
式中Vc——截面剪力运算值,可按本规程第4.2.2条规定运算。
3.支点结构第j层支点力设计值Tdj:
Tdj=1.25r0Tcj〔4.2.3-3〕
式中Tcj——第j层支点力运算值,可按本规程第4.2.2条规定运算。
4.3截面承载力运算
4.3.1排桩、地下连续墙及支撑体系混凝土结构的承载力应按以下规定运算:
1.正截面受弯及斜截面受剪承载力运算以及纵向钢筋、箍筋的构造要求,应符合现行国家标准«混凝土结构设计规范»GBJ10—89的有关规定;
2.圆形截面正截面受弯承载力应按本规程附录D的规定运算,正截面弯矩设计值可按第4.2.3条规定确定。
4.4锚杆运算
4.4.1锚杆承载力运算应符合下式规定:
Td≤Nucosθ〔4.4.1〕
式中Td——锚杆水平拉力设计值,按本规程第4.2.3条规定运算;
Nu——锚杆轴向受拉承载力设计值,按本规程第4.4.3条规定;
θ——锚杆与水平面的倾角。
4.4.2锚杆杆体的截面面积应按以下公式确定:
4.4.3锚杆轴向受拉承载力设计值应安以下规定确定:
1.安全等级为一级及缺乏地区体会的二级基坑侧壁,应按本规程附录E进行锚标的差不多试验,锚杆轴向受拉承载力设计值可取差不多试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数rs,受拉抗力分项系数可取1.3。
2.基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程体会时,可按下式运算锚杆轴向受拉承载力设计值,并应按本规程附录E要求进行锚杆验收试验:
3.关于基坑塑性指数大于17的粘性土层中的锚杆应进行蠕变试验。
锚杆蠕变试验可按附录E规定进行;
4.基坑侧壁安全等级为三级时,可按本规程式〔4.4.3〕确定锚杆轴向受拉承载力设计值。
土体与锚固体极限摩阻力标准值表4.4.3
注:
表中qsik系采纳直孔一次常压灌浆工艺运算值;当采纳二次灌浆、扩孔工艺时可适当提高。
4.4.4锚杆自由段长度lf宜按下式运算〔图4.4.4〕:
4.4.5锚杆预加力值〔锁定值〕应依照地层条件及支护结构变形要求确定,宜取为锚杆轴向受拉承载力设计值的0.50~0.65倍。
4.5支撑体系运算
4.5.1支撑体系结构构件内力可按以下规定运算:
1.支撑体系〔含具有一定刚度的冠梁〕或其与锚杆混合的支撑体系应按支撑体系与排桩、地下连续墙的空间作用协同分析方法,运算支撑体系及排桩或地下连续墙的内力与变形;
2.支撑体系竖向荷载设计值应包括构件自重及施工荷载,构件的弯矩、剪力可按多跨连续梁运算,运算跨度取相邻立柱中心距;
3.当基坑形状接近矩形且基坑对边条件相近时,支点水平荷载可沿腰梁、冠梁长度方向分段简化为均布荷载,水平荷载设计值应按本规程第4.2节支点水平力设计值确定,对撑构件轴向力可近似取水平荷载设计值乘以支撑点中心距;腰梁内力可按多跨连续梁运算,运算跨度取相邻支撑点中心距。
4.5.2支撑构件的受压运算长度可按以下方法确定:
1.当水平平面支撑交汇点设置竖向立柱时,在竖向平面内的受压运算长度取相邻两立柱的中心距,在水平平面内的受压运算长度取与该支撑相交的相邻横向水平支撑的中心距。
当支撑交汇点不在同一水平面时,其受压运算长度应取与该支撑相交的相邻横向水平支撑或联系构件中心距的1.5倍。
2.当水平平面支撑交汇点处未设置立柱时,在竖向平面内的受压运算长度取支撑的全长。
3.钢支撑尚应考虑构件安装误差产生的偏心弯矩作用,偏心距可取支撑运算长度的1/1000。
4.5.3立柱运算应符合以下规定;
1.立柱内力宜依照支撑条件按空间框架运算;也可按轴心受压构件运算,轴向力设计值可按以下体会公式确定:
2.各层水平支撑间的立柱受压运算长度可按各层水平支撑间距运算;最下层水平支撑下的立柱受压运算长度可按底层高度加5倍立柱直径或边长。
3.立柱基础应满足抗压和抗拔的要求,并应考虑基坑回弹的阻碍。
4.5.4支撑预加压力值不宜大于支撑力设计值的0.4~0.6倍。
4.6构造
4.6.1悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm,桩间距应依照排桩受力及桩间土稳固条件确定。
4.6.2排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接,冠梁宽度〔水平方向〕不宜小于桩径,冠梁高度〔竖直方向〕不宜小于400mm。
排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20;当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。
4.6.3基坑开挖后,排桩的桩间土防护可采纳钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法,当桩间渗水时,应在护面设泄水孔。
当基坑面在实际地下水位以上且土质较好,暴露时刻较短时,可不对桩间土进行防护处理。
4.6.4悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于600mm,地下连续墙顶中应设置风筋混凝土冠梁,冠梁宽度不宜小于地下连续墙厚度,高度不宜小于400mm。
4.6.5水下灌注混凝土地下连续墙混凝土强度等级宜大于C20,地下连续墙作为地下室外墙时还应满足抗渗要求。
4.6.6地下连续墙的受力钢筋应采纳Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,直径不宜小于φ20。
构造钢筋宜采纳Ⅰ级钢筋,直径不宜小于φ16。
净爱护层不宜小于70mm,构造筋间距宜为200~300mm。
4.6.7地下连续墙段之间的连接接头形式,在墙段间对整体刚度或防渗有专门要求时,应采纳钢性、半刚性连接接头。
4.6.8地下连续墙与地下室结构的钢筋连接可采纳在地下连续墙内预埋钢筋、接驳器、钢板等,预埋钢筋宜采纳Ⅰ级钢筋,连接钢筋直径大于20mm时,宜采纳接驳器连接。
4.6.9锚杆长度设计应符合以下规定:
1.锚杆自由段长度不宜小于5m并应超过潜在滑裂面1.5m;
2.土层锚杆锚固段长度不宜小于4m;
3.锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和,外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求。
4.6.10锚杆布置应符合以下规定:
1.锚杆上下排垂直间距不宜小于2.0m,水平间距不宜小于1.5m;
2.锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m;
3.锚杆倾角宜为15°~25°,且不应大于45°。
4.6.11沿锚杆轴线方向每隔1.5~2.0m宜设置一个定