深基坑支护工程设计施工要点.docx

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深基坑支护工程设计施工要点

深基坑支护工程设计施工

若干要点

1.深基坑和深基坑工程的定义1

1.1深基坑1

1.2深基坑工程1

2.深基坑工程的特点2

2.1深基坑向大深度、大面积方向发展2

2.2深基坑工程施工条件差2

2.3造价高2

2.4事故多2

2.5理论计算与实际情况差距大2

2.6随机多变2

3.深基坑支护工程设计的若干要点3

3.1基坑侧壁安全等级及重要性系数3

3.2基坑支护工程有效期3

3.3基坑支护工程设计基础资料3

3.4基坑支护设计原则3

3.5基坑支护工程强制条文6

3.6设计计算7

3.7设计图件8

3.8基坑监测8

4．深基坑施工方案内部审查要求（见表7）8

5.深基坑支护工程实例10

1.深基坑和深基坑工程的定义

1.1深基坑——是指按《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001）规定的深基坑工程安全等级为一级的基坑（见表1）。

表1基坑工程的安全等级

坡顶建筑物距基坑

边线的距离

坡顶建（构）筑物重要性

H≥12m

S≤H＜12m

H＜5m

S＜0.5H

重要

一

一般

一

二

次要

一

三

0.5H≤S＜H

重要

一

二

一般

一

二

次要

二

三

H≤S＜1.5H

重要

一

二

一般

二

三

次要

二

三

基坑边坡无建筑物或S≤1.5H

一

二

三

基坑边坡影响范围内建（构）筑物的重要性划分：

（1）重要：

四层及四层以上建筑物，低于四层的重要建筑物、重要管线和地下设施等。

（2）一般：

二~三层的一般建（构）筑物。

（3）次要：

单层建筑物、临时建筑物或其它次要设施。

表1中，按三个因素（基坑深度、建筑物距基坑边线的距离及坡顶建（构）筑物重要性等级）综合起来对基坑安全等级进行规定。

1.1.1从基坑深度看：

H≥12m，均为一级基坑；H＜5m，S＜0.5H时为一级基坑；S≤H＜12m时：

H≤S＜1.5H分布有重要建筑物,0.5H≤S＜H分布有重要和一般建筑物，S＜0.5H分布有任何建筑物（包括临时建筑物等次要建筑物），应确定为一级基坑。

1.1.2从基坑坡顶建（构）筑物重要性等级看：

4F是时重要建筑物和一般性建筑物划分的界线；低于4F的重要建筑物系指的历史文物和近代等需要严加保护的建筑；按《深圳地区建筑深基坑支护技术规程》（SJG05-96）

表3.0.3注2，重要管线是指破坏后果严重或很严重的管线，如压力水、煤气、影响面大的通讯电缆等。

1.2深基坑工程——包括基坑工程地质勘察、降水设计及施工、护壁设计及施工、土方开挖、基坑安全和周围环境的监测、检测等内容。

这就是深基坑工程专项施工组织设计的内容，其中包括基坑边坡支护应急预案。

2.深基坑工程的特点

深基坑工程具有以下六个特点:

（1）开挖深度大

（2）施工条件差

（3）造价高

（4）事故多

（5）理论与实际差距大

（6）随机多变

2.1深基坑向大深度、大面积方向发展

据前些年不完全统计，国内基坑最大深度为：

32m（工业，宝钢热轧铁皮坑）、28m（地铁，成都天府广场地铁）、26.45m（市政，上海彭越浦泵站，世界第二大污水站）、27.0m（高层建筑，北京经贸大厦）、最大面积为23m×660m（地铁，上海徐汇地铁车站，亚洲最大）、275×182m（高层建筑）。

2.2深基坑工程施工条件差

深基坑工程在城市密集的建筑群中施工，场地十分狭窄，施工开挖十分困难。

2.3造价高

深基坑工程造价高，一旦发生事故其处理费用高，且后果严重。

2.4事故多

深基坑开挖引发事故多，特别是在软土地区高水位地基中，膨胀性地基中开挖容易发生事故，且发生突然，对周边环境安全影响很大。

2.5理论计算与实际情况差距大

深基坑开挖与支护和许多因素有关，涉及多学科，理论计算与实际情况差距大，有待完善与解决。

2.6随机多变

深基坑开挖至地下工程全部完成，随机多变，往往要经历许多不利因素的影响。

3.深基坑支护工程设计的若干要点

3.1基坑侧壁安全等级及重要性系数

基坑支护结构设计应根据支护结构破坏、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严重程度，确定基坑侧壁安全等级，详见表2。

表2基坑侧壁安全等级及重要性系数

安全等级

破坏后果

γ0

一级

很严重

1.10

二级

一般

1.00

三级

不严重

0.90

基坑支护结构设计时应根据基坑侧壁不同条件因地制宜进行设计，同一基坑不同侧壁段可采用不同的安全等级和重要性系数进行设计计算。

3.2基坑支护工程有效期

深基坑工程设计方案应包括基坑允许暴露时间，即基坑支护工程有效期。

基坑工程支护有效期一般为6~12个月。

3.3基坑支护工程设计基础资料

3.3.1符合深基坑支护工程勘察要求的“岩土工程勘察报告”

（1）勘察范围、勘探点深度和间距要求

（2）场地水文地质勘察三条要求

（3）天然状态和降水后土的抗剪强度指标

3.3.2工程用地红线图、基础平面图和剖面图、地下工程平面图和剖面图

3.3.3基坑周边环境资料（由建设单位提供）

1.已有建筑物：

结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小和上部结构现状；

2.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；水池、防空洞、地铁、地下车库等；

3.水体：

场地周围和邻近地区地表水汇流、排泻情况，地下水管渗漏情况及对基坑开挖的影响程度；

4.道路车辆：

基坑四周道路与基坑开挖边线的距离及车辆载重情况；

5.其它：

高压输电铁塔、高压电杆等；

3.4基坑支护设计原则

3.4.1降水排水

1.当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素，确定地下水控制方法。

当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时应对基坑采取保护措施。

2.地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水等型式单独或组合使用。

3.管井降水适用条件为粉土、砂土、碎石土、破碎带，渗透系数1~200m/d，降水深度>5m，水文地质特征为含水丰富的潜水、承压水、裂隙水。

4.当基岩面埋深较浅时，除管井降水外，一般应辅以集水明排。

明排沟应离坡脚0.3m左右，坡度0.1%~0.5%。

支护结构为土钉墙时，排水沟距离墙脚0.5~1.0m。

5.降水井深度

HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6

式中：

HW1—基坑深度（m），HW1=H；

HW2—降水水位距离基坑底的要求深度，HW2=0.5m；

HW3=i·γ0；i—水力坡度，i=1/10～1/15；

γ0—等效半径或降水井排间距的1/2（m）；

HW4—降水期间的地下水位变幅（m）;

HW5—降水井过滤器工作长度：

HW5=y0=

（潜水完整井）

R0=R+r（降水井影响半径与基坑等效半径之和）

rw—管井半径（m）

Hw6—沉砂管长度（m）

经验公式：

Hw=H+y0+（6～8）（m）

管井应深入到透水层6～9m，通常还应比所应降水深度深6～8m。

6.降水（抽水）的含砂量控制值

降水（抽水）试验：

洗井的时间含砂量1/10000；

降水运行时，抽排水的含砂量：

粗砂<1/50000；中砂<1/20000；

细砂<1/10000

我院姚水余高工建议：

在南充（地层为粉细砂层）地区降水时，井管应包网，填砾规格以1~3mm为宜。

在都江堰、绵阳、峨眉和广元地区降水，地层主要为砾石和卵石（含漂石），填砾规格以10~20mm为宜。

3.4.2基坑支护计算和验算原则

1.基坑支护结构应进行承载能力极限状态计算：

（1）土体稳定性计算；

（2）基坑支护结构的受压、受弯、受剪、承载力计算；

（3）锚杆或或支撑的承载力和稳定性验算。

2.一级和对支护结构变形有限定的二级基坑，对基坑周边环境条件及支护结构变形进行计算。

3.对局部或全部放坡开挖时，宜进行边坡稳定性验算。

3.4.3支护结构的变形限值

支护结构设计应考虑其结构水平变形，地下水的变化对周围环境的水平与竖向变形的影响，对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，应根据周围环境的重要性，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。

1.基坑（槽）、管沟土方工程验收必须确保支护结构安全和周围环境安全为前提，当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标，应按表3规定执行（《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002）。

表3基坑变形监测控值（原表7.1.7）

基坑

种类

围护结构墙顶位移监控值

围护结构墙顶最大位移监控值

地面最大沉降监控值

一级

二级

三级

注：

（1）符合下列情况之一，为一级基坑：

•重要工程或支护结构工程做主体结构的一部份；

•H>10m；

•S≤H；

•基坑范围内有历史文明、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑；

（2）三级基坑：

H<7m，且周围环境无特别要求时的基坑；

（3）除一级、三级以处的基坑属二级基坑；

（4）当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。

2.《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG05-96）

表4支护结构最大化水平位移允许值（原表3.0.4）

安全等级

支护结构最大化水平位移允许值

排桩、地下连续墙、坡率法、土钉墙

钢板桩、深层搅拌桩

一级

0.0025h

二级

0.0050h

0.0100h

三级

0.0100h

0.0200h

注：

h——基坑深度（mm）

3.上海地区软土地区基坑变形控制标准（详见表5）

表5上海地区软土地区基坑变形控制标准

项目

控制标准

安全

警戒

危险

支护结构主体水平位移δ（mm）

（典型位置、局部特殊位置、平面位置）

≤30

30~50

＞50

支护结构主体变形速率v（mm/d）

≤0.1

0.1~0.5

＞0.5

相邻建筑物相对斜倾

≤1/500

＞1/150

1/300

4.《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）

在深厚淤泥、淤泥质土、饱和粘性土、饱和粉细砂或其它软弱地层中开挖深基坑时，应对毗邻建筑物、道路、管线采取防护措施，并对基坑支护结构和已有建筑物进行监测，如情况比较严重，应立即停止施工，并对支护结构和已有建筑物采取应急措施。

详见表6。

表6基坑工程报警条件

情况

内容

标准

支护结构（或其它土体）最大水平位移

或连续3天水平位移速率

>0.005H（>0.0033H）

>3mm/d（>2mm/d）

支护结构支撑（或锚杆）体系有个别构

件出现

应力骤增、屈压、断裂、松驰或拔出

建筑物的不均匀沉降（差异沉降）

或倾斜的速率，连续3天

>地基基础规范规定

/0.0001H/d

建筑物砌体部份变形裂缝宽度

或附近地面开裂宽度且尚可能发展

>3mm（1.5mm）/

>15mm（10mm）

基底或周围土体出现可能导致剪切破坏

的迹象或可能影响安全的征兆

出现少量流砂，涌土隆起、陷落等

根据当地经验与判断认为，已出现其它

必须加强监测的情况

注：

括号内限值适用于：

邻房为人群密集场所；文物、历史、纪念性建筑；交通要道；重要管线；需严加保护的地下设施。

3.5基坑支护工程强制条文

3.5.1勘察方面（3条）

1.《岩土工程勘察规范》（50021-2001）第4.8.5条；

2.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）第1.0.3条；

3.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.1.5条；

3.5.2基坑支护设计方面（16条）

1.《建筑基坑支护技术规范》（JGJ-120-2001）第3.1.4条，3.1.6条，3.1.7条；

2.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）第4.1.11条，第4.3.1条，第4.3.3条；

3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第9.1.3条，第9.2.8条；

4.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）第3.3.3条，第3.3.6条，第3.4.2条，第3.4.9条；

5.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第4.2.2条，第4.2.3条，第9.2.1条，第9.5.1条。

3.5.3基坑降水（3条）

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.1.5条，第8.1.1条，第8.1.4条

注：

摘自《工程建设强制性条文》（房屋建筑部分）的通知，建标[2000]85号。

3.5.4基础施工（14条）

1.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.7.1条，第3.7.2条，第3.7.3条，第3.7.4条，第3.7.5条，第3.7.6条，第4.7.4条，第7.3.2条；

2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）第7.1.3条；

3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第9.1.6条；

4.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）第6.2.3条；

5.《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）第15.1.2条，第15.1.6条，第15.4.1条；

3.5.5基坑监测

1.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）第3.7.1条;

2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）第7.1.7条；

3.6设计计算

3.6.1基坑外侧荷载取值

基坑外侧作用荷载包括已有建筑物荷载、施工堆载、道路的汽车荷载和吊车、泵车等集中荷载。

1.建筑物构筑物的荷载

2.施工荷载

3.汽车、火车荷载：

按规范《码头围护工程》规定

（轻型公路q=50kPa，重型公路q=10kPa，铁道q=20kPa）

4.汽车吊车、履带吊车、塔车、泵车等集中荷载

3.6.2土层系数

1.选择代表性的地质剖面

2.按勘察报告取值

3.Ⅱ、Ⅲ级阶地膨胀土C、φ值折减问题

3.6.3冠梁刚度

1.冠梁水平侧向刚度取值对计算结果影响很大

2.冠梁水平侧向刚度如何取值

3.6.4弯矩减折系数

3.6.5锚杆计算

3.6.6设计变更

1.悬臂桩变更为锚杆拉桩（万和广场基坑、龙湖三千城基坑）

2.加斜支撑方法（国栋广场基坑）

3.土钉墙变更为排桩（观澜东山基坑）

4.坑底采用高压旋喷注浆法加固

3.6.7设计优化

3.7设计图件

3.7.1基坑周边环境图

3.7.2基坑降水平面图

3.7.3基坑支护平面图

3.7.4基坑支护剖面图

3.7.5基坑土方开挖平面图

3.7.6基坑变形监测点平面图

3.8基坑监测

3.8.1基坑监测项目

3.8.2监测报警值

3.8.3监测结果过程曲线

4．深基坑施工方案内部审查要求（见表7）

表7深基坑施工方案内审要求

序号

审查项目

审查内容

资料完整性

是否提供了基础平面图、剖面图、勘察报告、计算书、图件等

勘察报告

是否提供了勘察报告；勘察报告是否经过审查

安全等级

是否符合《成都市建筑工程深基坑施工安全管理暂行管理办法》规定

强制性条文

是否严格执行《工程建设强制性条文》中有关基坑工程的条文