新版建筑工程基坑支护关键技术作业规程.doc

建筑基坑支护技术规程JGJ120-1 总则1.0.1 本规程在建筑基坑支护技术规程JGJ120-99 （如下简称原规程）基本上修订，原规程是国内第一本建筑基坑支护技术原则， 自1999 年9 月1 日施行以来， 对增进国内各地区在基坑支护设计办法与施工技术上规范化，提高基坑工程设计施工质量起到了积极作用。基坑工程在建筑行业内是属于高风险技术领域，全国各地基坑工程事故发生率虽然逐年减少，但仍不断地浮现。不合理设计与低劣施工质量是导致这些基坑事故重要因素。因此，基坑工程中保证环境安全与工程安全，提高支护技术水平，控制施工质量，同步合理地减少工程造价，是从事基坑工程项目技术与管理人员应遵守基本原则。基坑支护在功能上一种明显特点是，它不但用于为主体地下构造施工创造空间条件和保证施工安全，更为重要是要保护周边环境不受到危害。基坑支护在保护环境方面规定，对城乡地区尤为突出。对此， 工程建设及监理单位、基坑支护设计施工单位乃至工程建设监督管理部门应当引起高度关注。1.0.2 本条明确了本规程合用范畴。本规程规定限于暂时性基坑支护， 支护构造是按暂时性构造考虑，因而，规程中关于构造和构造规定未考虑耐久性问题，荷载及其分项系数按暂时作用考虑。地下水控制某些办法也是仅按适合暂时性办法考虑。普通土质地层是指全国范畴内第四纪全新世Q4与晚更新世Q3沉积土中，除去某些具备特殊物理力学及工程特性特殊土类之外各种土类地层。现行国标岩土工程勘察规范GB50021 中定义有些特殊土是属于合用范畴以内，如软土、混合土、填土、残积土，但是对湿陷性土、近年冻土、膨胀土等特殊土，本规程中采用土压力计算与稳定分析办法等尚不能考虑这些土固有特殊性质影响。对这些特殊土地层，应依照地区经验在充分考虑其特殊性质对基坑支护影响后，再按本规程有关内容进行设计与施工。对岩质地层，因岩石压力形成机理与土质地层不同，本规程未涉及岩石压力计算，但关于支护构造内容，岩石地层基坑支护可以参照。本规程未涵盖其他内容，应通过专门实验、分析并结合实际经验加以解决。1.0.4 基坑支护技术涉及到岩土与构造多门学科及技术， 如岩土工程领域桩、地基解决办法、岩土锚固、地下水动力学中地下水渗流等，构造工程领域混凝土构造、钢构造等。因而，在应用本规程时，尚应依照详细问题，遵守其他有关规范规定。3 基本规定3.1 设计原则3.1.1 基坑支护是为主体构造地下某些施工而采用暂时办法， 地下构造施工完毕后， 基坑支护也就随之完毕其用途。由于支护构造有效期短（普通状况在一年之内） ，因而，设计时采用荷载普通不需考虑长期作用。如果基坑开挖后支护构造使用持续时间较长，荷载也许会随时间发生变化，材料性能和基坑周边环境也也许会发生变化。因此，为了防止人们忽视由于延长支护构造有效期而带来荷载、材料性能、基坑周边环境等条件变化，避免超越设计状况，设计时应拟定支护构造有效期限，并应在设计文献中给出明确规定。支护构造支护期限规定不不大于一年，除考虑主体地下构造施工工期因素外，也是考虑到施工季节对支护构造影响。一年中不同季节，地下水位、气候、温度等外界环境变化会使土性状及支护构造性能随之变化，并且有时影响较大。受各种因素影响，设计预期施工季节并不一定与实际施工季节相似，虽然对支护构造有效期局限性一年工程，也应使支护构造一年四季都能合用。因而，本规程规定支护构造有效期限应不不大于一年。对大多数建筑工程，一年支护期能满足主体地下构造施工周期规定，对有特殊施工周期规定工程，应当依照实际状况延长支护期限并应对荷载等设计条件作相应考虑。3.1.2 基坑支护工程是为主体构造地下某些施工而采用暂时性办法。因基坑开挖涉及基坑周边环境安全，支护构造除满足主体构造施工规定外，还需满足基坑周边环境规定。因而，支护构造设计和施工应把保护基坑周边环境安全放在重要位置。本条规定了基坑支护应具备两种功能。一方面基坑支护应具备防止基坑开挖危害周边环境功能，这是支护构造首要功能。另一方面，应具备保证工程自身主体构造施工安全功能，应为主体地下构造施工提供正常施工作业空间及环境，提供施工材料、设备堆放和运送场地、道路条件，隔断基坑内外地下水、地表水以保证地下构造和防水工程正常施工。该条规定目， 是明确基坑支护工程不能为了考虑本工程项目规定和利益， 而损害环境和相邻建（构）筑物所有权人利益。3.1.3 安全级别表3.1.3 仍维持了原规程对支护构造安全级别原则性划分办法。本规程根据国标88工程构造可靠性设计统一原则GB50153- 对构造安全级别拟定原则，以破坏后果严重限度，对支护构造划分为三个安全级别。对基坑支护而言，破坏后果详细体现为支护构造破坏、土体过大变形对基坑周边环境及主体构造施工安全影响。支护构造安全级别，重要反映在设计时支护构造及其构件重要性系数和各种稳定性安全系数取值上。本规程对支护构造安全级别采用原则性划分办法而未采用定量划分办法，是考虑到基坑深度、周边建筑物距离、埋深、构造及基本形式，土性状等因素对破坏后果影响限度难以用统一原则界定，不能保证普遍合用，定量化办法对详细工程也许会浮现不合理状况。设计者及发包商在按本规程表3.1.3 原则选用支护构造安全级别时应掌握原则是：基坑周边存在受影响重要既有住宅、公共建筑、道路或地下管线等时，或因场地地质条件复杂、缺少同类地质条件下相近基坑深度经验时，支护构造破坏、基坑失稳或过大变形对人生命、经济、社会或环境影响很大，安全级别应定为一级。当支护构造破坏、基坑过大变形不会危及人生命、经济损失轻微、对社会或环境影响不大时，安全级别可定为三级。对大多数基坑，安全级别应当定为二级。对内支撑构造，当基坑一侧支撑失稳破坏会殃及基坑另一侧支护构造因受力变化而使支护构造形成持续崩塌时，互相影响基坑各边支护构造应取相似安全级别。3.1.4 根据国标工程构造可靠性设计统一原则GB50153 规定并结合基坑工程自身特殊性，本条对承载能力极限状态与正常使用极限状态这两类极限状态在基坑支护中详细体现形式进行了归类，目是使工程技术人员可以对基坑支护各类构造各种破坏形式有一种总体结识，设计时对各种破坏模式和影响正常使用状态进行控制。3.1.5 本条极限状态设计办法通用表达式根据国标工程构造可靠性设计统一原则GB50153 而定，是本规程各章各种支护构造统一设计表达式。对承载能力极限状态，由材料强度控制构造构件破坏类型采用极限状态设计法，按公式（ 3.1.5-1 ）给出表达式进行设计计算和验算， 荷载效应采用荷载基本组合设计值， 抗力采用构造构件承载力设计值并考虑构造构件重要性系数。涉及岩土稳定性承载能力极限状态，采用单一安全系数法，按公式（ 3.1.5-3 ）给出表达式进行计算和验算。本规程修订，对岩土稳定性承载能力极限状态问题恢复了老式单一安全系数法， 一是由于新制定国标工程构造可靠性设计统一原则GB50153 中明确提出了可以采用单一安全系数法，不会导致与基本规范不协调统一问题；二是由于国内岩土工程界当前仍普遍承认单一安全系数法，单一安全系数法也适于岩土工程问题。以支护构造水平位移限值等为控制指标正常使用极限状态设计表达式也与关于构造设计规范保持一致。3.1.6 原规程荷载综合分项系数取1.25 ，是根据前国标建筑构造荷载规范GBJ9-87 而定。但随着国内建筑构造可靠度设计原则提高，国标建筑构造荷载规范GB50009- 已将永久荷载、可变荷载分项系数调高，对由永久荷载效应控制永久荷载分项系数取G 1.35。各构造规范也均相应对此进行了调节。由于本规程对象是暂时性支护构造，在修订时，也研究讨论了荷载分项系数如何取值问题。如荷载综合分项系数由1.25 调为1.35 ，这样将会大大增长支护构造工程造价。在征求了国内某些专家、学者意见后，以为还是维持原行业原则建筑基坑支护技术规程JGJ120-99 规定为好，支护构造构件按承载能力极限状态设计时作用基本组合综合分项系数F 仍取1.25 。其理由如下：其一，支护构造是暂时性构造，普通来说，支护构造使用时间不会超过一年，在安全储备上与主体建筑构造应有所区别。其二，荷载综合分项系数调高只影响支护构造构件承载力设计，如增长挡土构件截面配筋、锚杆钢绞线数量等，并未提高关于岩土稳定性安全系数，如圆弧滑动稳定性、抗隆起稳定性、锚杆抗拔力、抗倾覆稳定性等，而大某些基坑工程事故重要还是岩土类型破坏形式。为避免与工程构造可靠性设计统一原则GB50153及建筑构造荷载规范GB50009- 荷载分项系数取值不一致带来不统一问题，其系数称为荷载综合分项系数，荷载综合分项系数中涉及了暂时性构造对荷载基本组合下系数调节。支护构造重要性系数，遵循工程构造可靠性设计统一原则GB50153 规定，对安全级别为一级、二级、三级支护构造可分别取1.1 、1.0 及0.9 。当需要提高安全原则时，支护构造重要性系数可以依照详细工程实际状况取不不大于上述数值。3.1.7 本规程构造构件极限状态设计表达式（ 3.1.5-1 ）在详细应用到各种构造构件承载力计算时，将公式中荷载基本组合效应设计值Sd与构造构件重要性系数0相乘后，用内力设计值代替。这样在各章构造构件承载力计算时，各详细表达式或公式中就不再浮现重要性系数0，由于0 已含在内力设计值中了。依照内力详细意义，其设计值可为弯矩设计值M、剪力设计值V 或轴向拉力、压力设计值N等。公式（ 3.1.7-1 ）公式（ 3.1.7-3 ）中，弯矩值Mk、剪力值Vk 及轴向拉力、压力值Nk 按荷载原则组共计算。对于作用在支护构造上土压力荷载原则组合，当按朗肯或库仑办法计算时，土性参数89粘聚力c、摩擦角及土重度 按本规程第3.1.15 条规定取值，朗肯土压力荷载原则组合按本规程第3.3.4 条关于公式计算。3.1.8 支护构造水平位移是反映支护构造工作状况直观数据， 对监控基坑与基坑周边环境安全能起到相称重要作用，是进行基坑工程信息化施工重要监测内容。因而，本规程规定应在设计文献中提出明确水平位移控制值，作为支护构造设计一种重要指标。本条对支护构造水平位移控制值取值提出了三点规定：第一，是支护构造正常使用规定，应依照本条第1 款规定，按基坑周边建筑、地下管线、道路等环境对象对基坑变形适应能力及主体构造设计施工规定拟定，保护基坑周边环境安全与正常使用。由于基坑周边环境条件多样性和复杂性，不同环境对象对基坑变形适应能力及规定不同，因此，当前还很难定出统一、定量限值以适合各种状况。如支护构造位移和周边建筑物沉降限值按统一原则考虑，也许会出既有些状况偏严、有些状况偏松不合理地方。当前还是由设计人员依照工程实际条件，详细问题详细分析拟定较好。因此，本规程未给出正常使用规定下详细支护构造水平位移控制值和建筑物沉降控制值。支护构造水平位移控制值和建筑物沉降控制值如何定合理是个难题，此后应对此问题开展进一步详细研究工作，积累实验、实测数据，进行理论分析研究，为合理拟定支护构造水平位移控制值打下基本。同步，本款提出支护构造水平位移控制值和环保对象沉降控制值应符合现行国标建筑地基基本设计规范GB50007 中对地基变形容许值规定及有关规范对地下管线、地下构筑物、道路变形规定，在执行时会存在沉降值是从建筑物等建设时还是基坑支护施工前开始度量问题，按这些规范规定应从建筑物等建设时算起，但基坑周边建筑物等从建设到基坑支护施工前这段时间又也许缺少地基变形数据，存在操作上困难，需要工程有关人员斟酌掌握。第二，当支护构造构件同步用作主体地下构造构件时，支护构造水平位移控制值不应不不大于主体构造设计对其变形限值规定，是主体构造设计对支护构造构件规定。这种状况有时在采用地下持续墙和内支撑构造时会作为一种控制指标。第三，当基坑周边无需要保护建筑物等时，设计文献中也要设定支护构造水平位移控制值，这是出于控制支护构造承载力和稳定性等达到极限状态规定。实测位移是检查支护构造受力和稳定状态一种直观办法，岩土失稳或构造破坏前普通会产生一定位移量，普通变形速率增长且不收敛，而在浮现位移速率增长前，会有较大累积位移量。因而，通过支护构造位移从某种限度上能反映支护构造稳定状况。由于基坑支护破坏形式和土性质多样性，难以建立稳定极限状态与位移定量关系，本规程没有规定此状况下支护构造水平位移控制值，而提出应依照地区经验拟定。国内某些地方基坑支护技术原则依照本地经验提出了支护构造水平位移量化规定，如：北京市地方原则建筑基坑支护技术规程DB11/489- 中规定，“当无明确规定期，最大水平变形限值：一级基坑为0.002h ，二级基坑为0.004h ，三级基坑为0.006h 。”深圳市原则深圳地区建筑深基坑支护技术规范SJG05-96 中规定，当无特殊规定期支护构造最大水平位移容许值见下表：表1 支护构造最大水平位移容许值注：表中h 为基坑深度（ mm）新修订深圳市原则深圳地区建筑深基坑支护技术规范对支护构造水平位移控制值又作了一定调节，如下表：表2 支护构造顶部最大水平位移容许值（ mm）注：表中h 为基坑深度（ mm）湖北省地方原则基坑工程技术规程DB42/159- 中规定，“基坑监测项目监控报警值，如设计有规定期，以设计规定为根据，如设计无详细规定期，可按如下变形量控制：重要性级别为一级基坑，边坡土体、支护构造水平位移（最大值）监控报警值为30mm；重要性级别为二级基坑，边坡土体、支护构造水平位移（最大值）监控报警值为60mm。”3.1.9 本条有两个含义：第一，防止设计盲目性。基坑支护首要功能是保护周边环境（建筑物、地下管线、道路等）安全和正常使用，同步基坑周边建筑物、地下管线、道路又对支护构造产生附加荷载、对支护构造施工导致障碍，管线中地下水渗漏会减少土强度。因而，支护构造设计必要要针对状况选取合理方案，支护构造变形和地下水控制办法要按基坑周边建筑物、地下管线、道路变形规定进行控制，基坑周边建筑物、地下管线、道路、施工荷载对支护构造产生附加荷载、对施工不利影响等因素要在设计时仔细地加以考虑。第二，设计中应提出明确基坑周边荷载限值、地下水和地表水控制等基坑使用规定，这些设计条件和基坑使用规定应作为重要内容在设计文献中明确体现，支护构造设计总平面图、剖面图上应精确标出，设计说面中应写明施工注意事项，以防止在支护构造施工和有效期间实际状况超过这些设计条件，从而酿成安全事故和恶果。3.1.10 基坑支护另一种功能是提供安全主体地下构造施工环境。支护构造设计与施工除应保护基坑周边环境安全外，还应满足主体构造施工及使用对基坑规定。3.1.11 支护构造简化为平面构造模型计算时，沿基坑周边各个竖向平面设计条件经常是不同。除了各部位基坑深度、周边环境条件及附加荷载也许不同外，地质条件变异性是支护构造不同于上部构造一种很重要特殊性。自然形成成层土，各土层分布及厚度往往在基坑尺度范畴内就存在较大差别。因而，当基坑深度、周边环境及地质条件存在差别时，这些差别对支护构造土压力荷载影响不可忽视。本条强调了按基坑周边实际条件划分设计与计算剖面原则和规定，详细划分为多少个剖面依照工程实际状况来拟定，每一种剖面也应按剖面内最不利状况取设计计算参数。3.1.12 由于基坑支护工程具备基坑开挖与支护构造施工交替进行特点，因此，支护构造计算应按基坑开挖与支护构造实际过程分工况计算，且设计计算工况应与实际施工工况相一致。大多数状况下，基坑开挖到设计最大深度时内力与变形最大，但少数状况下，支护构造某构件受力状况不一定随开挖进程是递增，也会浮现开挖过程某个中间工况内力最大。设计文献中应指明支护构造各构件施工顺序及相应基坑开挖深度，以防止在基坑开挖过程中，未按设计工况完毕某项施工内容就开挖到下一步基坑深度，从而导致基坑超挖。由于基坑超挖使支护构造实际受力状态大大超过设计规定而使基坑垮塌，实际工程事故教训是十分惨痛。3.1.14 本条对各章土压力、土各种稳定性验算公式中涉及到土抗剪强度指标实验办法进行了归纳并作出统一规定。由于土抗剪强度指标随排水、固结条件及实验办法不同有各种类型参数，不同实验办法做出抗剪强度指标成果差别很大，计算和验算时不能任意取用，应采用与基坑开挖过程土中孔隙水排水和应力途径基本一致实验办法得到指标。由于各章关于公式诸多，在各个公式中一一指明其实验办法和指标类型难免重复累赘，因而，在这里作出统一阐明，应用品体章节公式计算时，应与此对照，防止误用。依照土有效应力原理，理论上对各种土均采用水土分算办法计算土压力更合理，但实际工程应用时，粘性土孔隙水压力计算问题难以解决，因而对粘性土采用总应力法更为实用，可以通过将土与水作为一体总应力强度指标反映孔隙水压力作用。砂土采用水土分算计算土压力是可以做到，因而本规程对砂土采用水土分算办法。原规程对粉土是按水土合算办法，本规程修订改为粘质粉土用水土合算，砂质粉土用水土分算。依照土力学中有效应力原理，土抗剪强度与有效应力存在有关关系，也就是说只有有效抗剪强度指标才干真实反映土抗剪强度。但在实际工程中，粘性土无法通过计算得到孔隙水压力随基坑开挖过程变化状况， 从而也就难以采用有效应力法计算支护构造土压力、水压力和进行基坑稳定性分析。从实际状况出发，本条规定在计算土压力与进行土稳定分析时，粘性土应采用总应力法。采用总应力法时，土强度指标按排水条件是采用不排水强度指标还是固结不排水强度指标应依照基坑开挖过程应力途径和实际排水状况拟定。由于基坑开挖过程是卸载过程， 基坑外侧土中总应力是小主应力减小，大主应力不增长，基坑内侧土中竖向总应力减小，同步，粘性土在剪切过程可看作是不排水。因而以为，土压力计算与稳定性分析时，均采用固结快剪较符合实际状况。对于地下水位如下砂土，可以为剪切过程水能排出而不浮现超静水压力。对静止地下水，孔隙水压力可按水头高度计算。因此，采用有效应力办法并取相应有效强度指标较为符合实际状况，但砂土难以用三轴剪切实验与直接剪切实验得到原状土抗剪强度指标，要通过其他办法测得。土抗剪强度指标实验办法有三轴剪切实验与直接剪切实验。理论上讲，用三轴实验更科学合理，但当前大量工程勘察仅提供了直剪剪切实验抗剪强度指标，致使采用直剪实验强度指标设计计算基坑工程为数不少，在支护构造设计上积累了丰富工程经验。从当前岩土工程实验技术实际发展状况看，直剪实验尚会与三轴实验并存，不会被三轴剪切实验完全取代。同步，有关勘察规范也未对采用哪种抗剪强度实验办法作出明确规定。因而，为适应当前现状，本规程采用了上述两种实验办法均可选用解决办法。但从发展角度，应倡导用三轴剪切实验强度指标，但应与已有成熟应用经验直剪实验指标进行对比。当前，在缺少三轴实验强度指标状况下，用直剪实验强度指标计算土压力和验算土稳定性是符合国内现状。为避免个别工程勘察项目抗剪强度实验数据粗糙对直接取用抗剪强度实验参数所带来设计不安全或不合理，选用土抗剪强度指标时，尚需将剪切实验抗剪强度指标与土其他室内与原位实验物理力学参数进行对比分析，判断其实验指标可靠性，防止误用。当抗剪强度指标与其她物理力学参数有关性较差，或岩土勘察资料中缺少符合实际基坑开挖条件实验办法抗剪强度指标时，在有经验时应结合类似工程经验和相邻、相近场地岩土勘察实验数据并通过可靠综合分析判断后合理取值。缺少经验时，则应取偏于安全抗剪强度实验办法得出抗剪强度指标。3.2 勘察规定与环境调查3.2.1 本条提出是除常规建筑物勘察之外， 而针对基坑工程特殊勘察规定。建筑基坑支护岩土工程勘察普通在建筑物岩土工程勘察过程中一并进行，但基坑支护设计和施工对岩土勘察规定有别与主体建筑规定，勘察重点部位是基坑外对支护构造和周边环境有影响范畴，而主体建筑勘察孔普通只需布置在基坑范畴以内。当前，大多数基坑工程使用勘察报告，其勘察钻孔均在基坑内，只能依照这些钻孔得到地质剖面代表基坑外地层分布状况。当场地土层分布较均匀时，采用基坑内勘察孔是可以，但土层分布起伏大或某些软弱土层仅局部存在时，会使基坑支护设计岩土根据与实际状况偏离而导致基坑工程风险。因而，有条件场地应按本条规定增设勘察孔，当建筑物岩土工程勘察不能满足本条规定期应进行补充勘察。当基坑面如下有承压含水层时，由于在基坑开挖后坑内土自重压力减少，如承压水头高于基坑底面应考虑与否会产生含水层水压力作用下顶破上覆土层突涌破坏。因而，基坑面如下存在承压含水层时，勘探孔深度应能满足测出承压含水层水头需要。3.2.2 基坑周边环境条件是支护构造设计重要根据之一。都市内新建建筑物周边普通存在既有建筑物、各种市政地下管线、道路等，而基坑支护作用重要是保护其周边环境不受损害。同步，基坑周边即有建筑物荷载会增长作用支护构造上荷载，支护构造施工也需要考虑周边建筑物地下室、地下管线、地下构筑物等影响。实际工程中因对基坑周边环境因素缺少精确理解或忽视而导致工程事故经常发生，为了使基坑支护设计具备针对性，应查明基坑周边环境条件，并按这些环境条件进行设计，施工时应防止对其导致损坏。3.3 支护构造选型3.3.1 、3.3.2 在本规程中，支挡式构造是由挡土构件和锚杆或支撑构成一类支护构造体系统称，其构造类型涉及：排桩锚杆构造、排桩支撑构造、地下持续墙锚杆构造、地下持续墙支撑构造、悬臂式排桩或地下持续墙、双排桩构造等，此类支护构造都可用弹性支点法计算简图进行构造分析。支挡式构造受力明确，计算办法和工程实践相对成熟，是当前应用最多也较为可靠支护构造形式。支挡式构造详细形式应依照本规程第3.3.1 条、第3.3.2 条中选型因素和合用条件选取。锚拉式支挡构造（排桩锚杆构造、地下持续墙锚杆构造）和支撑式支挡构造（排桩支撑构造、地下持续墙支撑构造）易于控制其水平变形，挡土构件内力分布均匀，当基坑较深或基坑周边环境对支护构造位移规定严格时，常采用这种构造形式。悬臂式支挡构造顶部位移较大，内力分布不抱负，但可省去锚杆和支撑，当基坑较浅且基坑周边环境对支护构造位移限制不严格时，可采用悬臂式支挡构造。双排桩支挡构造是一种刚架构造形式， 其内力分布特性明显优于悬臂式构造， 水平变形也比悬臂式构造小多，合用基坑深度比悬臂式构造略大，但占用场地较大，当不适合采用其她支护构造形式且在场地条件及基坑深度均满足规定状况下，可采用双排桩支挡构造。仅从技术角度讲，支撑式支挡构造比锚拉式支挡构造合用范畴要宽得多，但内支撑设立给后期主体构造施工导致很大障碍，因此，当能用其她支护构造形式时，人们普通不乐意首选内支撑构造。锚拉式支挡构造可以给后期主体构造施工提供很大便利，但有些条件下是不适合使用锚杆，本条列举了不适合采用锚拉式构造几种状况。此外，锚杆长期留在地下，给相邻地区使用和地下空间开发导致障碍，不符合保护环境和可持续发展规定。某些国家在法律上禁止锚杆侵入红线之外地下区域，但国内绝大某些地方当前还没有这方面限制。土钉墙是一种经济、简便、迅速、不需大型施工设备基坑支护形式。曾经一段时期，在国内某些省市，不论环境条件如何、基坑多深，几乎不受限止应用土钉墙，甚至有人说用土钉墙支护基坑深度达到18m20m。虽然基坑周边既有浅基本建筑物很近时，也冒然采用土钉墙。一段时间内，土钉墙支护基坑工程险情不断、事故频繁。土钉墙支护基坑之因此在基坑坍塌事故中所占比例大，除去施工质量因素外，重要因素之一是在土钉墙设计理论还不完善现状下，将常规经验设计参数用于基坑深度或土质条件超限基坑工程中。当前土钉墙设计办法，重要按土钉墙整体滑动稳定性控制，同步对单根土钉抗拔力控制，土钉墙面层及连接按构造设计。土钉墙设计与支挡式构造相比，某些问题尚未解决或没有成熟、统一结识。如： 1、土钉墙作为一种构造形式，没有完整构造分析实用办法，工作状况下土钉拉力、面层受力没有得到解决。面层设计只能通过构造规定解决，本规程规定了面层构造规定，但限定在深度12m以内非软土、无地下水条件下基坑。2、土钉墙位移计算问题没有得到主线解决。由于国内土钉墙普通作法是土钉不施加预应力，也只有在基坑有一定变形后土钉才会达到工作状态下受力水平，因而，理论上土钉墙位移和沉降较大。当基坑周边变形影响范畴内有建筑物等时，是不适合采用土钉墙支护。土钉墙与水泥土桩、微型桩及预应力锚杆组合形成复合土钉墙，重要有下列几种形式： 1、土钉墙预应力锚杆； 2、土钉墙水泥土桩； 3、土钉墙水泥土桩预应力锚杆； 4、土钉墙微型桩预应力锚杆； 5、土钉墙水泥土桩微型桩预应力锚杆。不同组合形式作用不同，应依照实际工程需要选取。水泥土墙是一种非主流支护构造形式，合用土质条件较窄，实际工程应用也不广泛。水泥土墙普通用在深度不大软土基坑。这种条件下，锚杆没有适当锚固土层，不能提供足够锚固力，内支撑又会增长主体地下构造施工难度。这时，当经济、工期、技术可行性等综合比较较优时，普通才会选取水泥土墙这种支护方式。水泥土墙普通采用搅拌桩，墙体材料是水泥土，其抗拉、抗剪强度较低。按梁式构造设计时性能很差，与混凝土材料无法相比。因而，只有按重力式构造设计时，才会具备一定优势。本规程对水泥土墙规定，均指重力式构造。水泥土墙用于淤泥质土、淤泥基坑时， 基坑深度不适当不不大于7m。由于按重力式设计， 需要较大墙宽。当基坑深度不不大于7m时，随基坑深度增长，墙宽度、深度都太大，经济上、施工成本和工期都不适当，墙深度局限性会使墙位移、沉降，宽度局限性，会使墙开裂甚至倾覆。搅拌桩水泥土墙虽然也可用于粘性土、粉土、砂土等土类基坑，但普通不如选取其她支护形式更优。特殊状况下， 搅拌桩水泥土墙对这些土类还是可以用。由于当前国内搅拌桩成桩设备动力有限，土密实度、强度较低时才干钻进和搅拌。不同成桩设备最大钻进搅拌深度不同，新生产、引进搅拌设备能力也在不断提高。3.4 水平荷载3.4.1 支护构造作为分析对象时， 作用在支护构造上力或间接作用为荷载。除土体直接作用在支护构造上形成土压力之外，周边建筑物、施工材料、设备、车辆等荷载虽未直接作用在支护构造上，但其作用通过土体传递到支护构造上，也对支护构造上土压力大小产生影响。土冻胀、温度变化也会使土压力发生变化。本条列出影响土压力各种因素，其目是为了在土压力计算时，要把各种影响因素考虑全。基坑周边建筑物、施工材料、设备、车辆等附加荷载传递到支护构造上附加竖向应力计算，本规程第3.4.6 、3.4.7 条给出了详细计算公式。3.4.2 挡土构造物上土压力计算是个比较复杂问题， 从土力学这门学科土压力理论上讲， 依照不同计算理论和假定，得出了各种土压力计算办法，其中有代表性典型理论如朗肯土压力、库仑土压力。由于每种土压力计算办法均有其各自合用条件与局限性，也就没有一种统一且普遍合用土压力计算办法。由于朗肯土压力办法假定概念明确，与库仑土压力理论相比具备能直接得出土压力分布，从而适合构造计算特点，受到工程设计人员普遍接受。因而，原规程采用是朗肯土压力。原规程施行后，通过十近年国内基坑工程应用考验，实践证明是可行，本规程将继续采用。但是，由于朗肯土压力是建立在半无限土体假定之上，在实际基坑工程中基坑边界条件有时不符合这一假定，如基坑邻近有建筑物地下室时，支护构造与地下室之间是有限宽度土体；再如，对排桩顶面低于自然地面支护构造，是将桩顶以上土自重化作均布荷载作用在桩顶平面上，然后再按朗肯公式计算土压力。但是当桩顶位置较低时，将桩顶以上土层自重折算成荷载后计算土压力会明显不大于这某些土重实际产生土压力。对于此类基坑边界条件，按朗肯土压力计算会有较大误差。因此，当朗肯土压力办法不能合用时，应考虑采用其他计算办法解决土压力计算精度问题。库仑土压力理论（滑动楔体法）假定合用范畴较广，对上面提到两种状况，库仑办法可以计算出土压力合力。但其缺陷是如何解决成层土土压力分布问题。为此，本规程规定在不符合按朗肯土压力计算条件下， 可采用库仑办法计算土压力。但库仑办法在考虑墙背摩擦角时计算被动土压力偏大，不应用于被动土压力计算。考虑构造与土互相作用土压力计算办法，理论上更科学，从长远考虑该办法应是岩土工程中支挡构造计算技术一种发展方向。从增进技术发展角度，对先进计算办法不应加以限制。但是，当前考虑构造与土互相作用土压力计算办法在工程应用上尚不够成熟，现阶段只有在有经验时才干采用，如办法使用不当反而会弄巧成拙。总之，本规程考虑到适应实际工程特殊状况及土压力计算技术发展需要，对土压力计算办法恰当放宽，但同步对几种计算办法合用条件也做了原则规定。本规程未采纳某些土力学书中经验土压力办法。本条各公式是朗肯土压力理论积极、被动土压力计算公式。水土合算与水土分算时，其公式采用不同形式。3.4.3 天然形成成层土， 各土层分布和厚度是不均匀。为尽量使土压力计算精确， 应按土层分布和厚度变化状况将土层沿基坑划分为不同剖面分别计算土压力。但场地任意位置土层标高及厚度是由岩土勘察相邻钻探孔各土层层面实测标高及通过度析土层分布趋势，在相邻勘察孔之间连线而成。虽然土层计算剖面划分再细，各土层计算厚度还是会与实际地层存在一定差别，本条规定划分土层厚度原则，其目是规定做到使计算土压力不不大于实际土压力。4 支挡式构造4.1 构造分析4.1.1 支挡式构造应依照详细形式与受力、变形特性等采用下列分析办法：第14 款办法分析对象为支护构造自身，不涉及土体。土体对支护构造作用视作荷载或约束。这种分析办法将支护构造看作杆系构造，普通都按线弹性考虑，是当前最惯用和成熟支护构造分析办法，合用于大某些支挡式构造。本条第1 款针对锚拉式支挡构造，是对如何将空间构造分解为两类平面构造规定。一方面将构造挡土构件某些（如：排桩、地下持续墙）取作分析对象，按梁计算。挡土构造宜采用平面杆系构造弹性支点法进行分析。由于挡土构造端部嵌入土中，土对构造变形约束作用与普通构造支承不同，土变形影响不可忽视，不能看作固支端。锚杆作为梁支承，其变形影响同样不可忽视，也不能作为铰支座或滚轴支座。因而，挡土构造按梁计算时，土和锚杆对挡土构造支承应简化为弹性支座，应采用本节规定弹性支点法计算简图。经计算分析比较， 分别用弹性支点法和非弹性支座计算挡土构造内力和位移相差较大，阐明按非弹性支座进行简化是不适当。腰梁、冠梁计算较为简朴，只需以挡土构造分析时得出支点力作为荷载，依照腰梁、冠梁实际约束状况，按简支梁或持续梁算出其内力，将支点力转换为锚杆轴力。本条第2 款针对支撑式支挡构造，其构造分解简化原则与锚拉式支挡构造相似。同样，一方面将构造挡土构件某些（如：排桩、地下持续墙）取作分析对象，按梁计算。挡土构造宜采用平面杆系构造弹性支点法进行分析。分解出内支撑构造按平面构造进行分析，将挡土构造分析时得出支点力作为荷载反向加至内支撑上，内支撑计算分析详细规定见本规程第4.9 节。值得注意是，将支撑式支挡构造分解为挡土构造和内支撑构造并分别独立计算时，在其连接处是应满足变形协调条件。当计算变形不协调时，应调节在其连接处简化弹性支座弹簧刚度等约束条件，直至满足变形协调。本条第3 款悬臂式支挡构造是支撑式和锚拉式支挡构造特例，对挡土构造而言，只是将锚杆或支撑所简化弹性支座取消即可。双排桩支挡构造按平面刚架简化，详细计算模型见本规程第4.12 节。本条第4 款针对空间构造体系和对支护构造与土进行整体分析这两种办法。实际支护构造普通都是空间构造。空间构造分析办法复杂，当有条件时，但愿依照受力状态特点和构造构造，将实际构造分解为简朴平面构造进行分析。本规程关于支挡式构造计算分析内容重要针对平面构造。但会遇到某些特殊状况，按平面构造简化难以反映实际构造工作状况。此时，需要按空间构造模型分析。但空间构造分析办法复杂，不同问题要不同对待，难以作出细化规定。普通，需要在有经验时，才干采用合理空间构造模型进行分析。按空间构造分析时，应使构造边界条件与实际状况足够接近，这需要设计人员有较强构造设计经验和水平。考虑构造与土互相作用分析办法是岩土工程中先进计算办法，是岩土工程计算理论和计算办法发展方向，但需要可靠理论根据和实验参数。当前，将采用该类办法对支护构造计算分析成果直接用于工程设计中尚不成熟，仅能在已有成熟办法计算分析成果基本上用于分析比较，不能滥用。采用该办法前提是要有足够把握和经验老式和典型极限平衡法可以手算，在许多老式教科书和技术手册中均有简介。由于该办法某些假定与实际受力状况有一定差别，且不能计算支护构造位移，当前已很少采用了。经与弹性支点法计算对比，在有些状况下，特别是对多支点构造，两者计算弯矩与剪力差别较大。本规程取消了用极限平衡法进行支护构造计算关于规定。4.1.2 基坑支护构造有些构件， 如锚杆与支撑， 是随基坑开挖过程逐渐设立， 基坑需按锚杆或支撑位置逐级开挖。支护构造设计状况，是指设计时就要拟定锚杆和支撑与基坑开挖关系，设计好开挖与锚杆或支撑设立环节，对每一开挖过程支护构造受力与变形状态进行分析。因而，支护构造施工和基坑开挖时，只有按设计开挖环节才干满足符合设计受力状况规定。普通状况下，基坑开挖到基底时受力与变形最大，但有时也会浮现开挖中间过程支护构造内力最大，支护构造构件截面或锚杆抗拔力按开挖中间过程拟定状况。特别是，当用构造楼板做为支撑代替锚杆或支护构造支撑时，此时支护构造构件内力也许会是最大。4.1.3 4.1.10 4.2 稳定性验算4.2.1 4.2.2 原规程对支挡式构造弹性支点法计算过程规定是：先计算挡土构件嵌固深度，然后再进行构造计算。这样计算办法使计算过程简化，省去了某些验算内容。由于按原规程规定拟定挡土构件嵌固深度后，某些原本需要验算稳定性问题自然满足规定了。但这样带来了一种问题，嵌固深度必要按原规程计算办法拟定，如果设计需要嵌固深度短某些，也许按此设计支护构造会不能满足原规程未作规定某种稳定性规定。此外对有些缺少经验设计者，也许会误觉得不需考虑这些稳定性问题，而忽视必要土力学概念。从以上思路考虑，本规程将嵌固深度计算改为验算，可供设计选取嵌固深度范畴增大了， 但同步也就需要增长各种稳定性验算内容， 使计算过程相对繁琐了。 第4.2.1条是对悬臂构造嵌固深度验算规定，是绕挡土构件底部转动整体极限平衡，控制是挡土构件倾覆稳定性。第4.2.2 条对单支点构造嵌固深度验算规定，是绕支点转动整体极限平衡，控制是挡土构件嵌固段踢脚稳定性。悬臂构造绕挡土构件底部转动力矩平衡和单支点构造绕支点转动力矩平衡都是嵌固段土抗力对转动点抵抗力矩起稳定性控制作用，因而，其安全系数称为嵌固稳定安全系数Kem。重力式水泥土墙绕墙底转动力矩平衡，抵抗力矩时以墙体重力为主，因而其安全系数称为抗倾覆安全系数。双排桩绕挡土构件底部转动力矩平衡，抵抗力矩涉及嵌固段土抗力对转动点力矩和重力对转动点力矩两某些，但由于嵌固段土抗力作用在总抵抗力矩中占重要某些，因而其安全系数也称为嵌固稳定安全系数Kem。4.2.3 锚拉式支挡构造整体滑动稳定性验算公式（ 4.2.3-2 ）以瑞典条分法边坡稳定性计算公式为基本，在力极限平衡关系上，增长了锚杆拉力对圆弧滑动体圆心抗滑力矩项。极限平衡状态分析时，仍以圆弧滑动土体为分析对象，假定滑动面上土剪力达到极限强度同步，滑动面外锚杆拉力也达到极限拉力（正常设计状况下，锚杆极限拉力由锚杆与土之间粘结力达到极限强度控制，但有时由锚杆杆体强度或锚杆注浆固结体对杆体握裹力控制） 。滑弧稳定性验算应采用搜索办法寻找最危险滑弧。由于当前程序计算已能满足在很短时间对圆心及圆弧半径以微小步长变化所有滑动体完毕搜索，因此不倡导采用先设定辅助线，然后在辅助线上寻找最危险滑弧圆心简易办法。最危险滑弧搜索范畴限于通过挡土构件底端和在挡土构件下方各个滑弧。因支护构造平衡性和构造强度已通过构造分析解决，在截面抗剪强度满足