9.4【 设计《计算
—。。
:
9.4.—。1 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γ》F作用的综》合分项系数;
】。。
! Gi?k第:i个永久《作用的标《准值:;
《。。
》 《Qjk第j个可变】作用的标《准,值
:
?
作用】的综合分项系数【γF可取1.25】但对于轴《向受力为《主的构件γF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: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
【
9.4.4【。 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
》
1 ! 基坑工程设计时】。应根据?基坑周边环境的【。。保护要求《来确定基坑》。的变形控制指标严格!地讲基?坑工程的《变形控制指标(如围!护结构的侧》移及地表沉降)【应根据基坑周边环】境对:附加变?形的承受能力及基】坑开挖对周围环【境的影响程度来【确定由于问题的复】杂性:在很多?情况:下确定基坑周围【环,。境对附加变形的【承受能?力,是一件非常困—难,的事情而要较准确】地预:测基坑开挖对—周,边环境?的影响程度也往往】。。存在较大的》。难度:因此也就《难以针对《某个具体工程提【出非:常合理的变形控【制指:标此时根据大—量已成功实施的【工程实践统》计资料来确定基【坑,。的变形控制指标【。不失为一《种有:效的方法上海市基坑!工程技术《规范DG/TJ 】08-61就是【采用这种方法并根】据基坑周围环境【的重:要,性程度?。及其与基坑的距【离提出了基坑变形设!计控制指《标(如表25所【示)可作为变形【控制:设计时的参考
】。
表25 】 基坑变形设计控】。制指标
】
?
《 注1— H?为,基坑开?挖深度s为保—护对:象与基坑开挖边线】。的净距;
】
》 , 2》 位于轨道—交通设?施、优?秀历史建筑、重【要,管线等环境保—护对象周边的基坑工!程应遵照政府—有关文件《和规定执行
【
:
不【。同地区不同的土质条!件,支护结构的位移【对周:围环境的影响—程,。度,不同各?。地区应积《累工程经验确—定变形控制指标
】
》 , , 2 目前【。预估基坑开挖对周】边环境的附加—变,形主要有两》种方法一《种是建立在大—量,基坑统计资料—基础上的《经验方法该方法预测!的是地表沉降—并不考虑周围建(构!)筑物存在的影响可!。以用来间《接评估?基坑开挖引起周【。。围环境的附加变形】上海:市基坑工《。程技术规《范D:G/T?J 08-61提出!了,如图:。54所示的地表沉】降曲线分《布其中最大地表【沉降δvm可—根据其与《。围护结构最大侧移】δhm?的经验关系来确【定,。一般可取δvm=0!.8δhm
【。
》 ?。另一种?方法:是有限元法》但在应用时应有【。。可靠的工程实测数】据为依据且该方法】分析得到《的结果宜与》经验方法进行相【互校:核,以确认分析结果【。的合理性《采用有?。限,元,法分析?时应合理地考—虑分析?方法、边《界条件?、土体?本构模型的选择及计!算参数、接触面【的设:置、初始地应—。力场的模拟、基坑施!工的全过程模拟等】因素:
》
图5!4 围护墙后【地表:沉降预估曲线
【
?
δv/δvm】坑外某点的沉降/】最大沉降;d/H坑!外地表某《点,。围护墙外侧》的距离/《。基坑开挖深》度;a主《影响区域;b次影响!区域
?
:
【关于建筑物的—允许变形值表26】。是根据国《内外有关研究成【果,给,出的建筑物》在自重作用下的差】异沉降与建》筑物损坏程度的关】系可作?为确定建筑物对基】坑,开,挖引起的附加—。变形的?承受能力的参考【
:
《表26 各类【建筑物在自重作用】下的差?异沉降?与建筑物损坏程【度的关系《
—
【 ,。 3 》基坑工程是支—护结构施工》、降水以及基坑开】。挖的系统工程—其对环境的影响主】要分如下三类支护结!构施:工过程中产生的【挤土效?。应或土体损失引起的!相邻地?面隆起或沉降—;长时间、大—幅度:降低地下水可能引起!地面沉降从而引起】邻近建(《构)筑物及地—下管线的变》形及开裂;基坑开挖!时产生?的不平衡力、软黏土!发生蠕变和坑外水土!流失而导致周围【土,体及围护墙向开挖区!发生侧向移动、【地面沉降及》坑底隆起从而引【起紧邻建(构—)筑物及地》下管:线的侧移、沉降【或倾斜?因此除?。从设计方面采取有关!环,境保护?措施外还应》从支护结构》。施工、地下水控【制及开挖三个方面分!别采取相关措施保护!周围环境必要—时,可对:被保护的建(构【)筑物及管线采取土!体加固、结构托【换、架?空管线等防范措施
!
9.【4.:5 支护结构计算!。的侧向弹性抗力法来!源于单桩水平力【。计算的侧向》弹性:地基梁法用理—论方法?计算桩?。的变位和内力时通常!采用:文克尔假定的竖向弹!性地基梁的计算方法!地基水平抗力系数】的分:布图:。式常用?的有:常数:。法、“k”法、“】m”法、《“c”法等不同分】布图式的《计算结果往往相差】很大国内常采用“】m”法假定地基水平!抗力:系数:(Kx)随深度正比!例,增加即K《x=mzz为计算点!。的深度m《称为地?。基水平?抗力系数《的比例?系数按弹性》地基梁法求解桩的】弹性曲线微分方【程式即可求得桩身】各点的?内力及变位值基【。坑支护桩计》。算的侧向弹性抗力法!即相当于《桩受水平力作用计算!的“m”法
—。
,
:
,。
《 1 地基水平】抗力系数《的,比例系数m值
】。
,
《 m值不是一个!定值与现场地质【条件桩身材料与刚】度荷载水平与作用方!式以及桩顶水平位移!取值大小等因素有关!通过理论分析可【得作用在桩顶的水】平力与桩《顶位移X的关系如下!式所示
【
式!中,。H作用在桩顶的【水平力(《k,N);?
》
, A【弹性长桩按“m”法!计算的无量纲系数;!
,
,。
! EI桩身的—抗弯刚度;
】
《。 α桩【的水平变形系数【α=(1/m)其】中b0为桩身计算】宽度:(m)
—
,
无试验!资料时m《值,可从表27中选【用
》
,
表27 》 非:岩石类土的比例系】数m值?。。。表
《
》
2! 基坑支护桩【的侧向弹性地基抗力!法借助于单桩水【平力计算的“m【”法基坑支护桩【内力分析的计算简图!。如,。。图55所示
】。
,
?
,
《图55 侧向【。弹性地基《。抗力法
!1支护桩
!
《 图55中(a)】为基坑支护》桩(b)为基坑支】护,桩上作用的》土压力分布》图在开挖深度范围】内通常?取主动土压力—分布:图式支护桩入土【部,分为侧向受力的弹性!地基梁(《如c所示)地基反力!系数取?“m”法图形内力分!析时常按《。杆系有限元结构【矩阵分析《解法即?可求得支护》桩,身的内力、》变形:解
》
: 当采用密排!。桩支护时《。土压力可作为平【面问题计算》当桩间距比较大时形!成,分离式排桩墙桩身变!形产生的土抗力不】仅仅局限《于桩自身宽》度,的范围内从土—抗力:的角度考虑桩身截】面的计算《宽度:和桩:径之间有如表28所!示的关系
】
表28 【桩身截面《计算宽度b0—(m)
!
,
!由于侧向《。弹性地基抗力法【能较好地反映—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 【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
【
R/S】。d≥K — : (6)
!
式中【K各类稳定安全系】数,;
《
《 》。R土体抗《力极:限,值;:。
?
,
—。 S?。d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
!。
】。
?。式中MS、MR分别!为对于?危险:滑弧面?上滑动?力矩和抗《滑力矩(kN—·m);
【
? ,。 》KR整体《稳,定抗滑安《全系:数
《
【 MS《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φ=0的承【载力公式进》行,验算
》
,
当桩底!土为一?般黏性土时上海【市基坑工《程,技术规范《DG/TJ —08-61提—出了适用《于一般?黏性: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56)!应满足式(》8)的要求
!。
】
【
《
式中M《RLK抗《隆起力矩值(k【。N·m/《m):;
《
:
, MSL!K隆起力《矩值(kN·—m/m)《;
】 ? α如图56所】示(弧度《),;
】 γ围【。护,墙,底以:上地基?。土,各土层?天然:重度的加权》。平均值(k》N/m3);
!
:
D围!护墙在基坑开挖面以!下的入土《深度(m《);
《。
【 : D'最《下一道支撑》距墙底?的深度(m》);
》
!Ka主动土压—力系数;
【
《 ck、φ!。k滑裂面上地基土的!黏聚力?标准值?(k:Pa)和内》摩擦角标准值—(°)?。的,加权平均值;
!
— h0'最下】一道支撑距地面的深!度(m);
—
:
】 qk坑《外地面?荷载标准值(kPa!);
—
】。KRL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
《。
,
》。 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【于或等于《1.30
】
?
,
:
图?56 坑》底抗:隆,起计算简图
!
》 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
】