水压力斜板沉降罐作用于斜板,方向是垂直于板的吗

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四星助理工程师, 积分 241, 距离下一级还需 9 积分
4&&岩土工程勘察与环境调查
4.& & & & 1&&一般规定
4.1.1&&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。
4.1.2&&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。
4.1.3&&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。
4.1.4&&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
4.2.1&&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1~3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。
4.2.2&&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15~30m,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。
4.2.4&&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。
4.2.5&&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。
4.2.6&&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。
4.2.7&&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。
4.2.8&&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。
4.2.9&&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。
4.2.10&&广州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
4.3.1&&应查明基坑周边2~4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。
4.3.2&&应查明基坑周边2~3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。
4.3.3&&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。
4.3.4&&应查明基坑四周道路的距离、路宽、车流量及载重情况。
4.3.5&&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
4.4.1&&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。
4.4.2&&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。
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5&&支护结构水平荷载和抗力计算
5.1&&一般规定
5.1.1&&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。
5.1.2&&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。
5.1.3&&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。
5.1.4&&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
5.2.1&&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5.2.1)。
图5.2.1&&水平荷载标准值计算图
& &1&&当计算点位于地下水位以上时:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.1-1)
& &2&&当计算点位于地下水位以下时:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.1-2)
式中& &第 层土的主动土压力系数,按本规定第5.2.11条计算;
& && & 作用于深度 处的竖向应力标准值,按本规定第5.2.4至5.2.9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。
5.2.2&&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。
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &&&(5.2.2)
5.2.3&&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。
5.2.4&&基坑外侧竖向应力标准值 可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.4-1)
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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.4-2)
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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.4-3)
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5.2.4-1),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5.2.4-1&&地面均布荷载产生的竖向应力计算图
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.4-4)
& & 3&&当距支护结构 外侧地面作用宽度为 的条形荷载 时(图5.2.4-2),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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.4-5)
图5.2.4-2&&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5.2.5、5.2.6、5.2.7、5.2.8的规定进行计算。
5.2.5&&当距支护结构 外侧地面作用有均布荷载 时(图5.2.5),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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (5.2.5)
图5.2.5& &外侧均布荷载产生的竖向应力计算图
5.2.6&&对于局部放坡(或坑中坑)情况下(图5.2.6),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& && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.6-1)
& &2& &时,可不考虑边坡荷载的影响,取 ;
& &3& &时,
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.6-2)
& &4&&当 时,
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.6-3)
图5.2.6&&上部有放坡时产生的竖向应力计算图
5.2.7&&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5.2.7),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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (5.2.7)
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5.2.7&&条形基础产生的竖向应力计算图
5.2.8&&距支护结构距离 有与支护结构平行的矩形基础时(图5.2.7),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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (5.2.8)
& & 3&&当 时, 。
式中& &基础底面长度。
5.2.9&&基坑外侧土体有大面积开挖时(图5.2.9),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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.9-1)
式中& &深度 以上土的加权平均天然重度。
& & 2&&当 时
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.9-2)
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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.2.9-3)
图5.2.9&&墙背开挖竖向应力计算图
5.2.10&&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
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && & (5.2.11)
式中& &第 层士的内摩擦角标准值。
5.3 & & & & 水平抗力标准值
5.3.1&&基坑内侧水平抗力标准值 可按下列规定计算(图5.3.1):
& &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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.3.1-1)
& && &2)当计算点位于地下水位以下时:
& && &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.3.1-2)
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5.3.2条规定计算;
& && & 第 层土的被动土压力系数,可按本规定第5.3.3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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(5.3.1-3)
图5.3.1&&水平抗力标准值计算图
5.3.2&&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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (5.3.2)
式中& &深度 以上土加权平均天然重度。
5.3.3&&第 层土的被动土压力系数应按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (5.3.3)
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6&&支护结构设计
6.1 & & & & 支护结构分类与选型
6.1.1&&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6.1.1选用。
& && && && && && && && && &常用支护结构适用条件和不宜使用条件& && && &表6.1.1
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
6.1.2&&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6.1.2选择。
& && && && && && && && && && &&&支护方案选择参考表表& && && && && && && &&&6.1.2
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
6.2.1&&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。
6.2.2&&沿截面周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面受弯构件(图6.2.2),其正截面承截力可按下列公式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.2-1)
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.2-2)
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(6.2.2-3)和式(6.2.2-4)查附录D-1近似计算。
图6.2.2&&沿截面周边均匀配筋的圆形截面
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.2-3)
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.2-4)
& &&&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 。
6.2.3&&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6.2.3),其正截面承载力可按下列公式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.3-1)
& & & & & & & && &(6.2.3-2)
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(6.2.3-3)和式(6.2.3-4)查附录D-2近似计算。
图6.2.3&&沿截面周边配置局部纵向钢筋的圆形截面
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.3-3)
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.2.3-4)
& &&&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。
6.2.4&&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
6.3.1&&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6.3.1确定。
表6.3.1&&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
强风化& & & & 12
8& & & & 1∶0.10~1∶0.20
1∶0.20~1∶0.35
1∶0.35~1∶0.50
2& & & & 软质岩石& & & & 微风化
强风化& & & & 8
8& & & & 1∶0.35~1∶0.50
1∶0.50~1∶0.75
1∶0.75~1∶1.00
3& & & & 砂土& & & & & & & & 5& & & & 1∶1.00基顶面无载重
1∶1.25基顶面有静载
1∶1.50基顶面有动载
4& & & & 粉土& & & & 稍湿& & & & 5& & & & 1∶0.75基顶面无载重
1∶1.00基顶面有静载
1∶1.25基顶面有动载
5& & & & 粉质粘土& & & &
可塑& & & &&&
4& & & & 1∶0.33基顶面无载重
1∶0.50基顶面有静载
1∶0.75基顶面有动载
1∶1.00~1∶1.25基顶面无载重
1∶1.25~1∶1.50基顶面无载重
6& & & & 粘土& & & & 坚硬
可塑& & & & 5
4& & & & 1∶0.33~1∶0.75
1∶1.00~1∶1.25
1∶1.25~1∶1.50
7& & & & 杂填土& & & & 中密、密实的建筑垃圾土& & & & 5& & & & 1∶0.75~1∶1.00
& & 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6.3.5条验算,验算坡度大于表中数值时,应按表中数值确定坡度。
6.3.2&&当放坡高度大于表6.3.1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1.0~2.0m,岩石边坡的过渡平台宽度不宜小于0.5m。
6.3.3&&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6.3.5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6.3.1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。
6.3.5&&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
6.4.1&&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。
6.4.2&&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6.4.2)按下式进行整体稳定性验算:
& && && & (6.4.2)
图6.4.2&&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6.4.6条确定。
6.4.3&&在下列情况下,土钉墙应按第6.4.2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。
6.4.4&&单根土钉抗拔承载力计算应符合下式:
& && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.4.4-1)
式中& &第 根土钉受拉荷载标准值(kN),按6.4.5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6.8.5-1、表6.8.5-2和按6.4.4-2式确定,应取二者中较小值:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.4.4-2)
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()。
6.4.5&&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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.4.5-1)
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:
& &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.4.5-2)
式中& &土钉墙面与水平面的夹角;
& && & 破裂面与水平面夹角(图6.4.5),取( )()。
图6.4.5&&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
6.4.6&&第 根土钉极限抗拔力可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.4.6)
6.4.7&&土钉的配筋面积可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.4.7)
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。
6.4.8&&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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.4.8)
& & 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。
6.4.9&&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5~25。
& & 3&&沿筋体每隔2~3m宜设一个对中支架。
& & 4&&顶层土钉长度与基坑深度之比宜为1.0~1.5。
& & 5&&土钉的间距宜为1.0~2.0m,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16~32mm的Ⅱ级或Ⅲ级钢筋,亦可采用多根钢筋,直径宜为12~16mm。
& & 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6的加强筋。
& && & 4)锚管管壁应设置出浆孔,间距宜为200~500mm,直径宜为7~10mm,出浆孔处可加焊倒刺形等边角钢,靠近锚管外端头1.0~2.0m距离内不应设出浆孔。
& & 8&&土钉钻孔直径宜为70~150mm。
& & 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10~20%(图6.4.9(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6.4.9(b))。
& && & 3)面层受力不大时,图6.4.9(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6.4.9&&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6~10mm,间距宜为150~300mm;
& &13&&坡面上下钢筋网搭接长度应大于300mm,加强筋宜采用16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。
6.4.10&&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6.4.9(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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && & (6.4.10)
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6.4.10):
& & a)超前微型桩可用无缝钢管,直径宜为48~150mm,间距不宜大于1m。
& && && &&&b)微型桩进入基坑底部以下宜为1~3m;
& && && &&&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10~15mm,间距400~500mm。
& && && &&&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6.4.10&&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5~10;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300~500mm;
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。
6.4.11&&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 :
& && & & & & & & & & & & &&&(6.4.11-1)
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6.4.11-2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& &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.4.11-2)
式中&&N标准贯入试验击数。
图6.4.11&&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。
6.4.13&&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
6.5.1&&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。
6.5.2&&悬臂式排桩嵌固深度计算值 可按下式条件确定(图6.5.2)。
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.5.2)
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6.5.2&&悬臂式排桩结构嵌固深度计算简图
6.5.3&&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6.5.3):
& & 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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.5.3-1)
& & 2&&支点力 可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.5.3-2)
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6.5.3&&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:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.5.3-3)
6.5.4&&多层支点排桩支点力及嵌固深度计算值 宜按本规定附录G圆弧滑动简单条分法确定。
6.5.5&&按上述方法确定嵌固深度计算值 后,嵌固深度设计值 宜按下式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.5.5)
& & 当按上述方法确定的悬臂式及单支点式排桩嵌固深度设计值小于 时,宜取 ;多支点支护结构嵌固深度设计值小于 时,宜取 = 。
6.5.6&&当基坑底为碎石土或砂土,基坑内排水且有渗透水压力作用时,侧向止水的排桩除应满足本章上述规定外,嵌固深度设计值尚应按式(6.5.6)抗渗透稳定条件确定(图6.5.6):
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.5.6)
图6.5.6&&渗透稳定计算简图
6.5.7&&当基坑底以下为坚硬土层或岩层时,排桩的嵌固深度设计值 可按以下经验公式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && & (6.5.7)
式中& &土、岩层系数,可按表6.5.7确定;
& && & 基坑开挖深度。
表6.5.7&&排桩嵌固深度设计土、岩层系数
嵌固段岩性& & & & 悬臂排桩& & & & 单支点排桩
硬塑~坚硬土层& & & & 0.7~0.8& & & & 0.5~0.6
强风化软质岩& & & & 0.6~0.7& & & & 0.4~0.5
强风化硬质岩& & & & 0.5~0.6& & & & 0.3~0.4
中风化软质岩& & & & 0.4~0.5& & & & 0.3~0.4
中风化硬质岩& & & & 0.3~0.4& & & & 0.2~0.3
微风化岩& & & & 0.2~0.3& & & & 0.1~0.2
6.5.8&&排桩可根据受力条件分段按平面问题进行结构计算,排桩水平荷载计算宽度可取桩的中心距。
6.5.9&&悬臂及单层支点排桩结构的支点力标准值 、截面弯矩标准值 、剪力标准值 宜按附录C计算。对于规模较小、周围环境较简单的工程亦可按第6.5.2、6.5.3条的静力平衡条件确定。
6.5.10&&多层支点排桩结构内力标准值与变形、支点力标准值宜根据基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按附录C计算。
6.5.11&&结构内力及支点力的设计值应按下列规定计算:
& & 1&&截面组合弯矩设计值 :
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.5.11-1)
式中& &截面弯矩标准值,可按第6.5.9、6.5.10两条规定计算。
& & 2&&截面组合剪力设计值 :
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.5.11-2)
式中& &截面剪力标准值,可按第6.5.9、6.5.10两条规定计算。
& & 3&&支点结构第 层支点力设计值 :
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.5.11-3)
式中& &第 层支点力标准值,可按第6.5.9、6.5.10两条规定计算。
6.5.12&&排桩结构的构件,应按其在施工和使用的不同阶段可能出现的最大内力进行截面设计。内力设计值可按第6.5.11条规定确定。构件的截面强度计算应遵照现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)、《钢结构设计规范》(GBJ17-88)及行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)等有关规定执行。圆形截面的混凝土构件可按第6.2节有关规定执行。
6.5.13&&排桩配筋宜按弯矩设计值包络图分段配置,应考虑不同计算模型产生的内力弯矩设计值包络图最大弯矩值位置的偏移,适当调整包络图,并使截面抗弯承载力的图形覆盖住弯矩设计值包络图。
6.5.14&&悬臂式排桩结构的桩径不宜小于600mm,桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定。钻、冲孔桩最小桩间距不宜小于150mm。当场地土质较好,地下水位较低时,可利用土拱作用稳定桩间的土体,否则应采取措施维护桩间土的稳定,如采用横向挡板、砖墙、钢丝网水泥砂浆或喷射混凝土等。
6.5.15&&排桩支护结构应采取可靠的地下水控制措施,当基坑周边环境不允许降低地下水位时,应采取止水措施,可按第7.4、7.5、7.6节选用高压旋喷、压力注浆、深层搅拌等。
6.5.16&&灌注桩的混凝土强度等级不应低于C20。
6.5.17&&排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁,冠梁应将相邻的排桩连接起来,桩顶纵向钢筋应锚入冠梁内。锚固长度不小于30倍纵向钢筋直径。冠梁混凝土强度等级不应低于C20。对处于转角及高差变化部位的冠梁应予以加强。
6.5.18&&桩顶冠梁分构造型和支撑型两种。
& & 1&&构造型冠梁宽度(水平方向)宜与排桩桩径相同,冠梁高度(竖向方向)不宜小于400mm。配筋应不少于最小配筋率。
& & 2&&支撑型冠梁的尺寸应根据计算需要确定,但冠梁宽度(水平方向)不宜小于桩径,冠梁高度(竖向方向)不应小于500mm。
& & 3&&支撑型冠梁的内力可按连续梁(或简支梁)计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.5.18)
式中& &冠梁最大弯矩设计值;
& && & 支护结构作用在冠梁上的水平力;
& && & 作用在冠梁上两支撑之间的距离;
& && & 内力系数,对等跨连续梁 取 ;对简支梁 取 。
& & 4&&支撑型冠梁必须进行抗弯及抗剪验算。
6.5.19&&支锚式排桩支护结构应在支点标高处设水平腰梁,支撑或锚杆应与腰梁连接,腰梁可用钢或钢筋混凝土梁,腰梁与排桩的连接可用预埋铁件或锚筋。腰梁的设计可按6.9节有关规定进行。
6.5.20&&当采用人工挖孔排桩作为主体结构的一部分或作为主体结构的外模板使用时,在满足承载力及变形前提下,该部分排桩基坑底面以上部分可采用变截面,使基坑内侧形成一个平面。
& & 常用的槽孔形式有以下几种:
& & 1&&由相同直径的圆形人工挖孔桩密排相切割而成(图6.5.20a);
& & 2&&由间隔排列的圆形人工挖孔桩形成的弧形界面和桩间双面弧形护壁围成的槽孔(图6.5.20b);
& & 3&&由两段半圆形护壁和两段直线护壁围成的椭圆形槽孔(图6.5.20c)。
图6.5.20&&部分变截面人工挖孔排桩槽孔形式
6.5.21&&部分变截面排桩的嵌固深度设计值、支点力、内力与变形计算值可参照排桩或地下连续墙的计算方法确定。不规则几何截面可简化为近似的矩形截面进行计算。
6.5.22&&部分变截面排桩的构造设计:
& & l&&变截面排桩之间应设连接钢筋,连接钢筋预埋于先期浇筑的桩身内,在开挖二期槽孔时凿去先期浇筑的邻桩护壁,找出预埋筋调直并校正位置,再埋入二期浇筑的混凝土内;连接钢筋可采用&#,且锚入相邻桩身混凝土内各400mm。
& & 2&&部分变截面排桩如作为主体结构地下室外墙的一部分时,应预留与墙及地下室各层楼板和顶板的连接钢筋,预埋钢筋的做法可参照地下连续墙。
& & 3&&变截面排桩与主体结构地下室底板连接处,应分别在桩变截面处形成的水平面及相应的侧面预留连接钢筋,与地下室底板及侧墙连接。
6.5.23&&钢筋混凝土板桩
& & 1&&钢筋混凝土板桩的截面尺寸应根据受力要求确定,并满足打桩设备的要求。截面可选用矩形、T形和工字形等型式。矩形截面的宽度宜取500~800mm,厚度宜取100~450mm;T形截面和工字形截面宽度宜取450~750mm,肋的厚度宜取200~300mm。
& & 2&&钢筋混凝土矩形板桩的两侧可分设阴榫和阳榫,也可在两侧均设阴榫使接头处形成空腔(但桩脚以上1.5~2.0m范围内宜设阳榫),在沉桩完成并清洗空腔后应用水泥砂浆填塞,防止漏水。
& & 3&&钢筋混凝土板桩的混凝土强度等级不宜低于C25。
& & 4&&在基坑转角处,应按平面形状做相应的异型板桩。转角桩和定位桩宜适当加长。板桩的布置宜平直,不宜布置不规则转角,平面尺寸应符合板桩模数,减少异形板桩的类型。
6.5.24&&钢板桩
& & 1&&钢板桩宜采用定型轧制产品,当基坑要求不高时也可因地制宜采用钢管、钢板、型钢等焊制的非定型产品。
& & 2&&钢板桩的边缘应设通长锁口。
& & 3&&钢板桩的平面布置宜平直,不宜布置不规则的转角,平面尺寸应符合板桩模数,地下结构的外缘应留有足够的工作面。
4钢板桩支护宜设置不少于一道锚杆或内支撑,锚杆或内支撑的设计可按第6.8或6.9节有关规定进行。
6.6&&地下连续墙结构设计
6.6.1&&地下连续墙设计的内容应包括确定墙体嵌固深度、结构内力与变形计算、截面承载力计算及构造要求等。
6.6.2&&当地下连续墙用作基坑支护结构时,宜同时考虑兼作主体结构的一部分。
6.6.3&&悬臂式地下连续墙嵌固深度设计值 可按本规定第6.5.2、6.5.5条确定。
6.6.4&&单层支点地下连续墙结构支点力及嵌固深度设计值 可按本规定第6.5.3条和第6.5.5条确定。
6.6.5&&多层支点地下连续墙结构支点力及嵌固深度设计值 可按本规定第6.5.4条和第6.5.5条确定。
6.6.6&&当基坑底以下为坚硬土层或岩层时,地下连续墙嵌固深度设计值 可按本规定第6.5.7条确定。
6.6.7&&当有经验且满足下列条件之一时,可不验算嵌固深度:
& &1&&墙体入中风化岩不小于1.5m或入微风化岩不小于1倍墙厚;
& &2&&有两道或以上的支撑;
& &3&&满足内力与变形计算的要求。
6.6.8&&对同时承受水平和竖向荷载的地下连续墙,嵌固深度设计值应取下列三者中的最大值:
& &1&&按水平荷载要求计算的支护结构嵌固深度设计值;
& &2&&按竖向荷载要求计算的支护结构嵌固深度设计值;
& &3&&考虑墙底止水要求的入土深度设计值。
6.6.9&&内力与变形应按下列规定进行计算:
& &l&&地下连续墙结构应根据开挖及地下结构施工过程的不同阶段进行内力与变形计算,计算宽度可取单位宽度;
& &2&&地下连续墙结构的合理计算模式应根据经验选取;当无经验时,不同受力阶段的内力设计值与变形可按下列规定计算:
& &&&1) 对于悬臂式刚度足够大的地下连续墙结构,可按本规定6.5.2条计算;
& &&&2) 单支点及多支点地下连续墙结构内力与支点力标准值宜按附录C计算;
& &&&3) 在进行墙体的截面计算时,地下连续墙结构内力与支点力的设计值应按本规定第6.5.11条确定;
& &&&4) 地下连续墙结构的水平变形宜按附录C计算。
6.6.10&&应根据6.6.9条计算的内力设计值,按现行混凝土结构设计规范验算墙的截面承载力及裂缝宽度,其裂缝宽度在基坑外侧不应大于0.2mm,在基坑内侧不应大于0.3mm;如仅作为临时性支护结构可不作裂缝宽度验算。
6.6.11&&地下连续墙的构造应符合下列规定:
& & 1&&单元槽段的平面形状应根据基坑的开挖深度、支撑条件以及周边环境状况等因素选用“一”、“U”、“T ”、“”等形状。
& & 2&&墙厚应根据计算并结合成槽机械的规格确定,但不宜小于600mm。
& & 3&&墙体混凝土的强度等级不宜低于C20。
& & 4&&受力钢筋应采用Ⅱ级钢筋,直径不宜小于20mm,构造钢筋可采用Ⅰ级钢筋,也可采用II级钢筋,直径不宜小于14mm;纵向钢筋的净距不宜小于75mm,构造钢筋的间距不应超过300mm。
& & 5&&钢筋的保护层厚度,对临时性支护结构不宜小于50mm,对永久性支护结构不宜小于70mm。
& & 6&&纵向受力钢筋中至少应有一半数量的钢筋通长配置,钢筋笼下端500mm长度范围内宜按1: 10收拢。
& & 7&&当地下连续墙与主体结构连接时,预埋在墙内的受拉、受剪钢筋、连接螺栓或连接钢板,均应满足受力计算要求,锚固长度满足混凝土结构规范要求;预埋钢筋直径不宜大于20mm,并应采用Ⅰ级钢筋,直径大于20mm时,宜采用预埋套筒连接。
& & 8&&地下连续墙顶部宜设置刚度足够大的钢筋混凝土冠梁,梁宽不宜小于墙宽,梁高不宜小于500mm,配筋率不应小于0.4%,墙的纵向主筋应锚入梁内。
& & 9&&地下连续墙的混凝土抗渗等级不宜小于S6。
& &10&&地下连续墙槽段之间的连接接头可用抽拔接头管接头、工字形钢板接头及冲孔桩接头。在槽段间如对整体刚度或防渗有特殊要求时,应采用带单“十”字或双“十”字型钢板的刚性防水接头。
图6.6.11&&接头形式
1“十”字接头& & 2连续墙槽段
6.7 & & & & 重力式挡墙结构设计
6.7.1&&重力式挡墙可选择水泥土挡墙和挖孔填料式挡墙两种。
6.7.2&&重力式挡墙的设计应包括下列内容:
& &1&&挡墙结构的嵌固深度和墙体厚度计算;
& &2&&墙身承载力验算;
& &3&&构造设计。
6.7.3&&当水泥土挡墙采用深层搅拌桩或高压旋喷桩结构型式时,可用于挡土、止水或仅用作支护结构,也可与其它支护形式组合使用。
6.7.4&&水泥土挡墙应根据土质条件、地下水情况、周边环境、施工条件等因素,选择壁式、格栅式或拱式等结构型式(图6.7.4)。
(a)壁式&&(b)格栅式&&(c)拱式
图6.7.4&&水泥土挡墙结构形式
6.7.5&&挖孔填料式挡墙可采用人工挖孔、钢筋混凝土护壁、孔内填料的结构型式(图6.7.5)。填料可选用粘土、砂土、石粉、碎石、毛石等。对填料选用石粉、砂土时,可适当加一些水泥及水,必要时在桩顶设混凝土冠梁。
图6.7.5&&挖孔填料式挡墙结构形式
6.7.6&&重力式挡墙嵌固深度计算值宜按附录G圆弧滑动简单条分法确定,嵌固深度设计值宜按下式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.7.6)
& & 当嵌固深度设计值 小于 时,宜取 。
6.7.7&&当基坑底为碎石土或砂土、基坑内排水且有渗透水压作用时,重力式挡墙嵌固深度设计值尚应按本规定第6.5.6条确定。
6.7.8&&当水泥土挡墙兼作止水墙时,桩长除满足第6.7.6条和第6.7.7条要求外,尚应符合本规定7.4节、7.5节有关规定。
6.7.9 & & & && &重力式挡墙厚度宜根据抗倾覆和抗滑移稳定条件按下列规定计算:
& &1&&抗倾覆条件:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.7.9-1)
式中& &水泥土墙底以上基坑外侧水平荷载标准值合力;
& && & 合力 至水泥土墙底的距离;
& && & 水泥土墙底以上基坑内侧水平荷载标准值合力;
& && & 合力 至水泥土墙底的距离;
& && & 水泥土墙的重量。
& && & 水泥土墙的厚度计算值。
& &2&&抗滑移条件:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.7.9-2)
式中& &墙体基底与土的摩擦系数,宜根据试验资料确定。当无试验资料时,可参考下列取值:
& && && &&&淤泥质土:& &=0.20~0.25;
& && && &&&粘性土:& &&&=0.25~0.40;
& && && &&&砂土:& && & =0.40~0.50。
& &3&&按式(6.7.9-1)和式(6.7.9-2)计算结果取大值确定水泥土墙的厚度计算值 。水泥土墙的厚度设计值 宜按下式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.7.9-3)
& & 当 时,宜取墙厚设计值为 。
6.7.9&&重力式挡墙计算简图
6.7.10&&根据第6.7.9条确定墙厚设计值的水泥土挡墙,尚应按下列规定进行正截面承载力验算:
& & 1&&压应力验算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.7.10-1)
式中& &水泥土墙平均重度;
& && & 由墙顶至计算截面的深度;
& && & 单位长度水泥土墙截面组合弯矩设计值,可按第6.5.11条规定计算;
& && & 单位长度水泥土墙截面模量;
& &基坑开挖时,水泥土抗压强度设计值,可参照6.7.15条取用。
& & 2&&拉应力验算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.7.10-2)
6.7.11&&挖孔填料式挡墙应以护壁混凝土最小截面作为有效计算截面进行截面的正应力验算。
6.7.12&&重力式挡墙墙顶最大水平位移可按11.3.1条进行估算。
6.7.13&&重力式挡墙的平面布置和构造应符合下列规定:
1&&当水泥土墙采用格栅布置时,水泥土的置换率,对淤泥不宜小于0.8,对淤泥质土不宜小于0.7,对粘土及砂土不宜小于0.6;格栅长宽比不宜大于2,横向墙肋的净距不宜大于2.0m。
2&&水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及止水要求确定,当考虑抗渗作用时,桩的搭接宽度应符合7.5.2条有关规定;当不考虑止水作用时,搭接宽度不宜小于100mm。
& & 3&&挖土填料式挡墙的钢筋混凝土护壁的厚度不宜小于150mm,护壁混凝土强度等级不宜小于C15,竖向钢筋不宜少于&#,上、下护壁竖向筋的搭接不宜少于200mm,环向钢筋不宜少于&#。
& & 4&&挖孔填料式挡墙的封底混凝土厚度不宜小于0.5m,强度等级不宜低于Cl5。
& & 5&&用于水泥土重力式挡墙结构的水泥标号不宜低于425号,水泥掺量应根据水泥土强度设计要求确定,当采用深层搅拌桩作重力式挡墙时,水泥掺入比不宜小于12%,当采用高压旋喷桩作重力式挡墙时,水泥掺入比不宜小于30%。
& & 6&&水泥土重力式挡墙宜在墙顶面设置钢筋混凝土盖板,盖板高不宜小于200mm,盖板宽不宜小于墙宽,盖板宜用混凝土摩阻键与桩体连接,混凝土强度等级不宜低于Cl5。
& & 7&&挖孔填料式挡墙宜在桩顶设置冠梁,梁高(竖向)不宜小于500mm,梁宽不宜小于挡土结构宽度。护壁竖向钢筋插入冠梁不宜少于300mm,混凝土强度等级不宜低于C15。
6.7.14&&当重力式挡墙墙体强度和变形不能满足要求时,可采取下列措施:
& & l&&加固基坑内、外侧土体,可按第9章有关规定进行;
& & 2&&在墙体两侧插入型钢或设置钢筋混凝土桩(图6.7.14);
& & 3&&在水泥土挡墙内设置竹筋,加混凝土盖板;在挖孔填料式挡墙的护壁内增加竖向钢筋;
4&&采用变截面形式,加大挡土结构自重力臂;
& & 5&&增加重力式挡墙的宽度。
图6.7.14&&重力式挡墙设置型钢或混凝土桩图
1工字钢
6.7.15&&水泥掺量为15%的深层搅拌桩支护结构,其水泥土28天龄期的单轴无侧限抗压强度设计值宜通过试验确定。如无试验数据,可参照下列数据取值:
& && &砂& & 土:1.1~2.0MPa
& && &粉& & 土:0.6~1.1MPa
& && &粘 性 土:0.5~1.0MPa
& && &淤泥质土:0.4~0.7MPa
& && &淤& & 泥:0.3~0.5MPa
设计时,应根据土的性质选择合适的固化剂和外掺剂,并应确定满足设计强度要求的固化剂及外掺剂的配合比。
6.7.16&&采用搅拌桩处理疏松粗砂、砾砂时,宜适当提高水泥掺量,减慢搅拌轴提升速度或增多搅拌回次。
6.7.17&&水泥土搅拌桩的水泥掺量宜按下列规定取值:
& & 1&&搅拌桩用于止水时,水泥掺量可适当降低;用于粉砂、中砂、粗砂、砾砂(疏松)、填土时,水泥掺量宜为12%~15%;用于可塑~流塑粘性土及粉土时,水泥掺量宜为12%~13%。
& & 2&&搅拌桩用于挡土时,对粉砂、中砂、疏松粗砂或砾砂及填土宜为12%~14%;对粉土、粉质粘土宜为13%~14%;对流塑~可塑淤泥、淤泥质土宜为15%~18%。
6.7.18&&搅拌桩或高压旋喷桩注浆施工时,邻近不得进行抽水作业。对砂土、粉土、粘性土,在水泥土墙施工完成3天后,方可进行抽水作业,对淤泥或淤泥质土,在水泥土墙施工完成4天后,方可进行抽水作业。需提前抽水作业的,注浆施工时要使用速凝或早强浆材。
6.7.19 & & & && &在动水情况下施工,水泥土搅拌桩应考虑使用速凝浆材。
6.8&&锚杆设计
6.8.1&&根据锚固段所处的地层条件,锚杆可采用土层锚杆或岩层锚杆;需要控制支护结构变形时,应采用预应力锚杆。
6.8.2&&锚杆的设计内容应包括锚杆承载力计算、锚杆杆体截面和长度的确定、锚杆构造要求及锚头与锚固体的设计等。
6.8.3&&锚杆的轴向拉力标准值由下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.8.3)
式中& &锚杆轴向拉力标准值(kN);
& && & 支护结构单位宽度支点力标准值(kN/m),按6.5节和6.6节有关规定计算;
& && & 锚杆水平方向间距(m);
& && & 锚杆的水平夹角()。
6.8.4 & & & & 锚杆的轴向拉力设计值按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.8.4)
式中& &锚杆轴向拉力设计值。
6.8.5&&锚杆自由段长度可根据对支护结构位移控制的要求决定。当支护结构位移足以使被支护的土体形成破裂面时,可按以下图式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.8.5)
式中& &锚杆设计自由段长度;
& && & 基坑开挖深度;
& && & 土压力迭加零点至基坑底面的高度;
& && & 锚杆开孔位置至地面的高度;
& && & 锚杆水平夹角;
& && &&&土层内摩擦角标准值(按厚度加权平均)。
图6.8.5&&锚杆自由段长度计算简图
6.8.6&&锚杆锚固段长度可根据下列方法估算,取其中的较大值为设计长度:
& &1& &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.8.6-1)
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.8.6-2)
式中& &锚杆轴向拉力设计值(kN);
& && & 锚杆锚固体直径(m);
& && & 第 层土(岩)体中锚固段长度(m);
& && & 第 层土(岩)体与锚固体间极限摩阻力标准值(kPa),可根据经验取值,当缺乏经验时可按表6.8.6-1和表6.8.6-2取值;
& && & 锚杆锚固段设计长度(m)。
& & 2& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.8.6-3)
式中& &锚固段平均埋深(m);
& && &  深度以上对应土层天然重度(地下水位以下取浮重度),取厚度的加权平均值(kN/m3);
& && & 锚固段取厚度加权平均的内摩檫角()及粘聚力(kPa)。
& && && && && && && && && &土体与锚固体极限摩阻力标准值& && && &表6.8.6-1
土的名称& & & & 土的状态& & & & qs (kPa)
填土& & & & & & & & 20~30
淤泥& & & & & & & & 10~20
淤泥质土& & & & & & & & 20~30
粘性土& & & & IL&1& & & & 20~40
& & & & 0.75&IL≤1& & & & 40~50
& & & & 0.50&IL≤0.75& & & & 50~70
& & & & 0.25&IL≤0.5& & & & 70~80
& & & & 0&IL≤0.25& & & & 80~90
& & & & IL≤0& & & & 90~100
粉土& & & & e&0.9& & & & 20~40
& & & & 0.75≤e≤0.9& & & & 40~65
& & & & e&0.75& & & & 70~90
粉细砂& & & & 稍密& & & & 20~40
& & & & 中密& & & & 40~65
& & & & 密实& & & & 65~90
中砂& & & & 中密& & & & 55~80
& & & & 密实& & & & 80~100
粗砂& & & & 中密& & & & 80~100
& & & & 密实& & & & 100~120
砾砂& & & & 中密& & & & 120~140
& & & & 密实& & & &
& && && & 注:表中 值系采用直孔一次常压灌浆工艺计算值,当采用二次灌浆工艺时可适当提高。
& && && && && && && && &&&岩石与锚固体极限摩阻力标准值& && && & 表6.8.6-2
岩石种类& & & & 风化程度& & & & qs值(MPa)
泥岩、页岩& & & & 强风化& & & & 0.10~0.15
& & & & 中风化& & & & 0.15~0.25
& & & & 微风化& & & & 0.25~0.35
白云岩、石灰岩& & & & 强风化& & & & 0.12~0.15
& & & & 中风化& & & & 0.20~0.35
& & & & 微风化& & & & 0.35~0.45
砂岩、砂砾岩
花岗岩& & & & 强风化& & & & 0.20~0.30
& & & & 中~微风化& & & & 0.35~0.55
6.8.7&&锚杆设计长度尚应符合下列规定:
& &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,外露长度应满足锚座或腰梁尺寸及张拉作业要求。
6.8.8&&锚杆杆体材料宜选用钢绞线或高强钢丝。当锚杆轴向受拉荷载设计值小于350kN时,可采用Ⅱ级或Ⅲ级钢筋。
6.8.9&&锚杆截面面积应按下式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (6.8.9)
式中& &锚杆轴向拉力设计值(N);
& && & 锚杆杆体材料抗拉强度设计值(N/mm2);
& && & 锚杆杆体截面面积(mm2);
6.8.10&&沿锚杆轴线方向每隔1.5~2.0m宜设置一个定位支架。
6.8.11&&锚杆灌浆材料宜用水泥浆或水泥砂浆,灌浆体设计强度不宜低于20MPa。当锚杆入岩时,灌浆体设计强度不宜低于25MPa。
6.8.12&&锚杆布置应符合以下规定:
& & 1&&上下排锚杆垂直间距不宜小于2.0m,水平间距不宜小于1.5m;
& & 2&&锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于4.0m;
& & 3&&锚杆倾角宜为10~30,且不应大于45。
6.8.13&&同一层锚杆应设置腰梁,腰梁内力按连续梁参照6.5.18条规定计算。
6.8.14&&锚杆预加力值(锁定值)应根据地层条件及支护结构变形要求确定。宜取锚杆轴向受拉承载力设计值的0.6~0.8倍。
6.8.15&&锚杆的锁定荷载应采用应力元件进行测试。
6.9&&内支撑设计
6.9.1&&内支撑体系应由支撑、腰梁和立柱等构件组成。根据支撑材料不同,可选用钢支撑、钢筋混凝土支撑和钢与混凝土混合支撑。
6.9.2&&内支撑体系按平面布置可选用板系、杆系及其组合。
6.9.3&&当基坑形状为圆形、方形时,可采用板式内支撑。
6.9.4&&当基坑形状较长或不规则时,可采用杆系内支撑。
6.9.5&&内支撑构件可采用钢管、型钢或组合型钢截面,对于平面尺寸较大、形状比较复杂和环境保护要求较严格的基坑,宜采用现浇混凝土结构。
6.9.6&&内支撑的平面布置应符合下列规定:
& & l&&除逆作法外,支撑轴线应避开主体工程地下结构的柱网轴线;
& & 2&&相邻支撑之间的水平距离,用人工挖土时不宜小于3m,采用机械挖土时不宜小于6m,还应考虑方便后续施工和拆除;
& & 3&&基坑平面形状有向内凸出的阳角时,应在阳角的两侧同时设置支撑点;
& & 4&&各层支撑的标高处沿支护结构表面应设置水平腰梁。沿腰梁长度方向水平支撑点的间距:对钢腰梁不宜大于4m,对混凝土腰梁不宜大于6m;
& & 5&&当用人工挖土时,钢结构支撑宜采用相互正交、均匀布置的平面支撑体系。当采用机械挖土时,宜采用桁架式支撑体系;
& & 6&&平面形状比较复杂的基坑可采用边桁架加对撑或角撑组成的混凝土支撑结构。当基坑平面近似方形时,水平支撑宜采用环梁放射式混凝土支撑。当基坑平面近似圆形时,可采用圆形、拱形支护结构。
6.9.7&&支撑体系的竖向布置应符合下列规定:
& && &1&&上、下水平支撑的轴线应布置在同一竖向平面内,层间净高不宜小于3m。当采用机械开挖及运输时,层间净高不宜小于4m。
& && &2&&竖向布置应避开主体工程地下结构底板和楼板的位置,支撑底面与主体结构之间的净距离不宜小于700mm,支撑顶面与主体结构之间的净距不宜小于300mm。
& && &3&&立柱应布置在纵横向支撑的交点处或桁架式支撑的节点位置上,并应避开主体工程梁、柱及承重墙的位置。立柱的间距应根据支撑构件的稳定要求和竖向荷载的大小确定,但不宜超过12m。
6.9.8&&当基坑较浅时,可采用在工程桩或坑底地基与支护结构之间加斜撑的支护方式。斜撑不宜超过两层。在采用工程桩作支点时,必须保证工程桩本身的安全和正常使用。
6.9.9&&当基坑面积较大时,可采用筑“中心岛”的方式(图6.9.9),即中间部分于基坑内放坡正作,周边部分逆作,或利用围护结构的悬臂段的强度及刚度,先开挖至地下一层,然后从地下一层向下逆作。
1土边坡& & 2支撑& & 3立柱& & 4斜撑& & 5底板
图6.9.9&&“中心岛”法示意图
6.9.10&&平面支撑体系结构构件内力可按下列规定计算:
& &1&&支撑体系冠梁或腰梁水平荷载设计值应按本规定第6.5节或第6.6节确定的支点水平力设计值除以相邻支点的间距来确定,结构内力应按连续梁方法计算;
& &2&&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,对撑构件轴向力可近似取水平荷载设计值乘以支撑中心距;腰梁内力可按多跨连续梁计算,计算跨度可取相邻支撑点中心距。
& &3&&平面形状比较复杂的基坑,当支撑体系采用杆系结构力学方法计算时,应考虑腰梁刚度的影响,可不考虑围护结构的贡献。立柱与水平支撑的节点和立柱的下端按铰支座考虑;
& &4&&当不考虑纵横向水平支撑的互相作用且支撑与腰梁正交时,支撑的轴向压力标准值可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.9.10-1)
式中& &腰梁或冠梁作为围护结构的水平支座反力;
& && &  , 和 为左右两支撑间的中心距。
& & 当支撑与腰梁或冠梁斜交时,支撑的轴向压力标准值可按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &&&(6.9.10-2)
式中& &水平支撑与腰梁的夹角。
支撑轴向压力设计值可参照6.5.11条的规定计算。
& &5&&钢支撑内力尚应考虑构件安装误差产生的偏心影响,其偏心距可取支撑计算长度的l/1000。
& &6&&钢支撑尚应考虑由于温差产生的附加应力引起的不利影响。
6.9.11&&支撑构件的受压计算长度可按下列方法确定:
& &1&&当水平平面支撑交汇点设置竖向柱时,在竖向平面内的受压计算长度取相邻两立柱的中心距,在水平平面内的受压计算长度应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,其受压计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计算长度取支撑的全长。
6.9.12&&立柱计算应符合下列规定:
& & 1&&立柱内力宜根据支撑条件按空间杆系结构力学计算;也可按轴心受压构件计算,轴向力设计值可按下式确定:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.9.12)
式中& &水平支撑及柱自重产生的轴力设计值;
& && & 第 层支撑交汇于本立柱的最大受力杆件的轴力设计值;
& && & 支撑层数。
2&&立柱受压计算长度宜按下列规定确定:
1)& & & & 相邻两层水平支撑间的立柱受压计算长度宜取两层水平支撑中心距;
& && & 2)立柱在基坑底以下未入岩时,底层立柱受压计算长度宜取底层高度加5倍立柱直径或边长;立柱在基坑底以下部分进入岩层时,底层立柱受压计算长度宜取最下层支撑至基岩面的高度;立柱在基坑底以下全部入岩时,底层立柱受压计算长度宜取底层高度。
& & 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影响。
6.9.13&&支撑预加压力值不宜大于支撑力设计值的0.4~0.6倍。
6.9.14&&当采用钢支撑时,宜用A3钢。当采用钢筋混凝土支撑时,混凝土强度等级宜高于C20,纵向钢筋宜用II级钢筋。构件截面可采用矩形截面。
6.9.15&&支撑构件截面承载力应按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(6.9.15)
式中& &围护结构在各施工阶段荷载产生的最不利效应;
& && & 按现行国家有关结构设计规范确定的截面承载力设计值。
6.9.16&&稳定性验算时,应验算各构件平面内及平面外稳定性。采用板式支撑时,板厚应不小于200mm。杆系支撑长细比钢支撑不宜大于150,钢筋混凝土支撑不宜大于70。实腹式支撑杆件长度不宜大于12m,否则应加立柱。
6.9.17&&开挖面以下立柱的竖向(包括抗拔)承载力可按单桩承载力的计算方法验算。同一支撑相邻立柱支撑点的标高差宜不大于柱距的l/l00。
6.9.18&&钢筋混凝土支撑应符合下列要求:
& & 1&&钢筋混凝土支撑体系应在同一平面内整体浇注,基坑平面转角处的腰梁连接点应按刚节点设计;
& & 2&&混凝土支撑的截面高度宜不小于其竖向平面内计算跨度的l/20;腰梁的截面高度(水平向尺寸)不宜小于水平方向计算跨度的1/8,腰梁的宽度宜大于支撑的截面高度。
& & 3&&混凝土支撑的纵向钢筋直径不宜小于16,沿截面四周纵筋的间距不宜大于200mm。箍筋直径不应小于8,间距不宜大于250mm。支撑的纵向钢筋在腰梁内的锚固长度宜大于30倍钢筋直径。
& & 4&&腰梁(包括冠梁)纵向钢筋宜直通,直径不宜小于16。
6.9.19&&当环形支撑与支护结构相切时,环撑主筋与支护结构内局部加强的水平钢筋(与主筋同径并与主筋焊接)至少有5倍直径双面焊或10倍直径单面焊。当环撑与支护结构不相切时,宜采用放射状水平支撑杆件连接环撑和支护结构上的腰梁。连接时按规定施加预压力。
6.9.20&&钢支撑应符合下列构造规定:
& & l&&水平支撑的现场安装节点宜设置在支撑交汇点附近。两支点间的水平支撑的安装节点不宜多于两个。
& & 2&&纵横向水平支撑宜在同一标高交汇。
& & 3&&纵横向水平支撑若不在同一标高交汇,连接构造的承载力应满足平面内稳定的要求。
& & 4&&钢结构各构件的连接宜优先采用螺栓连接,必要时可采用焊接,节点承载力除满足传递轴向力的要求外,尚应满足支撑和腰梁之间传递剪力的要求,支撑和腰梁连接部位的翼缘和腹板均应加焊加劲板,加劲板的厚度不宜小于10mm。
6.9.21&&钢腰梁应符合下列构造规定:
& & 1&&安装钢腰梁前,应在围护结构上设置安装牛腿。安装牛腿可用角钢或钢筋构架直接焊接在围护墙的主筋或预埋件上。
& & 2&&钢腰梁与混凝土围护墙之间应预留宽度100mm的水平通长空隙,腰梁安装定位后,用强度等级不低于C30的细石混凝士充填。
3&&竖向斜撑与钢腰梁相交处,应考虑竖向分力的影响,应有可靠的构造措施,宜在支撑点腰梁上部加设倒置的牛腿;
4&&当采用水平斜支撑(如角撑)时,腰梁侧面上应设置水平方向牛腿或其它构造措施以承受支撑和腰梁之间的剪力;
5&&钢支撑和钢腰梁连接时,支撑端头设置厚度不小于10mm的钢板作封头端板,端板与支撑和腰梁侧面全部满焊,必要时可增设加劲肋板;
6&&当支撑标高在冠梁高度范围内时,可用冠梁代替腰梁。冠梁除符合结构设计要求外,还应符合上述有关腰梁的构造要求。
6.9.22&&当钢腰梁构件拼接时,可采用焊接或螺栓连接,接头承载力不应低于构件的截面承载力。支护结构拐角处,应做成刚性连接。
6.9.23&&立柱穿过主体工程底板以及支撑穿越主体工程地下室侧墙的部位,应有有效的止水措施。
6.9.24&&支撑结构的安装和拆除顺序应与基坑围护结构的设计计算工况相一致。支撑拆除前应在主体结构与支护结构之间设置可靠的换撑传力构造或用回填土夯实。
6.10&&逆作法支撑体系
6.10.1&&逆作法施工可利用地下室的楼盖结构(梁、板)作围护结构的水平支撑体系,主体结构的立柱作为楼盖的竖向支承体系,由上而下进行地下室结构的施工(图6.10.1),同时可进行上盖结构的施工。根据工程的实际情况,也可选择部分逆作法,即由上而下用逆作法进行地下室各层梁系施工,形成水平框格式支撑,地下室封底后再向上逐层浇筑楼板;或按支护结构的刚度,分段(二至三层)开挖土方,每段由下而上完成结构后再进行下段施工。在大面积地下室施工中,也可采用中心岛半逆作法。
& && && && &
图6.10.1&&逆作法施工示意剖面图
l密排桩或地下连续墙&&2中间立柱&&3地面层楼面结构
4底板&&5主体结构柱
6.10.2&&当地下室层数较多、基坑深度较大、周围环境条件要求严格且围护结构不允许有较大位移时,可采用逆作法。
6.10. 3&&逆作法施工的支护结构宜采用地下连续墙或排桩,其支护结构宜作为地下室主体结构的全部或一部分。
6.10. 4&&当地下一层允许放坡开挖(图6.10. 4a)或用悬臂式护坡桩(图6.10. 4b)时,可从地下第二层开始进行逆作法施工。
(a)& && && && && && && && && &(b)
图6.10. 4&&部分逆作法施工
l放坡或悬臂& &&&2地下连续墙或密排桩
& && && && && && && && && &3中间立柱& && & 4支撑点
6.10.5&&在各施工阶段基坑四周的支护桩墙的变形及承载力计算,应符合本规定第6.5节、第6.6节的有关规定。
6.10.6&&当考虑出土方便,先施工板下梁系形成杆系水平支撑体时,应按平面框架方法计算内力和变形,肋梁应按偏心受压杆验算构件的承载力和稳定性,并应按叠合梁验算楼盖正常使用条件下的承载力和刚度及裂缝宽度,并应有相应的构造要求。
6.10.7&&当楼盖梁板整浇作为水平支撑体系时,仅需验算正常使用条件构件的承载力,必要时验算构件的刚度和裂缝宽度。当有超载时,可按临时荷载考虑其影响。
6.10.8&&各施工阶段中临时立柱的承载力和稳定性验算,应符合本规定第6.9.12条的有关规定。立柱的长细比不宜大于25。
6.10.9&&逆作法施工应在适当部位(如楼梯间或无楼板处等)预留从地面直通地下室底层的施工孔洞,以便土方、设备、材料等的垂直运输。孔洞尺寸应满足垂直运输能力和进出材料、设备及构件的尺寸要求,并符合8.8.12条的规定。运输道路通过的楼板应进行施工荷载复核。
6.10.10&&肋梁应留出插筋以与上下混凝土墙体的竖筋连接。当采用梁板分次浇筑施工时,肋梁上应留出箍筋以便与后浇的混凝土楼板结合形成整体肋形楼盖。
6.10.11& &竖向支承应设在建筑物的柱位,作为建筑物的柱或柱的一部分。
6.10.12&&逆作法的竖向支承宜采用钢结构构件(型钢、钢管柱或格构柱),也可利用原结构钢筋混凝土柱;梁柱节点的设计应顾及梁、板钢筋施工及柱后浇筑混凝土的方便,在各楼层标高位置应设置剪力传递构件,以传递楼层剪力。
6.10.13&&底板与中柱应采取可靠措施连接成整体,常用的连接方法如图6.10.13所示。
(a)立柱与筏板之间的连接&&(b)打入小桩立柱&&(c)大直径桩与底板
& && && && && && && &与筏板间的连接& &&&之间的连接
图6.10.13底板与立柱的连接
l立柱&&2主筋&&3环钢板
4底板&&5承台&&6桩主筋
6.10.14&&地下室中柱采用挖孔桩时,宜在底板面以上挖孔井内壁用低标号砂浆抹成平整规则的内表面。
6.10.15&&在立柱与底板相交处,宜用膨胀橡胶止水条止水。
6.11&&组合式支护结构设计
6.11.1&&当采用单一支护结构体系不能满足基坑支护的安全、经济要求时,应考虑在同一支护段采用两种或两种以上不同支护型式的组合式支护体系。
6.11.2& &组合式支护结构的型式应根据工程地质条件、水文地质条件、环境条件和基坑开挖深度等因素,结合当地的施工能力和工程经验合理确定,考虑各支护结构单元的相互作用,并采取保证支护结构整体性的构造措施。
6.11.3&&常用的组合式支护结构型式有:混合型组合支护结构、阶梯型组合支护结构及拱形排桩或连续墙结构。
6.& & & & 11.4混合型组合支护结构是在同一支护段采用两种或两种以上的结构,各支护型式应相互作用紧密,形成整体性支护结构体系(图6.11.4)。混合型组合支护结构应符合下列规定:
图6.11.4&&部分混合型支护结构
l摆喷墙& &&&2桩& &3旋喷桩
4冠梁&&5水泥土墙&&6土钉墙
& & 1&&当采用排桩与高喷组合支护时,应严格控制支护结构位移。
& & 2&&场地地下水位较高,土层渗透系数较大,基坑工程需要止水时,可采用水泥土搅拌桩和排桩的组合支护,搅拌桩和排桩之间应保持适当的距离。
& & 3&&拱形排桩与拱形水泥土墙的支护结构宜看作薄壳按整体位移控制设计,当无经验时,可按单一的排桩支护结构设计,并应验算旋喷桩或水泥土墙的承载力。
6.11.5&&阶梯型组合支护结构是在基坑侧壁上、下分别采用不同的支护型式的结构,各支护结构可分别按单一的结构进行设计。计算下部支护结构的荷载时,应考虑上部支护结构及后侧土体的超载作用(图6.11.5-1)。阶梯型组合支护结构应符合下列规定:
& & 1&&当增加挡土排桩的嵌固深度难度较大,主动侧有部分可利用的空间时,可在同一剖面用上部放坡开挖、下部用排桩或连续墙的组合式支护结构。
2&&当微风化岩层位于基坑开挖面以上,且岩层或其节理的倾向向基坑外时,多支点桩墙可嵌入中、微风化岩0.5~1.0米,但岩层开挖边与桩墙边缘的距离必须大于500mm,且桩墙底部必须采取打锚杆等加固措施,以保证坑壁有足够的支持。为防止岩面局部塌落,可采取喷锚护面(图6.11.5-2)。
图6.11.5-1&&阶梯型组合支护结构型式
1锚杆&&2排桩&&3土钉
图6.11.5-2&&多支点桩墙结构与锚钉支护组合
1冠梁&&2锚杆或支撑&&3止水帷幕
4锚钉&&5中微风化岩
6.11.6&&当地下室外墙整体或局部是拱形结构时,挡土结构也宜成拱形。拱形结构可根据地质情况和实际需要采用排桩成拱结构或连续墙成拱结构。拱形排桩或连续墙成拱支护应符合下列规定:
& & 1&&对排桩成拱支护结构,桩与桩之间应交接。
& & 2&&计算拱型挡土结构的受力及变形时,可将整个拱的刚度作为计算刚度。
& & 3&&对排桩形成的拱型支护结构,桩顶应设冠梁。
& & 4&&对拱型支护结构,应保证拱支座稳定,拱支座位移不应大于30mm。
图6.11.6&&拱形支护结构型式
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7&&地下水控制
7.1&&一般规定
7.1.1&&在建筑基坑开挖深度及其影响范围内,当存在渗透性较好的含水层或富水的基岩和断层破碎带时,在基坑工程施工过程中,应对地下水进行控制。
7.1.2&&基坑支护地下水控制设计和施工首先应对周边环境进行调查,查明基坑周边可能与之发生水力联系的水文地质条件,查明地下水位变化对周边建筑物可能产生的影响。
7.1.3&&在基坑工程地下水控制设计前,应详细了解基坑支护结构体系及周围环境对地下水控制的技术要求。
7.1.4&&地下水控制可采用集水明排、井点降水和基坑周边止水防渗等措施。
7.1.5&&地下水控制宜优先考虑降低地下水位(集水明排、井点降水)。若降低地下水位将引起周边建筑物产生过大的(差异)沉降、倾斜,影响地下管道的正常使用,应在基坑周边做止水帷幕。止水防渗方案可采用高压喷射注浆法、深层搅拌法及压力注浆法。
7.1.6&&止水帷幕的排数和厚度应根据防渗要求进行设计。水泥土止水帷幕的渗透系数不宜大于10-6cm/s。
7.1.7&&在地下水控制设计中,应对基坑周边环境控制过程中地下水位的变化作出预测,并在施工时进行监测。如发现其影响超过有关规定时,应在设计施工中采取有效的防范措施(如在基坑外围回灌地下水等)。
7.2&&集水明排设计
7.2.1&&当基坑不深、涌水量不大、坑壁土体比较稳定、不易产生流砂、管涌和坍塌时,可采用集水明排疏干地下水。
7.2.2&&排水沟边缘离开坑壁边脚应不小于0.3m,排水沟底面应比相应的基坑开挖面低0.3~0.5m,沟底宽宜为0.3m,纵向坡度宜为0.2~0.5%。
7.2.3&&在基坑四角或坑边应每隔30~40m布设集水井,集水井底应比相应的排水沟低0.5~1.0m,集水井直径宜为0.7~1.0m,井壁可砌干砖,插竹片、木板,或用水泥管等临时支护,井底宜铺一层0.3m厚碎石作反滤层。
7.2.4&&地下水位有一定的水力坡度时,集水井宜优先考虑布置于地下水的补给侧。
7.2.5&&当基坑开挖深度较大且不同标高存在不同的含水层或透水层时,可在边坡不同高度分段放坡的平台上设置多层明沟。
7.2.6&&如地表水量较大,应在基坑外采取截流、导流等措施。
7.2.7&&水沟或集水井的截面应根据基坑涌水量的大小确定,其排水量应满足下式要求:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (7.2.7)
式中& &排水量(m3/d);
& && & 基坑涌水量( )。
7.2.8&&基坑涌水量可根据经验或参照邻近工程排水情况确定,在没有经验的情况下,可根据附录E“大井法”估算。
7.3&&降水设计
7.3.1&&降水井点类型应根据基坑含水层的土层性质、渗透系数、厚度及要求降低水位的高度选用。井点类型包括真空井点、喷射井点、管井井点、电渗井点等。
7.3.2&&当含水层的渗透系数为2~50m/d、需要降低水位高度在4~8m时,可选用真空井点,如降深要求大于4.5m时,可选用二级或多级真空井点;当含水层的渗透系数为0.1~50m/d,要求水位降深为8~20m,可选用喷射井点法;当含水层的渗透系数大于20m/d,水量丰富时,可采用管井井点法;当含水层为渗透系数小于0.1m/d的粘性土、淤泥或淤泥质粘性土时可采用电渗井点法。
7.3.3&&当基坑及其周边一定范围内不同部位的水文地质条件相差较大时,可同时采用两种或多种井点类型。
7.3.4&&井点设计时基坑涌水量可按下列方法估算:
& &1&&对于窄长形基坑(长宽比大于10),当含水层为潜水时,流向完整基坑的涌水量可按下式估算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(7.3.4-1)
式中& &基坑涌水量(m3/d);
& && & 含水层渗透系数(m/d);
& && & 基坑长度(m);
& && & 基坑宽度(m);
& && & 潜水含水层厚度(m);
& && & 地下水位降深(m);
& && & 降水影响半径(m)。
& & 当含水层为承压水时,流向完整基坑的涌水量可按下式估算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(7.3.4-2)
式中& &承压含水层厚度(m)。
& & 对于非完整基坑,可按完整基坑的涌水量予以折减的办法进行粗略的估算。
& &2&&对于块状基坑(长宽比小于10),可将不同形状的基坑简化为圆形基坑,其涌水量可按附录E“大井法”估算。
& & 块状基坑简化为圆形基坑,其等效半径 按下式计算:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(7.3.4-3)
式中& &等效半径;
& && & 简化系数,当 时,取1.14;当 时,取1.16。
& & 当块状基坑形状不规则时,其等效半径可按下列方法计算:
& & 对于不规则近似圆形基坑:
& &&&时& &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(7.3.4-4)
& &&&时& &&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & && &(7.3.4-5)
式中& &&&基坑面积(m2);
& && && &基坑周长(m)。
& &3&&对于不规则多边形基坑:
& && && && & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &

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