“c”法等 ——抗隆起力矩值(kN·m/m) k M 支护结构的内力和变形分析 重要管线等环境保护对象周边的基坑工程 严格地讲 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) S m值不是一个定值 接触面的设置 ——分别为对于危险滑弧面上滑动力矩和抗滑力矩(kN·m) 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 式中 设计计算 R/S 基坑支护桩的侧向弹性地基抗力法 当桩底土为一般黏性土时 适用于施工场地狭窄 应满足式(8)的要求 当基坑底上部土体为不透水层 R 宜采用侧向弹性地基反力法计算 hm F 本条规定 当桩间距比较大时 d 即相当于桩受水平力作用计算的“m”法 墙式支护结构的设计应包括下列内容 并采取相应的保护措施 尚需采用非圆弧滑动面计算 墙式支护结构设计计算应符合下列规定 2 土的侧向地基反力系数可通过单桩水平载荷试验确定 板桩 b—次影响区域 RL 因此在本条的计算公式中不考虑 3 地下水渗流作用而造成基坑失稳 α＝ a—主影响区域 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 5)支护桩 坑外土条零压线(浸润线)以上的土条重度取天然重度 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 vm 5 与现场地质条件 从而引起邻近建(构)筑物及地下管线的变形及开裂 内力分析时 作用的效应设计值应符合下列规定 提出基坑的各项变形设计控制指标 6)基坑工程的监测要求 δ 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 ＝0.8δ ——承载能力极限状态下基本组合的效应设计值 k 支护结构倾覆失稳 基坑设计的稳定性仅是必要条件 (1/m) 基坑施工的全过程模拟等因素 还应从支护结构施工 ——第j个可变作用的标准值 m称为地基水平抗力系数的比例系数 F 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 其对环境的影响主要分如下三类 长时间 应符合本规范第9.1.6条的规定 应从支护结构施工 9.4.1 jk S /δ 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 ——整体稳定抗滑安全系数 按下式确定 s为保护对象与基坑开挖边线的净距 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 作用在桩顶的水平力与桩顶位移X的关系如下式所示 2 非岩石类土的比例系数m值表 支护结构应进行稳定验算 4)基坑变形计算 根据基坑周边环境的复杂程度及环境保护要求 粉土和砂土应按本规范附录W进行抗渗流稳定性验算 桩 9.4.5 另一种方法是有限元法 当有地下水存在时 图54 M 应满足抗渗流稳定的验算 基坑开挖时产生的不平衡力 ＝mz 可按平面问题考虑 必要时可对被保护的建(构)筑物及管线采取土体加固 ——隆起力矩值(kN·m/m) ——基本组合的效应设计值 表28 丙级的基坑工程取1.7 是目前工程界最常用的基坑设计计方法 基坑因土体的强度不足 Q 0 不同分布图式的计算结果 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 ＝1.25S M 墙的倾覆稳定 形成分离式排桩墙 k 即可求得桩身各点的内力及变位值 坑底土渗流 需指出的是 有地下水渗流作用时 地层因地下水渗流作用引起流土 EI——桩身的抗弯刚度 ik 支护结构的底部应进入下卧较好的土层 应取1.35 3)支护结构的构件和节点设计 乙级的基坑工程取2.0 地基水平抗力系数的比例系数m值 基本组合的效应设计值可采用简化规则 0 应考虑各种作用组合 但由于其值相对而言要小得多 2 可取1.25 k 确定变形控制指标 沉降或倾斜 一种是建立在大量基坑统计资料基础上的经验方法 ——坑外地面荷载标准值(kPa) 基坑工程是支护结构施工 2 α——如图56所示(弧度) 并宜插入坑底下部不透水层一定深度 2 对不同情况的土坡及基坑整体稳定性验算 d ＇——最下一道支撑距地面的深度(m) 降水以及基坑开挖的系统工程 桩身截面计算宽度b 支护桩 从而求得抗倾覆分项系数 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 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 为桩身计算宽度(m) z为计算点的深度 S 边界条件 S 1 (a)为基坑支护桩 有条件时可采用卸荷条件下的抗剪强度指标进行验算 无试验资料时 国内常采用“m”法 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 可以用来间接评估基坑开挖引起周围环境的附加变形 从土抗力的角度考虑 在开挖深度范围内通常取主动土压力分布图式 根据基坑周边的环境保护要求 坑内土体应按本规范附录W进行抗突涌稳定性验算 当采用密排桩支护时 D——围护墙在基坑开挖面以下的入土深度(m) 其中b 1 必要时提出对环境保护的工程技术措施 土坡及基坑内外土体的整体稳定性计算 下部具有承压水头时 2 γ——围护墙底以上地基土各土层天然重度的加权平均值(kN/m 2 由于问题的复杂性 且该方法分析得到的结果宜与经验方法进行相互校核 ——主动土压力系数 并结合地区工程经验综合确定 ——作用的综合分项系数 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ 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 v 图55 基坑工程在城市区域的环境保护问题日益突出 变形解 vm 尚应计算在建筑物荷载作用下的内力及变形 稳定验算应符合本规范附录V的规定 借助于单桩水平力计算的“m”法 1 当有可靠工程经验时 1 9.4.3 表26 式中 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 α——桩的水平变形系数 图56 支护结构的位移对周围环境的影响程度不同 1 SLK 结构按承载能力极限状态设计中 应按下式进行计算 地基水平抗力系数的分布图式常用的有 9.4.5 桩身材料与刚度 设计等级为甲级的基坑工程取2.5 一般可取δ 地质条件差 架空管线等防范措施 从而使得基坑工程的设计从强度控制转向变形控制 优秀历史建筑 (b)为基坑支护桩上作用的土压力分布图 对于轴向受力为主的构件 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 采用有限元法分析时应合理地考虑分析方法 采用单一安全系数法 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 假定地基水平抗力系数(K 图55中 1 表25 基坑较深或需要严格控制支护结构或基坑周边环境地基变形时的基坑工程 将作用于围护结构上的外力进行力矩平衡分析 9.4.7 1)确定桩 墙式支护体系 m值可从表27中选用 K 往往相差很大 式中 实质上是软土地基承载力不足造成 本条将基坑稳定性归纳为 对悬臂式支护结构 应符合下列规定 位于轨道交通设施 式中 08-61提出了适用于一般黏性土的抗隆起计算公式 注 9.4.2 分项系数也可按地区经验确定 d 地基反力系数取“m”法图形 可按下列规定进行变形控制设计 基坑支护桩内力分析的计算简图如图55所示 桩身截面的计算宽度和桩径之间有如表28所示的关系 式中 h 用理论方法计算桩的变位和内力时 基坑工程设计时 基坑变形设计控制指标 常数法 验算整体稳定时 支护结构的入土深度应适当加大 的经验关系来确定 H为基坑开挖深度 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 9.4.6 M K——各类稳定安全系数 土体本构模型的选择及计算参数 1 d 计算中 坑底抗隆起计算简图 γ 抗倾覆稳定性安全系数应大于或等于1.30 基坑设计时必须满足上述四方面的验算要求 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 9.4.2 RLK 应满足下式要求 所选用的强度指标的类别 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 式中 桩 宜采用圆弧滑动面计算 4 基坑底土隆起稳定 土的抗剪强度指标的选用 其总变形值应小于其允许变形值 “k”法 大幅度降低地下水可能引起地面沉降 9.4.1 S 墙的入土深度 hm 以确认分析结果的合理性 “m”法 墙式支护可为柱列式排桩 2)支护结构的内力和变形计算 )随深度正比例增加 并不考虑周围建(构)筑物存在的影响 土压力可作为平面问题计算 本条取最下道支撑或锚拉点以下的围护结构作为脱离体 可作为变形控制设计时的参考 ——第i个永久作用的标准值 通过理论分析可得 基坑边坡整体稳定 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 为侧向受力的弹性地基梁(如c所示) 可根据其与围护结构最大侧移δ S 突涌稳定四个方面 3 即K 3 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 型钢水泥土墙等独立支护或与内支撑 当有地区可靠工程经验时 基坑底隆起稳定性验算 地面沉降及坑底隆起 D＇——最下一道支撑距墙底的深度(m) c (9.4.1-2) 各地区应积累工程经验 支护结构的抗倾覆稳定性又称抗踢脚稳定性 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 a 简化计算可按下式进行 稳定安全系数可按地区经验确定 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ K γ 1 S R (m) 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 基坑底土因承载力不足而隆起 支护桩入土部分 基坑稳定性验算 H——作用在桩顶的水平力(kN) 基坑支护结构设计时 侧向弹性地基抗力法 G 关于建筑物的允许变形值 基坑支护桩计算的侧向弹性抗力法 08-61提出了如图54所示的地表沉降曲线分布 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 故用φ＝0的承载力公式进行验算 K φ 基坑内外侧土体整体滑动失稳 但其分项系数均为1.0 A——弹性长桩按“m”法计算的无量纲系数 以下的土条取饱和重度 基坑稳定性验算时 应遵照政府有关文件和规定执行 F 当坑内外存在水头差时 桩 0 ——标准组合的效应设计值 提出了基坑变形设计控制指标(如表25所示) 1—支护桩 但在应用时应有可靠的工程实测数据为依据 大多数情况下的主要控制条件是变形 锚杆组合形成的支护体系 d 3 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 q 但对于轴向受力为主的构件 初始地应力场的模拟 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 x 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 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ 表27 导致基坑支护失效 ＝1.35S 对于带支撑的桩 （6） ——抗隆起安全系数 按当上述要求确定了入土深度 地下连续墙 结构使用期短 设计计算 M k 桩 墙式支护结构的倾覆稳定性验算 有软土夹层和倾斜岩面等情况时 但支护结构的底部位于软土或液化土层中时 (9.4.1-1) 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 其中最大地表沉降δ 2 围护墙后地表沉降预估曲线 9.4.6 该方法预测的是地表沉降 预估基坑开挖对周边环境的附加变形值 在很多情况下 因此除从设计方面采取有关环境保护措施外 ——滑裂面上地基土的黏聚力标准值(kPa)和内摩擦角标准值(°)的加权平均值 按弹性地基梁法求解桩的弹性曲线微分方程式 作用的综合分项系数γ 管涌以及承压水突涌等导致基坑工程破坏 地下水渗流稳定性验算 x 对于开挖区 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 S 通常采用文克尔假定的竖向弹性地基梁的计算方法 d/H—坑外地表某点围护墙外侧的距离/基坑开挖深度 R——土体抗力极限值 k ≥K 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 9.4 包括 从而引起紧邻建(构)筑物及地下管线的侧移 不同地区不同的土质条件 vm —坑外某点的沉降/最大沉降 9.4.4 抗倾覆力矩项中本应包括支护结构的桩身抗力力矩 坑内土条取浮重度 ) 结构托换 d 墙作为主体结构一部分时 9.4 9.4.4 并结合地区工程经验综合确定