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基坑工程设计过程中,这几个要点必须要考虑!

665 2020-11-20 08:57:41


1.1、基坑工程的安全等级与环境保护等级:

1、国家基坑规范规定了基坑支护结构的安全等级【参考国家基坑规范20123.1.3条】:

3.1.3 基坑支护设计时, 应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素,按表3.1.3采用支护结构的安全等级。对同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等级。

安全等级

破坏后果

一级

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重

二级

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重

三级

支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重


2、上海规范规定了基坑工程的安全等级与环境保护等级【参考上海基坑规范20103.0.13.0.2条】:

3.0.1、根据基坑的开挖深度等因素,基坑工程安全等级应分为以下三级:

1、基坑开挖深度大于、等于12米或基坑采用支护结构与主体结构相结合时,属一级安全等级基坑工程;

2、基坑开挖深度小于7米,属三级安全等级基坑工程;

3、除一级和三级以外的基坑均属二级安全等级基坑工程。

3.0.2、根据基坑周围环境的重要性程度及其与基坑的距离,基坑工程环境保护等级应分为以下三级,相应的基坑变形控制指标应按本规范第17.1节的规定采用。

环境保护对象

保护对象与基坑距离关系

基坑工程的环境保护等级

优秀历史建筑、有精密仪器与设备的厂房、其它采用天然地基或短桩基础的重要建筑物、轨道交通设施、隧道、防汛墙、原水管、自来水总管、煤气总管、共同沟等重要建(构)筑物或设施

sH

一级

H<s≤2H

二级

2H<s≤4H

三级

较重要的自来水管、煤气管、污水管等市政管线、采用天然地基或短桩基础的建筑物等

sH

二级

H<s≤2H

三级

注:1H为基坑开挖深度,s为保护对象与基坑开挖边线的净距;

2基坑工程环境保护等级可依据基坑各边的不同环境情况分别确定;

3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


1.2、支护结构设计时应采用下列极限状态参考国家基坑规范2012第3.1.4

1、承载能力极限状态

1)支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承受荷载,或出现压屈、局部失稳;

2)支护结构及土体整体滑动;

3)坑底土体隆起而丧失稳定;

4)对支挡式结构,坑底土体丧失嵌固能力而使支护结构推移或倾覆;

5)对锚拉式支挡结构或土钉墙,土体丧失对锚杆或土钉的锚固能力;

6)重力式水泥土墙整体倾覆或滑移;

7)重力式水泥土墙、支挡式结构因其持力土层丧失承载能力而破坏;

8)地下水渗流引起的土体渗透破坏。

2、正常使用极限状态

1)造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移;

2)因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形;

3)影响主体地下结构正常施工的支护结构位移;

4)影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。

1.3、基坑工程设计应具备下列资料【参考上海基坑规范20103.0.6条】

1、岩土工程勘察报告;

2、基地红线图、基地周边地形图;

3、基地周边相关建(构)筑物、管线的调查资料;

4、建筑总平面图及主体工程地下建筑、结构资料等。

1.4、基坑工程设计应包括下列内容【参考上海基坑规范20103.0.7条】

1、支护体系的方案比较和选型;

2、基坑的稳定性验算;

3、支护结构的承载力和变形计算;

4、环境影响分析与保护技术要求;

5、降水技术要求;

6、土方开挖技术要求;

7、基坑监测要求。


1.5、基坑工程的岩土勘察应符合下列规定【参考国家基坑规范2012第3.2.1条】:

1、勘探点范围应根据基坑开挖深度及场地的岩土工程条件确定;基坑外宜布置勘探点,其范围不宜小于基坑深度的1倍;当需要采用锚杆时,基坑外勘探点的范围不宜小于基坑深度的2倍;当基坑外无法布置勘探点时,应通过调查取得相关勘察资料并结合场地内的勘察资料进行综合分析;

2、勘探点应沿基坑边布置,其间距宜取15m25m;当场地存在软弱土层、暗沟或岩溶等复杂地质条件时,应加密勘探点并查明其分布和工程特性;

3、基坑周边勘探孔的深度不宜小于基坑深度的2倍;基坑面以下存在软弱土层或承压含水层时,勘探孔深度应穿过软弱土层或承压含水层;

4、应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的规定进行原位测试和室内试验并提出各层土的物理性质指标和力学参数;对主要土层和厚度大于3m的素填土,应按本规程第3.1.14条的规定进行抗剪强度试验并提出相应的抗剪强度指标;

5、当有地下水时,应查明各含水层的埋深、厚度和分布,判断地下水类型、补给和排泄条件;有承压水时,应分层测量其水头高度;

6、应对基坑开挖与支护结构使用期内地下水位的变化幅度进行分析;

7、当基坑需要降水时,宜采用抽水试验测定各含水层的渗透系数与影响半径;勘察报告中应提出各含水层的渗透系数;

8、当建筑地基勘察资料不能满足基坑支护设计与施工要求时,宜进行补充勘察。

1.6、基坑支护设计前,应查明下列基坑周边环境条件【参考国家基坑规范2012第3.2.2条】:

1既有建筑物的结构类型、层数、位置、基础形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等;

2各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等;对既有供水、污水、雨水等地下输水管线,尚应包括其使用状况及渗漏状况;

3道路的类型、位置、宽度、道路行驶情况、最大车辆荷载等;

4确定基坑开挖与支护结构使用期内施工材料、施工设备的荷载;

5雨季时的场地周围地表水汇流和排泄条件,地表水的渗入对地层土性影响的状况。

1.7、支护结构选型时,应综合考虑下列因素【参考国家基坑规范2012第3.3.1条】

1、基坑深度;

2、土的性状及地下水条件;

3、基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果;

4、主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;

5、支护结构施工工艺的可行性;

6、施工场地条件及施工季节;

7、经济指标、环保性能和施工工期。

1.8、支护结构选型可参考下【参考国家基坑规范2012第3.3.2条】:

结构类型

适用条件

安全等级

基坑深度、环境条件、土类和地下水条件

支挡式结构

锚拉式结构

一级、二级、三级

适用于较深的基坑

1排桩适用于可采用降水或截水帷幕的基坑

2地下连续墙宜同时用作主体地下结构外墙,可同时用于截水

3锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土层中

4当邻近基坑有建筑物地下室、地下构筑物等,锚杆的有效锚固长度不足时,不应采用锚杆

5当锚杆施工会造成基坑周边建(构)筑物的损害或违反城市地下空间规划等规定时,不应采用锚杆

支撑式结构

适用于较深的基坑

悬臂式结构

适用于较浅的基坑

双排桩

当锚拉式、支撑式和悬臂式结构不适用时,可考虑采用双排桩

支护结构与主体结构结合的逆作法

适用于基坑周边环境条件很复杂的深基坑

土钉墙

单一土钉墙

二级、三级

适用于地下水位以上或经降水的非软土基坑,且基坑深度不宜大于12m

当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时,不宜采用土钉墙

预应力锚杆复合土钉墙

适用于地下水位以上或经降水的非软土基坑,且基坑深度不宜大于15m

水泥土桩垂直复合土钉墙

用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12m;用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于6m;不宜用在高水位的碎石土、砂土、粉土层中

微型桩垂直复合土钉墙

适用于地下水位以上或经降水的基坑,用于非软土基坑时,基坑深度不宜大于12m;用于淤泥质土基坑时,基坑深度不宜大于6m

重力式水泥土墙

二级、三级

适用于淤泥质土、淤泥基坑,且基坑深度不宜大于7m

放坡

三级

1施工场地应满足放坡条件

2可与上述支护结构形式结合

注:1、 当基坑不同部位的周边环境条件、土层性状、基坑深度等不同时,可在不同部位分别采用不同的支护形式;2、支护结构可采用上、下部以不同结构类型组合的形式。


1.9、计算作用在支护结构上的水平荷载时,应考虑下列因素【参考国家基坑规范2012第3.4.1条】

1、基坑内外土的自重(包括地下水);

2、基坑周边既有和在建的建(构)筑物荷载;

3、基坑周边施工材料和设备荷载;

4、基坑周边道路车辆荷载;

5、冻胀、温度变化等产生的作用。