1、成都地区深基坑工程设计施工交流会,2011.11.24,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,主要内容,第一部分 基坑工程特点第二部分 支护结构设计第三部分 基坑方案编制要点第四部分 常见设计误区第五部分 基坑审查要求第六部分 案例,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,第一部分 基坑工程特点,1.1、基坑的概念（与边坡、滑坡的区别）1.2、基坑工程的特点,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,1.1基坑的概念（与边坡、滑坡的区别）,基坑（建筑）-建筑基坑支护技术规程 为进行建筑物包括构筑物基础与地下室的施工所开挖的地下空间。边坡（建筑）-建筑边坡工程技术规范 在建（构）筑物场地或其周边，由于
2、建（构）筑物或市政工程开挖或填筑所形成的人工边坡和对建（构）筑物安全或稳定有影响的自然边坡。滑坡-铁路路基支挡结构设计规范 斜坡上的岩土体沿某一界面发生剪切破坏向坡下运动的现象，属于地质灾害范畴,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,1.2-1基坑工程的特点（相对于边坡、滑坡）,（1）临时性 一般使用期限小于2年（因此在设计文件中一定要明确基坑使用年限） 不考虑抗震 不考虑耐久性 分项系数（2）周边环境复杂（3）支护结构往往作为地下结构外墙的一部分（此时按一级基坑设计）,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,1.2-2基坑工程的特点（相对于其它岩土工程）,(1)区域性(2)综合性(3)风险性 (4
3、)时空效应(5)环境效应,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,(1) 区域性属地效应,成都地区常用的支护型式1、锚喷（土钉墙）（一般土采用冲击安装钢管、卵石层和膨胀土采用螺旋钻孔注浆土钉）2、悬臂排桩（人工挖孔桩为主，旋挖钻开始普及）3、锚拉桩（预应力锚索、自钻式锚杆、全粘接锚杆）4、放坡素喷或网喷5、锚杆框架梁（常用于边坡）、锚杆挡墙6、复合土钉墙（锚杆+土钉墙、土钉+底部挡土墙等）7、内支撑（地铁、周边地下室） ，目前主要是地铁，基坑工程中，主要还是角撑、斜撑。百扬大厦 、二重 8、双排桩,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,(2)综合性技术效应,理论不完善-应力路径 基坑工程所需要
4、解决的是卸荷状态下的应力应变关系，即1减小、 3不变。土力学传统三课题的综合 土力学传统三课题：强度(或称稳定)、变形和渗流。而基坑工程则是这三个课题的综合。岩土工程与结构工程、施工管理交叉 基坑工程不但要解决岩土工程问题外，还要和结构工程、工程施工管理紧密结合。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,(3)风险性社会效应,周边建筑物、管网较多，业主维权意识强 （如万年茗居、楼歪歪、首创爱这城等）甲方认识不够，觉得基坑为临时工程，不愿意投入太多超深基坑越来越多（目前成都地区最深达34m，国际金融中心，西南地区最深37.4m，二重），设计、施工经验不足,返回,基坑不仅仅是一个技术问题，更是一
5、个社会问题！,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,(4) 不确定性时空效应,目前主要是定性研究，定量很难，可用来指导施工时间效应 反应的土体的流变性； 如：开外暴露时间要求、及时封闭等空间效应 反应的是基坑作为平面体系，体系对结构的影响 （1）排桩中冠梁的作用； （2）基坑侧壁分段开挖；,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,(5) 复杂性环境效应,周边建筑物变形、开裂 侧向卸荷，水平应力减少地下水抽降 水资源采取费 降水导致地下水导致附加应力增加；砂层被抽走，产生侵蚀；土方开挖 对交通、大气的影响，尤其是对扬尘的影响，裸土覆盖,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑设计的总原则,
6、1安全可靠：满足支护结构本身强度、稳定性、变形要求。2经济合理：在安全可靠的前提下，从工期、造价、材料、设备、人工、环境 保护综合分析确定具有明显技术经济效益的方案。3方便施工，节约工期。4信息化设计和施工。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑设计的一般规定,1重视基本理论的指导作用；2考虑最不利的施工工况和最不利的地质情况；3做好基坑工程总体方案的选择；4注意综合治理，尤其做好水的控制；5重视“时空效应”，做好基坑工程的概念设计；6认真做好监测、预案，及时反馈，做好信息化施工；7尊重地方经验和劳动工人的首创精神。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,两种极限状态,1、承载能
7、力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致 支护结构和周边环境破坏。2、正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工，或者影响周边环境的正常使用功能。 支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算。一级基坑和对变形有限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,收集资料,1基坑勘察报告（包括水文气象条件等）2邻近建筑物和地下设施的类型、分布、结构特征、基础类新和埋深、对变形要求等3本工程有关的资料：用地界线和红线图、邻近地下管线土、建筑总平面图、基础平面图及详图施工单位的施工平面布置图4基坑开挖和支护期间是否有相邻施工，其
8、方法、施工工艺、与本基坑工程的相互影响。5工期、质量、经济等方面的业主要求。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,设计内容,1工程概况和业主要求；2支护结构方案比较和选型；3支护结构强度和变形计算；4基坑稳定性计算；5抗渗计算（可选）；6降水或止水方案；7挖土方案（至少提出要求）；8监测方案、环境保护要求。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,第二部分 支护结构设计,2.1计算模型（简图）2.2计算参数（通用）2.3计算方法2.4构造2.5基坑设计图件,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.1-1支护结构设计计算模型（排桩）,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.1
9、-2支护结构设计计算模型（锚喷）,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.2 支护结构设计参数（通用）,（1）基坑安全等级（2）超载（3）基坑深度（地表基础垫层底面的深度）（4）坡线参数（5）工况（6）土的物理力学参数指标（7）土压力,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,（1）基坑安全等级,根据,基坑侧壁安全等级: 重要性系数 位移控制标准一级基坑: 1.1 0.20.3%H二级基坑: 1.0 0.40.6%H三级基坑 0.9 一般不做要求 基坑位移控制要求除与基坑深度有关系外,有些工程还对变形速率和变形总位移做了规定。变形速率：23mm/d总位移要求：一级2030mm；二级506
10、0mm注意：各本规范对基坑的安全等级规定并不一致！注意地方规范和规定优先！,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑工程安全等级划分（JGJ72-2004）,高层建筑岩土工程勘察规范 （JGJ 72-2004）基坑等级确定说明：1基坑环境条件：指临近既有建（构）筑物、管线、道路的重要性、邻近程度、荷载大小、基础类型和埋深、变形控制要求等；2破坏后果：包括对本工程或周边环境的破坏后果；3工程地质条件复杂程度：按照侧壁软土、砂土层的性质和厚度衡量；4地下水位低：指地下水位低于基坑深度；,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑等级,各地方和行业规范有各自的规定，可参照使用。例： 广州地区建筑基坑支
11、护技术规定（GBJ02-98）基坑侧壁安全等级,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）基坑等级,基坑位于： 地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内； 城市生命线工程； 对位移有特殊要求的精密仪器使用场所； 等建筑物附近的基坑工程按照市府有关文件和规定执行。 多为一级。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑侧壁安全等级（JGJ120-99）,注：有特殊要求的基坑侧壁安全等级根据具体情况确定。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,成都市建筑工程深基坑施工管理办法,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,成都市建筑工程深基坑施工管理办法,说明： 1、基
12、坑边坡影响范围内建（构）筑物的重要性划分： 重 要：三层及三层以上建筑物，低于三层的重要建筑物、重要管线和地下设施等。 一 般：一二层的建（构）筑物。 次 要：临时建筑物或其它次要设施。 2、表中H为基坑深度，S为建筑物距坑边的距离。 3、基坑支护结构作为永久性结构使用的基坑工程安全等级定为一级。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,（2）超载,均布荷载、条形荷载和三角形荷载周边有建筑物的,根据建筑物的实际情况确定;一般每层荷载考虑1015kPa即可。距离支护结构1.5m内，按照60KPa取值；距离支护结构1.5m3m内，按照40KPa取值；（高大钊）周边边有道路的,按道路的等级确定;原则上不
13、小于20kN/m;当考虑以上情况后，周边超载小于10kN/m2时，还应考虑一个均布荷载（施工检修荷载）,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2 超载（续）,超载对支护结构的影响（1）均部超载的影响范围包括桩的全部长度；（2）局部分布荷载对桩的影响是有限的，它的宽度和到基坑边缘的长度决定着其影响范围这也是为什么一定要考虑一个均布超载的原因。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,局部超载计算简图,A,B,C,D,450,450,450,E,坑底,q0,q,b,F,a,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,建筑物的荷载,q0,a,b,q,450,450,a,A,F,坑底,d,中国建筑西南勘察设计研究院
14、有限公司,（3）工况、内力位移包络图,岩土工程的内力反应与应力路径密切相关，是非线性的，不同的应力路径将产生不同的岩土内力，进而对支护结构内力产生影响。不同的施工工序、开挖进度对支护结构内力影响较大，因此必须分工况进行计算，然后根据各工况的最大位移、内力包络图做为最后的配筋计算依据。对悬臂桩而言，尽管施工过程分几次开挖，但最大的内力位移肯定出现在开挖的最终状态，因此可按一个工况进行。对锚拉桩而言，各工况对应的开挖深度与锚索的施工相适应。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,（4）土的物理力学参数指标,2.6.1 几何参数 厚度2.6.2物理参数 容重、压缩模量、回弹模量2.6.3力学参数 C、
15、（天然、水下、饱和）2.6.4其它参数 与锚固体摩阻力、与土钉体摩阻力、m值、抗剪强度,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,（5）土压力,主动土压力、被动土压力、静止土压力郎金土压力与库伦土压力 （1）朗金主动土压力大小一般稍偏大，偏于安全； 朗金被动土压力结果偏小。 （2）库仑主动土压力大小一般比较准确； 库仑被动土压力一般因基坑底部达不到被动极限状态，结果偏大；基坑设计计算土压力调整（why）基坑开挖深度以下的主动土压力维持不变土钉墙土压力与郎肯土压力的区别土压力与位移的关系（主动是0.10.5%,被动15%基坑深度）,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,主动土压力放大,1、 基坑外侧的土
16、压力介于静止土压力和主动土压力之间，宜按照场地工程条件选用。 2、变形有严格限制的建筑物或地下管线位于区时，采用Ko计算土压力；位于区时，采用(Ko+Ka）/2计算土压力。,h,0.5h,h,坑底,区采用Ko区采用 0.5(Ko+Ka),建筑物,地下管线,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,被动土压力调整,1、一般来说，支护结构墙体在被动区不允许达到被动极限状态，被动土压力也达不到极限值。降低的被动土压力可以用极限状态时的被动土压力系数Kp乘以一个折减系数Cp计算。 2、 Cp=0.50.8，结合经验确定。由于公式根据被动区位移来计算被动土压力折减系数3、坑中坑的折减4、被动区的加固，可以提高
17、，但一般不考虑,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,土钉墙实测土压力与理论土压力对比,经验梯形分布1和2,1,2,实际分布,中上部土钉长底部土钉短,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.1 几何参数,厚度根本依据是地勘报告（1）根据场地的综合地质情况（代表情况），推荐（2）根据场地的最不利地质情况（以某一钻孔为例），复核！特殊情况 砂卵石 个人主张采用综合地质情况,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.2 物理参数,容重 主要反应的是土压力 以地勘报告为原始依据压缩模量 压缩模量与变形模量不一致，地勘报告对卵石一般提供的是变形模量 主要影响的是基坑的地表沉降 根据经验，实际的地表沉
18、降只有计算沉降的1030%；回弹模量 主要影响的是基坑土的回弹变形 成都地区基底一般为中硬性土，基坑深度不大，回弹变形很小，一般不考虑回弹,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.3 力学参数,抗剪强度指标（C、 ）分类 目前的地勘报告一般提供的是： 天然状态下的快剪强度指标； 对卵石层，一般是饱和状态下（水下）的经验指标； 偶尔也有提供固结快剪指标和三轴试验指标 根据建筑基坑支护技术规程： 应采用三轴试验（当有可靠经验时，也可采用直剪试验）土的固结不排水（快）抗剪强度指标； Why?,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.3 力学参数（序1）,土的固结不排水抗剪强度指标Ccu、cu
19、 （1）固结不排水剪是指在试样（饱和试样）先在某一围压（3）作用下排水固结，然后在保持不排水的条件下，增加轴压（ 1-3 ）直至试样破坏。通过该试验，可以得到总应力指标，有效应力指标和空隙压力系数； （2）基坑周围的土在天然状态下一般都已固结，相当于试样（饱和试样）先在某一围压（3）作用下排水固结，而基坑开挖时间一般很快，土体来不及排水（与降水没有直接关系）。 （3）即使基坑采用了降水措施，由于土体（粘性土，非粘性土一般不做室内力学试验）内的排水时间远长于基坑的降水施工时间，因此可认为是不排水。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.3 力学参数（序2）,膨胀土的力学参数 地勘报告提供的
20、C、一般不能直接使用，Why？ 根据膨胀土地区建筑设计规范，膨胀土基坑设计应采用饱和强度值。卵石土的力学参数 （1）成都地区的卵石层沉积规律变化多端，很难取得一个代表场地的地层，一般采用卵石层的加权力学参数。即对砂卵石采用同一地质参数。 （2）砂卵石层是否在降水后参数有所提高，是否应该给降水后的砂卵石一个C值？答案是肯定的。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.4 其它参数（1）,与锚固体摩阻力（锚杆、锚索） 指土体与注浆后的锚杆（索）锚固段之间的单位长度摩阻力；锚固体直径（成都地区常用150mm、130mm、110mm、90mm）与土钉体摩阻力（土钉） 指土体与注浆后的土钉体的单位长
21、度摩阻力；土钉直径（成都地区采用冲击法安装的常用5080mm，卵石层可取大值）m值 弹性法计算中，m值至关重要。 两种做法： （1）采用经验值，主要参考桩基技术规范表5.7.5； （2）根据经验公式算，建筑基坑支护技术规程附录C.3.2(基坑底位移=10mm)，一般值偏小。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.4 其它参数（2）,（1）总应力法与有效应力法相当于在稳定计算中的水土合算和水土分算总应力法的滑动面力学参数指标包含了水的作用；有效应力法的滑动面力学参数指标只是土的力学参数，水的作用按水压力考虑（2）水土分算与水土合算 水土分算适合于非粘性土，如砂、卵石、粉土等； 水土合算适合
22、于粘性土，如粘土、粉质粘土、粉土等。 总体来说，水土分算计算结果要大于水土合算，一般降水后的土层均按水土合算考虑,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.6.5 成都地区的特殊土层,膨胀土特点：（1）裂隙充填物性质决定着土体的基坑支护性质；（2）遇水（下雨）膨胀，失水（暴晒）收缩（主要是防止含水量发生过大变化）（3）遇水后抗剪强度急剧降低“天晴一把刀，下雨一团糟”建议参考文献: 孔德坊流砂 主要发生在西南、南门，发生在基岩顶部与砂卵石交界部位，主要是施工问题粉土、粉砂 施工易扰动，扰动后强度降低填土 主要力学参数变异性大，上层滞水多，欠固结,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3 支护结构
23、设计计算方法,2.3.1 锚喷2.3.2 排桩2.3.3 锚索或锚杆2.3.4 降水,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3.1 计算方法（锚喷）,局部抗拉 按照锚杆的设计思路，验算单根土钉的抗拉强度、材料强度。计算方法同锚杆计算。 内部稳定 瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法 后两种方法考虑了土条之间的相互作用力，理论更加严密，计算的安全 系数较瑞典条分法大外部稳定 将整个土钉墙按照一个重力式挡土墙来进行计算。主要是宽度取值问题。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,锚喷计算的几个系数,土钉抗滑摩阻力折减系数 见基坑规范6.2节，土钉墙整体稳定性验算公式6.2.1，取0.
24、5土钉拉力分项系数 见基坑规范6.1.1节，土钉墙整体稳定性验算公式6.1.1，取1.25土钉拉力抗力分项系数 见基坑规范6.1.4节，土钉墙整体稳定性验算公式6.1.4，取1.3(1.6)整体滑动安全系数 见基坑规范6.2节，土钉墙整体稳定性验算公式6.2.1，取1.3,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3.2 计算方法（排桩）,经典法（极限平衡法） 按照平面应变方法，取1根桩作为计算单元，土压力计算宽度取桩间距。 通过土压力平衡获得弯矩零点，然后再将排桩等效为一根梁，通过梁上力的平衡获得桩的内力 优点：简单实用，适合手算； 缺点： （1）无法计算桩的变形； （2）计算悬臂或1排锚杆的
25、误差基本可以忍受，多排锚杆时误差较大； （3）无法考虑锚杆的预应力； （4）无法考虑工况对计算桩内力的影响。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3.2 计算方法（排桩）（续）,弹性法 将被动土压力由原来的朗肯土压力计算方法，采用一系列的弹簧来等效。即被动土压力由弹簧的刚度系数（通过土的m值求解）和桩的变形确定。然后通过桩的扰曲线方程，在结合边界条件，联合求解，最终确定桩的变形和内力。缺点：计算麻烦，m值准确获得较困难。优点：（1）理论更完整，不但包含力的平衡，还包含了桩的变形协调；（2）可以计算桩的变形和内力；（3）可以计算多组锚杆和桩的共同作用；桩与锚杆的内力、变形协调；（4）可以考虑
26、锚杆的预应力，施工工况对桩的内力的影响。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,排桩的嵌固深度,排桩的嵌固深度深排桩作为挡土结构体系最根本的保证，必须确保，尤其是悬臂桩和单排锚拉桩；基坑规范4.1.2条规定，对悬臂式和单支点排桩嵌固深度不宜小于0.3H(H为基坑深度)，多支点结构不宜小于0.2H； Why?（静定结构与超静定结构的区别）基坑规范对排桩和单支点结构采用抗倾覆（力矩平衡）来计算桩的嵌固深度，Why?； 根据大量的试验表明，根据抗倾覆、整体稳定、局部稳定、抗渗流等多重情况计算，采用满足抗倾覆所需要的嵌固深度最大。具体说明参见基坑规范4.1.1条文说明。嵌固段提供的抗力可靠度远大于锚杆（
27、锚索）的抗力可靠度；,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,排桩的结构计算,采用基坑规范3.4、3.5提供的水平荷载标准值和水平抗力标准值，计算所得的桩身内力为桩的内力标准值；标准值、设计值的区别？（注意与特征值的区别） 对荷载（内力）而言：设计值=标准值荷载分项系数（1.25）（重要性系数）； 对抗力而言： 设计值=标准值/荷载分项系数； 其余结构计算与混凝土结构相同；可靠度理论 主要通过三个系数来保证，即： 重要性系数、荷载分项系数、材料分项系数,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,弯矩折减系数,对锚拉桩而言，若采用经典法计算，第一排锚杆的内力往往偏小。Why?(这与经典法的计算假设有关)但
28、实际中第一排锚杆的内力往往较大，增大的结构实际上对桩身弯矩有利，因此弯矩可适当降低；根据经验，桩身弯矩一般可减少15%左右，同时对第一排锚杆设计时候，内力取值应适当增加。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,排桩的配筋参数,受拉筋范围圆心角，一般取90120度；拉区、压区纵筋比值：0.30.6,一般取0.5混凝土保护层厚度，对人工挖孔桩35mm，对水下灌注桩，取50mm。保护层厚度越大，配筋量越大。桩的纵筋级别：新混凝土规范取消了、钢的区分，而分别对应HPB235,HRB335,HRB400代替。推荐使用HRB400钢筋，原因： （1）支护桩配筋量较大，采用HRB400钢筋可方便施工； （2）
29、HRB400钢筋性价比较高（强度高20%，价格贵不到510%）；人工挖孔桩一般采用孔内绑扎钢筋，因此对箍筋直径不能选用太大，否则不好施工，一般选择10mm以内；,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3.3 锚杆（索）计算,锚索计算是目前基坑设计的一个难点，很多设计者对桩和锚索之间的关系认识不足。成都地区常用的锚索类型：（1）预应力锚索（常用孔径130150mm）（2）钻孔安装式锚杆（常用孔径70130mm ）（3）自钻式锚杆（即采用地质钻杆作为锚杆材料，一般是50钻杆，与标贯钻杆直径相同）,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,锚索与桩的连接,锚索穿过桩体，直接锚固于桩身之上；锚索设置于桩间
30、土体，然后通过连梁（一般采用2根25b的工字钢或槽钢）两者孰优劣？（1）前者施工麻烦，但可靠度高；（2）后者施工方便，尤其是设计变更增加锚杆，但传力为间接传力，可靠度较低,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,支锚刚度,基坑规程边坡规范两者之间的关系（la=0）那一个参数对刚度影响较大？理正深基坑对锚杆刚度的交互计算,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,预加（应）力,基坑规程施加的预应力是作用锚杆内力的初始值，锚索的内力与锚索的刚度和锚头发生的位移有关。施加的预应力不宜超过锚杆设计内力的70%,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,锚索自由段长度,锚杆（索）的自由段长度应满足以下三个基本要求(1)
31、 （经典法计算）(2)满足锚杆（索）刚度要求（变形协调）； (3)通过（1）、（2）计算的锚杆自由段长度不宜小于5m，且应超过潜在滑动面1.5m（构造要求）； 在锚杆（索）自由段的确定中，若采用经典法，则（1）、（3）需同时满足；若采用弹性法（m法），则（1）、（2）、（3）则全部需要满足。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,锚杆锚固段长度,根据基坑规程4.4.3式计算锚固段长度锚固段长度应满足以下构造要求：（1）土层锚杆锚固段长度不宜小于4m，且不应超过10m（拉力型锚杆）；（2）岩石锚杆的锚固段长度不宜小于3m，也不宜大于45D（D为锚固体直径）和6.5m，或55D和8m（对预应力锚索）
32、 如果不满足以上要求，怎么办？（1）调整锚杆孔径（2）更改锚杆类型（3）改变钻孔或注浆方式，提高单位锚固力,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,桩锚计算顺序,（1）根据基坑规程3.4、3.5节确定水平荷载和水平抗力的标准值；（2）套用经典法或m法的计算理论，进行桩嵌固深度和桩、锚杆内力计算；（3）根据基坑规程4.2.3节确定桩的设计内力，并按照混凝土规范进行配筋；（4）根据第（2）条确定的锚杆内力进行抗拔力进行锚杆设计，包括自由段、锚固段、钻孔直径、杆体材料的设计；（5）进行桩的其它验算，如整体稳定、抗渗稳定、抗隆起等验算。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,锚喷设计的常见问题,土钉强度抗拔
33、力设计值大于材料强度设计值，冲击法土钉安装失败土钉墙外部计算宽度大于土钉最大长度没有进行土钉面层计算，理正是按双向板来计算的土钉与面层的连接不可靠，采用井字型锚固或螺栓锚固。土钉非全段注浆，注浆孔间距偏大土钉设计上短下长，经典土压力在土钉墙计算时的调整土钉锚固体直径偏大土钉需采用复喷工艺面层分布钢筋网间距、直径、加强筋直径不符合规范要求没有设置泄水孔,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,排桩设计的常见问题,排桩的冠梁高度方向配筋不满足受弯构件的最低构造要求桩顶主筋锚入冠梁的长度不满足直锚要求（冠梁高度不够），有些采用90度弯折，但弯折施工困难采用旋挖设计的排桩，桩的混凝土强度和保护层厚度不满足
34、规范要求（C30和50mm）挖孔桩的护壁配筋不满足要求，第一节未超出地面20cm施工顺序中，旋挖与降水井的先后顺序没有明确桩中预埋筋没有图纸，后植筋长度、规格不满足规范要求。桩配筋中，非受力侧构造钢筋配置不足；或将受力钢筋分布到非受力侧（配筋范围超出受拉区钢筋圆心角）；箍筋直径、间距与主筋不匹配；主筋间距不满足规范最小要求，混凝土浇筑困难；钢筋笼刚度不够，导致吊装难度增大。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,桩间网喷、锚索、锚杆的常见问题,桩中预埋筋没有图纸，后植筋长度、规格不满足规范要求。桩间支护加强筋间距过大桩间网喷没有采用复喷工艺，厚度不满足规范要求桩间网喷没有设置泄水孔，或泄水孔没有
35、起作用预应力锚索设置在桩间，但对腰梁没有计算预应力锚索张拉、锁定没有考虑预应力损失预应力锚索的锚固段长度过长、自由段长度不够锚杆、锚索的成孔工艺选择不当,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.3.4 降水设计,成都地区大多采用管井降水计算方法：（1）大井理论：基坑规范推荐方法计算无法考虑时间效应，降水前期单井出水量远大于设计出水量（2）非稳定流理论可以考虑时间效应，计算相对准确，但计算需要的参数较多，常规的地质勘察一般不提供此类水动力学参数,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,图 1,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,降水井类型,根据降水井是否穿过含水层，降水井分为： （1）完整井 （2）
36、非完整井 非完整井的含水层厚度按以下原则确定： 管井深度-地下水位埋深+35m根据地下水是否承压，降水井可分为： 承压井与潜水井根据降水井周边是否有补给源，降水井可分为： 岸边降水、基坑远离边界降水,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,降水计算过程,根据基坑面积、深度，根据经验确定管井深度根据管井深度和地层确定降水井类型，同时查阅地勘报告，确定基坑计算所需的水文地质参数按照大井理论确定基坑总涌水量计算单井理论出水量确定井数，布置井位根据实际井位，计算单井干扰流量，判断干扰流量是否满足要求，不满足，增加井或修改井位，满足，进入下一步验算基坑最危险点的降深是否满足要求分析降水对周边环境的影响,中国
37、建筑西南勘察设计研究院有限公司,降水控制,对泥岩顶部1.01.5m无法疏干的部分，怎么解决？（1）增加降水井深度？（2）减少降水井间距？（3）改变降水井的填砾结构？,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.4 支护结构设计构造,2.4.1 锚喷2.4.2 排桩2.4.3 锚索或锚杆,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.4.1 锚喷的构造要求,（1）挂网喷射混凝土面层厚度不小于80mm;（2）面坡坡度不宜小于1:0.1;（3）土钉的最小长度不宜小于基坑深度的0.5倍；（4）喷射混凝土面层强度不宜小于C20;（5）下一层土的开挖时间应在混凝土面层和压浆强度达到70%以后进行；（6）喷射混
38、凝土应采用2次喷射，第一次厚度不小于2cm；（7）钢筋保护层厚度不小于2cm；,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.4.2 排桩计算的构造要求,排桩顶部应设钢筋砼冠梁，冠梁宽度不应小于桩的宽度；桩芯砼和冠梁砼强度等级不宜小于C20；桩的配筋应满足以下规定：（1）抗拉一侧的截面配筋率应按设计弯矩配筋，且不宜小于0.2%;（2）抗压一侧的配筋不宜小于抗拉一侧配筋的0.5(0.3)；（3）其它两侧构造配筋，每边不宜少于2根，间距不宜大于25cm；（4）受力主筋应全数伸入冠梁内，且进入冠量的长度应满足锚固要求；人工挖孔桩护壁：（1）厚度1525cm，第一板护壁原则应做成锁口；（2）配筋直径不宜小于
39、8mm（新桩基规范）冠梁：（1）截面高度不宜小于40cm，一般为5080cm;配筋率0.50.8桩身配筋（2）沿高度方向的配筋应满足受弯的要求；（3）水平方向的配筋按构造要求（间距不超过30cm）。,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,2.4.3 锚杆的布置要求,锚杆布置应满足以下要求：（1）上下排垂直间距不宜小于2m，水平间距不应小于1.5m（群锚效应）（2）锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4m；（3）锚杆的倾角1525度（重力灌浆取大值），且不应大于45度；锚杆的集中布置与分散布置：（1）集中布置施工方便，节省工期；（2）分散布置比较经济，但施工麻烦，占用工期时间较长,中国建筑西南勘察设计研
40、究院有限公司,（1） 基坑周边环境图（2） 基坑降水平面图（3） 基坑支护平面图（4） 基坑支护剖面图（5） 支护结构节点大样图（6） 基坑土方开挖平面图（7） 基坑变形监测点平面图,2.5 基坑工程设计图纸组成,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,第三部分 基坑方案编制要点,基坑方案编制的前提“三要素”基坑方案的完整性 “五内容”,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑工程设计的“三要素”、 “五内容”,工程地质条件和水文地质条件（地勘报告）周边环境深度H,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,工程地质条件和水文地质条件（地勘报告）,土的渗透系数K（降水计算）含水层厚度确定土的物
41、理力学参数指标计算地质模型（典型计算钻孔）确定,一般地勘报告都包含了：,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,工程地质条件和水文地质条件（地勘报告）-续1,土钉与岩土体的锚固力标准值锚杆、锚索与岩土体的锚固力标准值m值或k值注意锚固力标准值非特征值，宜于抗浮锚杆、桩的摩阻力标准值有着本质区别,目前地勘报告大多数没有的：,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,工程地质条件和水文地质条件（地勘报告）-续2,膨胀土必须对力学参数指标进行折减，尤其是c值降水后砂卵石的c、值可以比天然状态下高20%左右。（目前的专家基本认同，但缺少地方规范支持）,两种特殊土层：,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,周
42、边环境,（1）周边建筑物最重要，因为是私人产权，出问题最多（2）市政管网其次，大多是因为锚杆、锚索施工造成破坏，时有发生（3）周边道路比较多，公共产权，大多无人管，不能倒塌（4）其他特定建筑物，如围墙、自行车库、停车场、高压电线杆、古建筑、古树、水沟、水渠、临设、塔吊、地下设施、地铁、地下室等,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,周边建筑物,（1）建筑物距离基坑边缘的距离最重要（2）建筑物高度（3）基础类型及埋深（4）建筑物结构特点（5）修建年代,注意：建筑物越矮越危险！,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,市政管网,（1）与水有关的管道，如雨水、污水、砼给水、化粪池等，应引起高度重视。
43、本身抗弯性能差，而且老的管道经常漏水。基坑事故，“十垮九水”（2）其它管道，如电缆（尤其是军用电缆）、光纤、通讯、信号等，一旦造成破坏，损失极为严重，埋深比较浅，一般在3m以内（3）污水管道埋深最深，深的达到67m（4）除了业主提供的管网图外，开挖前一定要调查周边的市政检查井口，确定管网埋深,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,周边道路,（1）城市主干道，一般都有绿化带，问题还比较好解决；（2）非主干道，绿化带较窄，处于影响范围以内（3）规划道路，根据现场情况确定，大多数已修建，但交通量比较少,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,其它,（1）围墙；如果是砖砌体（12或24墙），尽量
44、建议拆除，换成彩钢围挡或轻质围墙；（2）停车场，按道路荷载考虑（3）水沟、水渠，注意检查漏水情况（4）其它的，根据实际情况确定,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑深度H,（1）基坑深度是确定基坑安全等级的重要依据之一，没有深度就没有基坑；（2）也是确定周边影响范围、监测基准点的距离、变形监控值、嵌固深度、降水井深度的重要依据，可以说，基坑深度与基坑的计算密切相关（3）0.5H范围以内，属于重要影响范围，0.51H范围属于一般影响范围，1H2H属于次要影响范围。膨胀土、软土地区应扩大0.5H。（4）基坑的支护难度、土压力等重要参数均与基坑H成平方关系，因此基坑深度发生变化，必须一起高
45、度重视。一般情况下，0.5m以内的超挖属于正常范围，超过该值好，必须对原结构进行复核。,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,基坑方案的“五内容”,降排水设计及计算书支护结构设计及计算书施工组织设计土石方开挖要求或开挖方案变形监测方案及信息化施工（应急预案）,缺一不可！,基坑工程设计的“三要素”,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,降排水设计及计算书,管井降水（卵石层），东门的非卵石层地区不需要明排，包括基坑顶部的截水沟、底部的排水沟、积水坑等排水孔，3050mm，间距23m管井降水需要进行计算,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,施工组织设计,岩土的设计与施工密切相关，地区差异很大，不像建筑结构具有通用性，因此一个好的设计还必须有一个切实可行的施工组织来完成。设计施工一体化。除了常规的施工组织设计内容外，岩土工程的施工组织还应包括：（1）整体工序安排（2）单项施工工艺（如旋挖、人工挖孔、冲击成孔）（3）机械设备（4）信息化施工（5）应急预案,返回,中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,土石方开挖方案或要求,支护结构的受力状态与挖土的速度、开槽长度等密切相关。支护设计中，必须包括对土方开挖的要求，尤其是土钉墙、锚杆、锚索等。严格遵守“分段分级开挖、及时支护、先锚后挖、严禁超挖”的基本施工原则近些年，因超挖、挖土速度过快发生的事故时有发生。,
