成都地区深基坑工程设计施工交流会2019.11.24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 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)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 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、施工经验不足基坑不仅仅是一个技术问题，更是一个社会问题！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；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基坑设计的总原则1安全可靠安全可靠：满足支护结构本身强度、稳定性、变形强度、稳定性、变形要求。
2经济合理经济合理：在安全可靠的前提前提下，从工期、造价、材料、工期、造价、材料、设备、人工、环境设备、人工、环境 保护保护综合分析确定具有明显技术经济效技术经济效益益的方案3方便施工，节约工期方便施工，节约工期4信息化设计和施工信息化设计和施工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中国建筑西南勘察设计研究院有限公司两种极限状态两种极限状态1、承载能力极限状态、承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形最大承载能力或土体失稳、过大变形导致 支护结构支护结构和周边环境周边环境破坏2、正常使用极限状态、正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工妨碍地下结构施工，或者影响周边环境的正常使用功能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。
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司收集资料收集资料1基坑勘察报告勘察报告（包括水文气象条件等）2邻近建筑物和地下设施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相邻施工，其方法、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业主要求中国建筑西南勘察设计研究院有限公司设计内容设计内容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2、确定支护方案5、信息化施工动态反馈4、计算分析绘图编织设计文件1、收集地勘资料现场踏勘了解周边环境3、根据现场实际情况和地质资料建立计算模型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）中国建筑西南勘察设计研究院有限公司2.1-2支护结构设计计算模型（锚喷）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 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：12m；工程地质条件复杂；地下水位很高、条件复杂、对施工影响严重二级周边环境条件较复杂；破坏后果较严重；基坑深度6mh12m；工程地质条件较复杂；地下水位较高、条件较复杂、对施工影响较严重三级周边环境条件简单；破坏后果不严重；基坑深度h6m；工程地质条件简单；地下水位低、条件简单、对施工影响轻微注注：从一级开始，有二项或二项以上，最先符合该基坑等级标准者，即可定位该等级高层建筑岩土工程勘察规范高层建筑岩土工程勘察规范（JGJ 72-2019）基坑等级确定说明基坑等级确定说明：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基坑等级各地方和行业规范各地方和行业规范有各自的规定，可参照使用例：广州地区广州地区建筑基坑支护技术规定（GBJ02-98）基坑侧壁安全等级等级破坏后果基坑和环境条件一级支护结构破坏支护结构破坏或过大过大变形变形对基坑周边环境和地下结构施工影响很严重很严重。
1基坑深度H 14m，且3H范围内范围内有重要建（构）筑物、重要管线和道路等市政设施或在1H范围内范围内有非嵌岩桩基础埋深小于H的建筑物2基坑位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内二级支护结构破坏支护结构破坏或过大过大变形变形对基坑周边环境影响一般；对地下结构施工影响严重严重除一、三级以外的基坑三级支护结构破坏支护结构破坏或过大过大变形变形对基坑周边环境和地下结构施工影响不严重H6m，且周围3H范围内范围内无特殊要求保护的建（构）筑物、管线和道路等市政设施中国建筑西南勘察设计研究院有限公司 上海市上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）基坑等级等级重要性一级1）支护结构作为主体结构的一部分；2）基坑深度H 10m；3）2H范围内范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护二级除一、三级以外的基坑三级H7m，且周围环境无特殊要求时环境无特殊要求时基坑位于：地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内；城市生命线工程城市生命线工程；对位移有特殊要求的精密仪器使用场所；位移有特殊要求的精密仪器使用场所；等建筑物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）安全等级破坏后果破坏后果o一级支护结构破坏结构破坏、土体失稳土体失稳或变形过大变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重很严重1.1二级支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响一般一般1.0三级支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重不严重0.9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成都市建筑工程深基坑施工管理办法 坡顶建筑物距基坑边线的距离坡顶建(构)筑物重要性H12m5H12mH5mS0.5H重要一一一一般一二次要一三0.5HSH重要一一二一般一二次要二三HS1.5H重要一一二一般二三次要二三基坑边坡无建筑物或S 1.5H一二三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成都市建筑工程深基坑施工管理办法 说明：1、基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局部超载计算简图ABCD450450450E坑底坑底q0qbFa中国建筑西南勘察设计研究院有限公司建筑物的荷载建筑物的荷载q0abq450450aAF坑底坑底d中国建筑西南勘察设计研究院有限公司（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。