新(建筑施工规范)23、湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程JGJ167-2009.pdf
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1、 1 UDC 中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准 J JGGJ J P JGJ1672009 湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程 Technical Specifications for Safe Retaining and Protection of Building Foundation Excavation Engineering in Collapsible Loess Regions 2002009 93 31515 发布发布 2002009 97 71 1 日实施日实施 中华人民共和国建设部中华人民共和国建设部 发布发布 2 关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程
2、安全技术规程的公告关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的公告 中华人民共和国住房和城乡建设部 公 告 第第 242 242 号号 关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的关于发布行业标准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程的公告公告 现批准湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程为行业标准,编号为JGJ167-2009,自 2009 年 7 月 1 日起实施。其中,第 3.1.5、5.1.4、5.2.5、13.2.4 条为强制性条文,必须严格执行。3 本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。二九年三月十五日 1 前 言 根据建设部“关于印发2
3、007 年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)的通知”(建标2007 125 号)的要求,标准编制组在深入调查研究,认真总结国内外科研成果和大量实践经验,并在广泛征求意见的基础上,制定了本规程。本规程的主要技术内容是:1.总则、2.术语符号、3.基本规定、4.基坑工程勘察、5.坡率法、6.土钉墙、7.水泥土墙、8.排桩、9.降水与土方工程、10.基槽工程、11.环境保护与监测、12.基坑工程验收、13.基坑工程的安全使用与维护。本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由主编单位负责具体技术内容的解释。本规程以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规程主编单位:陕西省建
4、设工程质量安全监督总站(地址:西安市龙首北路西段七号航天新都五楼;邮政编码:710015)。参加单位:中国有色金属工业西安勘察设计研究院 西北综合勘察设计研究院 中国有色金属工业西安岩土工程公司 陕西工程勘察研究院 甘肃省地基基础有限责任公司 陕西地质工程总公司 西安市勘察测绘院 机械工业勘察设计研究院 西北有色勘测工程公司 山西省勘察设计研究院 陕西三秦工程技术质量咨询有限责任公司 信息产业部电子综合勘察研究院 主要起草人:姚建强 朱沈阳 李三红 万增亭 王俊川 田树玉 边尔伦 朱金生 任澍华 吴小梅 吴群昌李玉林 杨宝山 邱祖全 柳宗仁 赵晓峰 原永智 徐张建 蔡金选 魏乐军 夏 季 丁守
5、宽 任占厚 赵瑞青 杨 震 李西海 王宝峰 王 军 夏 杰 杨宏昌 1 目 次 1 总则1 2 术语、符号2 2.1 术语2 2.2 符号3 3 基本规定5 3.1 设计原则5 3.2 一般规定7 3.3 水平荷载9 3.4 被动土压力12 4 基坑工程勘察14 4.1 一般规定14 4.2 勘察要求14 4.3 勘察成果16 5 坡率法17 5.1 一般规定17 5.2 设计17 5.3 构造要求18 5.4 施工19 6 土钉墙20 6.1 一般规定20 6.2 设计计算20 6.3 构造23 6.4 施工与检测24 7 水泥土墙26 7.1 一般规定26 7.2 设计27 7.3 施工3
6、1 7.4 质量检验与监测32 8 排桩33 8.1 一般规定33 8.2 嵌固深度及支点力计算33 8.3 结构计算35 8.4 排桩截面承载力计算38 8.5 锚杆计算38 2 8.6 施工与检测41 9 降水与土方工程43 9.1 一般规定43 9.2 管井降水43 9.3 土方开挖45 9.4 土方回填46 10 基槽工程47 10.1 一般规定47 10.2 设计47 10.3 施工、回填与检测47 11 环境保护与监测49 11.1 一般规定49 11.2 环境保护49 11.3 监测50 12 基坑工程验收53 12.1 一般规定53 12.2 验收内容53 12.3 验收程序和
7、组织53 13 基坑工程的安全使用与维护54 13.1 一般规定54 13.2 安全措施54 13.3 安全控制54 附录 A 圆弧滑动简单条分法56 附录 B 水泥土的配比试验58 附录 C 悬臂梁内力及变位计算公式61 附录 D 基坑涌水量计算63 用词说明67 条文说明68 1 1 总 则 1.0.1 为确保湿陷性黄土地区建筑基坑工程在各环节中做到安全适用、技术先进、经济合理和保护环境,制定本规程。1.0.2 本规程适用于湿陷性黄土地区建筑基坑工程的勘察、设计、施工、检测、监测与安全技术管理。1.0.3 基坑工程应综合考虑基坑及其周边一定范围内的工程地质与水文地质条件、开挖深度、周边环境
8、、基坑重要性、受水浸湿的可能性、施工条件、支护结构使用期限等因素,并应结合工程经验,做到精心设计、合理布局、严格施工、有效监管。1.0.4 湿陷性黄土地区建筑基坑工程除应符合本规程的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2 2 术 语、符 号 2.12.1 术术 语语 2.1.1 湿陷性黄土 collapsible loess 在一定压力的作用下受水浸湿时,土的结构迅速破坏,并产生显著附加下沉的黄土。2.1.2 建筑基坑 building foundation pit 为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室施工所开挖的地面以下空间,包括基槽。2.1.3 基坑侧壁 foundation pit
9、 wall 构成基坑围体的某一侧面。2.1.4 基坑周边环境 surroundings foundation pit 基坑开挖影响范围内包括既有建(构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。2.1.5 基坑支护 retaining and protecting for foundation excavation 为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。2.1.6 坡率法 slope ratio method 通过选择合理的边坡坡度进行放坡,依靠土体自身强度保持基坑侧壁稳定的无支护基坑开挖施工方法。2.1.7 土钉墙 soil-
10、nailed wall 采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。2.1.8 水泥土墙 cement-soil wall 由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式支护与挡水结构。2.1.9 排桩 soldier piles 以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。2.1.10 土层锚杆 ground anchor 由设置于钻孔内,端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。2.1.11 冠梁 top beam 设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁或钢质连梁。2.1.12 腰梁 waist beam 设置在支护结构顶部以下,传递支护结构、锚杆或内支撑支点力的钢筋
11、混凝土梁或钢梁。2.1.13 支点 bearing point 锚杆或支撑体系对支护结构的水平约束点。2.1.14 支点刚度系数 stiffness of fulcrum bearing 锚杆或支撑体系对支护结构的水平向反作用力与其相应位移的比值。2.1.15 嵌固深度 embedded depth 桩墙结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。2.1.16 截水帷幕 cut-off curtain 3 用于阻截或减少基坑周围及底部地下水渗入基坑而采用的连续止水体。2.1.17 防护范围 area of protection 基坑周边防护距离以内的区域。2.1.18 信息施工法 information
12、 feed back construction method 根据施工现场的地质情况和监测数据,对地质结论、设计参数进行验证,对施工安全性进行判断并及时修正施工方案的施工方法。2.1.19 动态设计法 information feed back design method 根据施工勘察和信息施工法反馈的资料,对地质结论、设计参数及设计方案进行再验证。如确认原设计条件有较大变化,及时补充、修改原设计的设计方法。2.1.20 基坑工程监测 monitoring for foundation excavation 在基坑开挖及地下工程施工过程中,对基坑侧壁和支护结构的内力、变形、周围环境条件的变化等
13、进行系统的观测和分析,并将监测结果及时反馈,以指导设计和施工的工作。2.1.21 安全设施 safety device 为保护人、机械的安全,在基坑工程中设置的护栏、标志、防电等设施的总称。2.22.2 符符 号号 2.2.1 抗力和材料性能 sA土钉中钢筋截面面积;kc土的黏聚力标准值;e土的孔隙比;pke被动土压力标准值;ckf、cf混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;28cuf养护 28 天的水泥土立方体抗压强度标准值;pyf、pyf 预应力钢筋的抗拉、抗压强度设计值;yf、yf 普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;ykf、pykf普通钢筋、预应力钢筋抗拉强度标准值;k土的渗透系数;pK被动土
14、压力系数;sk基坑开挖面以下土体弹簧系数;TK支点刚度系数(弹簧系数);m地基土水平抗力系数的比例系数;R结构构件抗力的设计值;tR锚杆(土钉)抗拔承载力特征值;4 S荷载效应基本组合的设计值;kS荷载效应的标准组合值;w土的天然含水量;土的重力密度(简称土的重度);cs水泥土墙的平均重度;k土的内摩擦角标准值。2.2.2 作用和作用效应 ake水平荷载标准值;0K静止土压力系数;aK主动土压力系数;M弯矩设计值;kM弯矩标准值;dT锚杆抗拔力设计值;hkT支点力标准值;kT土钉受拉荷载标准值;V剪力设计值;kV剪力标准值。2.2.3 几何参数 A桩(墙)身截面面积;b墙身厚度;d桩身设计直径
15、;h基坑开挖深度;dh支护结构嵌固深度设计值;as排桩中心距。2.2.4 计算系数 K安全系数;0重要性系数。5 3 基 本 规 定 3.1 3.1 设设 计计 原原 则则 3.1.1 本规程所列各种支护结构,除特殊说明外,均应按保证安全和正常使用一年的临时性结构进行设计;永久性基坑工程设计使用年限不应低于受其影响的邻近建(构)筑物的使用年限。3.1.2 基坑工程设计可分为下列两类极限状态:1 承载能力极限状态:对应于支护结构达到承载力破坏,锚固或支挡系统失效或基坑侧壁失稳;2 正常使用极限状态:对应于支护结构和基坑边坡变形达到结构本身或保护建(构)筑物的正常使用限值或影响其耐久性能。3.1.
16、3 基坑工程设计采用的荷载效应最不利组合和与之相应的抗力限值应符合下列规定:1 按地基承载力确定支护结构立柱(肋柱或桩)和挡墙的基础底面积及其埋深时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合,相应的抗力应采用地基承载力特征值;2 基坑侧壁与支护结构的稳定性和锚杆等锚固体与土层的锚固长度计算时,荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合,但其荷载分项系数均取 1.0;也可对由永久荷载效应控制的基本组合采用简化规则,荷载效应基本组合的设计值(S)应按下式确定:kSS35.1R (3.1.3)式中 R结构构件抗力的设计值;kS荷载效应的标准组合值。3 在确定锚杆、土钉、支护结构立柱、挡板、挡墙
17、截面尺寸、内力及配筋和验算材料强度时,荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合,并应采用相应的分项系数,支护结构重要性系数0应按相关规定采用。4 计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态的准永久组合,可不计入地震荷载。3.1.4 根据基坑工程的开挖深度,地下历史文物等与基坑侧壁的相对距离比、基坑周边环境条件和坑壁土受水浸湿可能性等,按破坏后果的严重性依据表 3.1.4 可将基坑侧壁分为 3 个安全等级。支护结构设计中应根据不同的安全等级选用下列相应的重要性系数:1 一级:破坏后果很严重,0=1.10;2 二级:破坏后果严重,0=1.00;3 三级:破坏
18、后果不严重,0=0.90。有特殊要求的基坑工程可依据具体情况适当提高重要性系数。对永久性基坑工程,重要性系数0应提高 0.10。6 表 3.1.4 基坑侧壁安全等级划分 开挖深度 h(m)环境条件与工程地质、水文地质条件 12 一级 一级 一级 6h12 一级 一级 二级 一级 二级 h6 一级 二级 二级 二级 三级 注:1 h基坑开挖深度(m)2 相对距离比(hx/),为邻近建(构)筑物基础外边缘(或管线最外边缘)距基坑侧壁的水平距离与基础(管线)底面距基坑底垂直距离的比值,如图 3.1.4 所示。h基坑基础外边缘距坑口内壁的水平距离既有建筑物基础(管线)基础(管线)底面距坑底的垂直距离h
19、图 3.1.4 相邻建筑物基础(管线)与基坑相对关系示意图 3 环境条件、工程地质、水文地质条件分类:复杂。具下列情况之一时,可视为复杂:(1)基坑侧壁受水浸湿可能性大;(2)基坑工程降水深度大于 6 米,降水对周边环境有较大影响;(3)坑壁土多为填土或软弱黄土层。较复杂。具下列情况之一时,可视为较复杂:(1)基坑侧壁受水浸湿可能性较大;(2)基坑工程降水深度介于 36米,降水对周边环境有一定的影响;(3)坑壁土局部为填土层或软弱黄土层;简单。具有下述全部条件时,可视为简单:(1)基坑侧壁受水浸湿可能性不大;(2)基坑工程降水深度小于 3 米,降水对周边环境影响轻微;(3)坑壁土很少有填土层或
20、软弱黄土层。4 同一基坑依周边条件不同,可划分为不同的侧壁安全等级。3.1.5 对安全等级为一级且易于受水浸湿的坑壁以及永久性坑壁,设计中应采用天然状态下的土性参数进行稳定和变形计算,并应采用饱和状态(rs85)条件下的参数进行校核;校核时其安全系数不应小于 1.05。3.1.6 3.1.6 基坑支护结构设计时应进行下列计算和验算:7 1 1 支护结构的强度计算:桩、面板、挡墙及其基础的抗压、抗弯、抗剪、抗冲切承载力和局部受压承载力计算,锚杆、土钉杆体的抗拉承载力计算等;2 2 锚杆及土钉锚固体的抗拔承载力,桩的承载力和挡墙基础的地基承载力;3 3 支护结构整体和局部稳定性;4 对变形有控制要
21、求的基坑工程,应结合当地工程经验进行变形验算,同时应采取有效的综合措施保证基坑边坡和邻近建(构)筑物,地下管线的变形应满足安全使用要求;5 5 地下水控制计算和验算;6 6 对施工期间可能出现的不利工况进行验算。3.1.7 基坑支护结构设计应考虑结构变形、地下水位升降对周边环境变形的影响,并应符合下列规定:1 对于安全等级为一级和周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁,应根据周边环境重要性、对变形的适应能力及岩土工程性质等因素确定支护结构变形限值,最大变形限值应符合设计要求。当设计无要求时,最大水平位移限值可按表 3.1.7 确定。表 3.1.7 支护结构安全使用最大水平位移限值 安全等级
22、水平位移限值(mm)一级 0.0025h 二级 0.0040h 三级 0.0060h 注:h基坑开挖深度(mm)。2 降低地下水对相邻建(构)筑物产生的沉降量允许值,可采用现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007 规定的建筑物地基变形允许值;3 当建筑基坑邻近重要管线或支护结构用作永久性结构时,其安全使用水平变形和竖向变形应按特殊要求进行控制。3.1.8 基坑工程设计应具备下列资料:1 满足基坑工程设计及施工要求的岩土工程勘察报告;2 用地红线范围图,建(构)筑物总平面图,地下结构平面图、剖面图,地基处理和基础平面布置及其结构图,基础埋深等;3 临近已有建(构)筑物、道路、地下管线及设施
23、的类型、分布情况、结构型式及质量状况,基础形式、埋深、地基处理情况、重要性及其现状等;4 基坑周边地面可能的堆载及大型机械车辆运行情况;施工现场用水、排水量大的建(构)筑物分布情况;5 当地基坑工程经验及施工能力;6 基坑周围地面排水情况,地面雨水、污水、上下水管线排入或渗入基坑坡体的可能性及其管理控制资料。3.1.9 基坑工程不同支护体系的计算模式应与所采用的坑壁土体土性指标、采用的土工试验 8 方法以及设计安全系数相适应。3.2.10 基坑工程设计应包括下列内容:1 支护体系的方案技术经济比较和选型;2 支护结构的强度、稳定和变形计算;3 基坑内外土体稳定性验算;4 基坑降水或止水帷幕设计
24、以及围护墙的抗渗设计;5 基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对工程本身基础桩安全、临近建筑物和周边环境安全的影响;6 基坑开挖施工方法、顺序及与基坑工程安全使用相关的检测、监测内容和要求;7 基坑工程设计支护结构的安全有效期限;8 支护结构的变形限值及报警值。3.1.11 基坑工程设计应考虑下列荷载:1 土压力、水压力;2 一般地面超载;3 影响范围内建筑物荷载;4 施工荷载及有场地内运输时车辆所产生的荷载;5 永久性支护结构或支护结构作为主体结构一部分时应考虑地震荷载。3.1.12 基坑土体的强度计算指标宜根据基坑降水情况、坑内地基处理加固方法、工程类型和桩的分布形式,并结合工
25、程经验进行适当调整。3.1.13 基坑支护结构型式应依据场地工程地质与水文地质条件、场地湿陷类型及地基湿陷等级、开挖深度、周边环境、当地施工条件及施工经验等选用。同一基坑可采用一种支护结构型式,也可采用几种支护结构型式或组合,同一坡体水平向宜采用相同的支护型式。湿陷性黄土地区常用的支护结构形式可按表 3.2.6 选用。表 3.2.6 支护结构选型 结构类型 适 用 条 件 锚、撑式排桩 1.基坑侧壁安全等级为一、二、三级 2.当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或排桩加截水帷幕措施 3.基坑外地下空间允许占用时,可采用锚拉式支护;基坑边土体为软弱黄土且坑外空间不允许占用时,可采用内撑式支护 悬
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