建筑基坑支護(hù)技術(shù)講座-高大釗-2013年10月

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1、對《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》2012版的解讀及其與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》2011版的對比分析與點評同濟(jì)大學(xué)高大釗2013年10月從一道試題引出的話題一位網(wǎng)友提出了一個問題:請教2013年注冊巖土專業(yè)考試下午題23題。主要問題是“支護(hù)樁外側(cè)主動土壓力合力”應(yīng)為支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)單寬土壓力合力呢還是單根支護(hù)樁所承受的土壓力合力?即單寬土壓力合力乘樁距？這句話到底該如何理解？某基坑的土層的分布是黏土層厚2m，砂土層厚15m，地3下水埋深為地下20m，砂土與黏土天然重度均按20kN/m計算，基坑深度為6m，擬采用懸臂樁支護(hù)形式，支護(hù)樁樁徑800mm，樁長11m，間距1400mm

2、。對這個問題的理解有兩種意見，一種認(rèn)為不需要乘樁的間距，因為只是求土壓力，不是求樁的內(nèi)力和變形；另一種意見認(rèn)為對于排樁，就是需要計算一根樁所承擔(dān)的土壓力。這個問題涉及土壓力計算的一個重要概念。計算土壓力時，假定為平面應(yīng)變問題，即在垂直計算平面的正、負(fù)方向（y）的長度都是無窮大的，因此εy=0。取1m截條計算的分布土壓力，所求得的土壓力合力，如為316kN，是指沿長度方向1m的土壓力合力，應(yīng)該寫作316kN/m。如果你是設(shè)計地下連續(xù)墻，就按這個土壓力計算1m截條的連續(xù)墻的內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計。如果是設(shè)計排樁或錨桿，則應(yīng)乘以排樁的中心距離，如樁徑800mm，中心距離1400m

3、m，則在計算樁的內(nèi)力時，土壓力合力應(yīng)為316×1.4=442kN。過去曾經(jīng)有一個工程事故，其原因就是對間距為2m的錨桿，土壓力直接用了1m截條的計算數(shù)值，結(jié)果是這個基坑垮了，力只算了一半，等于做了個原型的破壞試驗。從這個爭論中，我們得到的教益是什么？對于任何的設(shè)計計算方法，都要從基本原理上去正確理解，才能正確處理工程問題。新版的《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012是根據(jù)2004年建設(shè)部的通知要求，對《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99版修訂而成的。對這本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，我們也需要從基本原理方面去理解其制訂的依據(jù)，乃至需要據(jù)以判別可能還存在的一些問題?！督?/p>

4、筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99版是在1990年代中期總結(jié)了1980年代以來十多年的基坑工程經(jīng)驗制訂的。那個年代正是我國深基坑工程的初創(chuàng)時期，經(jīng)驗很不成熟，因此對這個版本的規(guī)程批評的意見比較多，執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)的問題也比較多，例如其中逆作拱墻的支護(hù)形式在基本原理上存在缺陷，以致發(fā)生了重大的工程事故。因此在99版頒布只有5年的2004年就開始了修訂的工作，而這次修訂又經(jīng)歷了8年的時間才頒布，也可以看出修訂工作的艱辛與不易。我們可以看到，這次修訂的幅度比較大，補(bǔ)充和增加的內(nèi)容比較多，反映了20多年來，我國基坑工程技術(shù)的發(fā)展水平和成就，有不少亮點。在此之前，國家標(biāo)準(zhǔn)《建

5、筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011也頒布實施，對這兩本標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行一些對比分析，以加深對規(guī)范條文的理解，也可以發(fā)現(xiàn)一些有待進(jìn)一步研究的問題。在《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012的前言中提出了本次修訂的主要技術(shù)內(nèi)容一共有18個，這些內(nèi)容都是相對于99版規(guī)范的變化。這13年，我國的基坑工程經(jīng)歷了巨大的變化，這次規(guī)程的修訂工作也推動了工程經(jīng)驗的總結(jié)，提高了我國基坑工程的設(shè)計與施工水平?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011的前言關(guān)于本次修訂的主要技術(shù)內(nèi)容中，涉及基坑工程的有兩點：增加地基基礎(chǔ)設(shè)計等級中基坑工程的相關(guān)內(nèi)容；增加對高地下水位

6、地區(qū)，當(dāng)場地的水文地址地質(zhì)條件復(fù)雜，基坑周邊環(huán)境保護(hù)要求高，設(shè)計等級為甲級的基坑工程，應(yīng)進(jìn)行地下水控制專項設(shè)計的要求。其實，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011關(guān)于基坑工程的規(guī)定，改變的不止這一些。下面將這兩本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定對比分析如下：《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012在前言中提出，本次修訂的主要技術(shù)內(nèi)容一共有18個。下面擇要加以分析和解釋。1.調(diào)整和補(bǔ)充了支護(hù)結(jié)構(gòu)的幾種穩(wěn)定性驗算在《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99版本中，沒有專門對穩(wěn)定性驗算提出技術(shù)規(guī)定的章節(jié)。有些穩(wěn)定性驗算的技術(shù)要求，隱藏在關(guān)于嵌固深度的計算規(guī)定之中，這樣就缺

7、失了穩(wěn)定性控制的概念。正如新的規(guī)程在條文說明中所說的：“原規(guī)程對支擋式結(jié)構(gòu)彈性支點法的計算過程的規(guī)定是：先計算擋土構(gòu)件的嵌固深度，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算。這樣的計算方法使計算過程簡化，省去了某些驗算內(nèi)容。因為按原規(guī)程規(guī)定的方法確定擋土構(gòu)件的嵌固深度后，一些原本需要驗算的穩(wěn)定性問題自然滿足要求了。但這樣帶來了一個問題，嵌固深度必須按原規(guī)程的計算方法確定，假如設(shè)計需要嵌固深度短一些，可能按此設(shè)計的支護(hù)結(jié)構(gòu)會不能滿足原規(guī)程未作規(guī)定的某種穩(wěn)定性要求。另外對有些缺少經(jīng)驗的設(shè)計者，可能會誤以為不需要考慮這些穩(wěn)定性問題，而忽視必要的土力學(xué)概念?！边@是那個版本的重大缺陷，對很多大學(xué)的

8、教材也是一