1、建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程JGJ120JGJ1202012 2012 主要内容理解主要内容理解建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程JGJ120JGJ1202012 2012 主要内容理解主要内容理解规程的总体框架规程的总体框架基坑支护的结构设计基坑支护的结构设计各种稳定性分析各种稳定性分析基坑的变形控制基坑的变形控制土钉墙的设计方法土钉墙的设计方法地下水控制的若干问题地下水控制的若干问题基坑监测的若干问题基坑监测的若干问题一一二二三三四四五五六六七七 建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程是住建部发布的用于是住建部发布的用于基坑工程勘察、设基坑工程勘察、设计、施工、检测、基
2、坑开挖与监测计、施工、检测、基坑开挖与监测的行业标准。基坑工程在建筑行业内的行业标准。基坑工程在建筑行业内属于高风险的技术领域，除岩土工程技术之外，还涉及混凝土结构、钢属于高风险的技术领域，除岩土工程技术之外，还涉及混凝土结构、钢结构等结构设计的内容。结构等结构设计的内容。99版版建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程是国家第一本基坑支护技术规范，是国家第一本基坑支护技术规范，是在总结是在总结20世纪世纪8090年代基坑工程实践基础上编制的。该规程实施前，年代基坑工程实践基础上编制的。该规程实施前，国内基坑事故多发。国内基坑事故多发。99版版规程规程实施以来，全国各地基坑工程事故的实施以来，
3、全国各地基坑工程事故的发生率较之前逐年减少。随着发生率较之前逐年减少。随着21世纪我国城市建设的进一步发展，基坑世纪我国城市建设的进一步发展，基坑工程的规模、难度大幅增加，为工程的规模、难度大幅增加，为规程规程修订积累了丰富的成功经验和修订积累了丰富的成功经验和失败教训。失败教训。99版版规程规程编制期间，编制期间，基坑深度范围：基坑深度范围：1020m 2012版版规程规程编制期间，基坑深度范围：编制期间，基坑深度范围：2030m 一、规程的总体框架一、规程的总体框架为总结为总结9999版版规程规程实施实施1010多年来的实践经验，适应我国多年来的实践经验，适应我国城市建设发展需要，原建设部
4、下发城市建设发展需要，原建设部下发 的通知的通知（建标（建标200466200466号），对号），对建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程JGJ120JGJ1209999进进行全面修订。行全面修订。深圳市建设局深圳市建设局机械工业勘察设计研究院机械工业勘察设计研究院广州市建设委员会广州市建设委员会广东省建筑科学研究院广东省建筑科学研究院中国岩土工程研究中心中国岩土工程研究中心参编单位：参编单位：中国建筑科学研究院中国建筑科学研究院中冶集团建筑研究总院中冶集团建筑研究总院华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司同济大学同济大学深圳市勘察研究院深圳市勘察研究院福建省建筑科学研究院福建
5、省建筑科学研究院一、规程的总体框架一、规程的总体框架本规程修订的重点内容（本规程修订的重点内容（18个方面）个方面）1.1.完善和调整了支护结构的几种稳定完善和调整了支护结构的几种稳定性验算；性验算；2.2.调整了部分设计计算公式和参数；调整了部分设计计算公式和参数；3.3.强化了变形控制设计；强化了变形控制设计；4.4.完善了确定土的抗剪强度指标的规完善了确定土的抗剪强度指标的规定；定；5.5.新增了双排桩结构形式；新增了双排桩结构形式；6.6.新增和细化了不同施工工艺下锚杆新增和细化了不同施工工艺下锚杆粘结强度取值的内容；粘结强度取值的内容；7.7.充实了内支撑结构设计的内容；充实了内支撑
6、结构设计的内容；8.8.新增了支护与主体结构结合及逆作新增了支护与主体结构结合及逆作法的支护结构形式；法的支护结构形式；9.9.新增了复合土钉墙支护结构形式；新增了复合土钉墙支护结构形式；10.10.改进了土钉墙土压力的计算公式；改进了土钉墙土压力的计算公式；11.11.充实了各种类型支护结构构造与施充实了各种类型支护结构构造与施工的内容；工的内容；12.12.强化了地下水资源保护的规定；强化了地下水资源保护的规定；13.13.改进和充实了基坑降水的设计方法；改进和充实了基坑降水的设计方法；14.14.充实了截水帷幕设计与施工的内容；充实了截水帷幕设计与施工的内容；15.15.细化了地下水渗透
7、稳定性验算的内细化了地下水渗透稳定性验算的内容；容；16.16.充实了基坑开挖的有关规定；充实了基坑开挖的有关规定；17.17.新增了施工应急措施；新增了施工应急措施；18.18.取消了逆作拱墙。取消了逆作拱墙。一、规程的总体框架一、规程的总体框架本本规程规程是第一次修订。是第一次修订。l 规程篇幅增加，内容系统性更强，设计、施工、检测等要求更全规程篇幅增加，内容系统性更强，设计、施工、检测等要求更全面、更具体。在面、更具体。在1818个方面做了修改。个方面做了修改。新规程新规程JGJ120-2012 JGJ120-2012 条文：条文：394394条条 字数：字数：17.517.5万字万字原
8、规程原规程JGJ120-99 JGJ120-99 条文：条文：236236条条 字数：字数：8.18.1万字万字l 增加多种稳定性验算控制条件。增加多种稳定性验算控制条件。l 各种稳定性验算问题均采用安全系数法。各种稳定性验算问题均采用安全系数法。l 增加了几种支护结构形式。增加了几种支护结构形式。双排桩双排桩逆作法逆作法复合土钉墙复合土钉墙取消了逆作拱墙取消了逆作拱墙原规程和新规程原规程和新规程一、规程的总体框架一、规程的总体框架与与原规程原规程相比的主要变化相比的主要变化适适用范围（第用范围（第1.0.21.0.2条）条）l临时性临时性l勘察、设计、施工、检测、监测勘察、设计、施工、检测、
9、监测l在特殊土和岩石基坑的应用（在特殊土和岩石基坑的应用（湿湿陷性土、冻土、膨胀土、盐渍土、陷性土、冻土、膨胀土、盐渍土、岩石岩石）1.0.2 1.0.2 本规程适用于一本规程适用于一般地质条件下临时性建般地质条件下临时性建筑基坑支护的勘察、设筑基坑支护的勘察、设计、施工、检测、基坑计、施工、检测、基坑开挖与监测。对湿陷性开挖与监测。对湿陷性土、多年冻土、膨胀土、土、多年冻土、膨胀土、盐渍土等特殊土或岩石盐渍土等特殊土或岩石基坑，应结合当地工程基坑，应结合当地工程经验应用本规程。经验应用本规程。一、规程的总体框架一、规程的总体框架1 1、可不考虑钢筋锈蚀、混凝土碳化等结构性能劣化的结构、可不考
10、虑钢筋锈蚀、混凝土碳化等结构性能劣化的结构耐久性设计问题，但仍存在锚杆蠕变、土钉墙喷射混凝耐久性设计问题，但仍存在锚杆蠕变、土钉墙喷射混凝土面层的冻融破坏、降水井淤堵等耐久问题。土面层的冻融破坏、降水井淤堵等耐久问题。2 2、与设计使用年限为、与设计使用年限为5050年的建筑结构相比，只是可变荷载年的建筑结构相比，只是可变荷载能折减，永久荷载不能随设计使用年限的减小而折减。能折减，永久荷载不能随设计使用年限的减小而折减。一、规程的总体框架一、规程的总体框架临时性临时性类别类别设计使用年限（年）设计使用年限（年）示例示例15临时性建筑结构临时性建筑结构225易于替换的结构构件易于替换的结构构件3
11、50普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4100标志性建筑和特别重要的建筑结构标志性建筑和特别重要的建筑结构房屋建筑结构设计使用年限的分类房屋建筑结构设计使用年限的分类1 1、对、对湿陷性土、冻土、膨胀土、盐渍土，湿陷性土、冻土、膨胀土、盐渍土，缺少工程验证。缺少工程验证。2 2、规程规程内容适用于上述特殊土和岩石，但还应另外考内容适用于上述特殊土和岩石，但还应另外考虑这些岩土的特殊性质对基坑支护的影响。虑这些岩土的特殊性质对基坑支护的影响。3 3、岩石压力的计算模型和公式与土压力不同，支护结构施、岩石压力的计算模型和公式与土压力不同，支护结构施工和基坑开挖方法有其特殊要求。工和基坑开挖方法有其特
12、殊要求。一、规程的总体框架一、规程的总体框架在特殊土和岩石基坑的应用在特殊土和岩石基坑的应用框架图框架图一、规程的总体框架一、规程的总体框架两种功能：两种功能：l 功能一：功能一：保证周边环境安全。保证周边环境安全。l 功能二：保证施工空间。功能二：保证施工空间。3.1.2 3.1.2 基坑支护应满足基坑支护应满足下列功能要求：下列功能要求：1 1 保证基坑周边建保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、（构）筑物、地下管线、道路的安全和正常使用；道路的安全和正常使用；2 2 保证主体地下结保证主体地下结构的施工空间。构的施工空间。基坑支护功能的特殊性：基坑支护功能的特殊性：l首要的功能是保护他人。
13、首要的功能是保护他人。l一旦丧失该功能，会产生一旦丧失该功能，会产生与起因与起因不相称不相称的后果。的后果。基坑工程是高风险工程！基坑支护的功能要求（第基坑支护的功能要求（第3.1.23.1.2条）条）一、规程的总体框架一、规程的总体框架几个社会影响较大的基坑工程事故几个社会影响较大的基坑工程事故某建筑基坑（2004）一、规程的总体框架一、规程的总体框架几个社会影响较大的基坑工程事故几个社会影响较大的基坑工程事故某地铁基坑（2008）一、规程的总体框架一、规程的总体框架几个社会影响较大的基坑工程事故几个社会影响较大的基坑工程事故某建筑基坑(2008)一、规程的总体框架一、规程的总体框架基坑支护
14、功能的时限基坑支护功能的时限（第（第3.1.13.1.1条）条）l 设计使用年限设计使用年限不应小于一年不应小于一年。为什么不能小于一年？为什么不能小于一年？l 不管合同约定的开挖基坑期间在什么季节，不管合同约定的开挖基坑期间在什么季节，基坑应能经受基坑应能经受春、夏、秋、冬春、夏、秋、冬季节的变化。季节的变化。3.1.13.1.1 基坑支护设计应规定其设计使用期限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。一、规程的总体框架一、规程的总体框架l 锚杆蠕变特性锚杆蠕变特性l 降雨改变土性降雨改变土性l 冻胀损坏面层冻胀损坏面层l 邻近工程施工影响邻近工程施工影响l 不可预期的地下管线破损不可预期的地
15、下管线破损l 地下水位上涨地下水位上涨影响支护结构使用年限的主要因素：影响支护结构使用年限的主要因素：l支护结构的耐久性支护结构的耐久性l环境条件的改变环境条件的改变超过设计使用年限可能出现的几种危害：超过设计使用年限可能出现的几种危害：做法：做法：l 由发包商确定或协商确定。由发包商确定或协商确定。l 设计文件中应明确设计使用期。设计文件中应明确设计使用期。明确设计使用期的作用：明确设计使用期的作用：l 是对甲乙双方的约束和保护，防止纠纷。是对甲乙双方的约束和保护，防止纠纷。防止因开发商非预期的工程缓建、停建，把已开挖的基坑风险转嫁到承包方。出现工程缓建、停建时，设计使用期限之前应由承包商负
16、责，设计使用期限之后由发包商负责。目的是促使开发商采取善后措施。工期正常变动，会造成基坑开挖的季节与合同约定的季节不同。如出现基坑事故，防止承包商以气候变化为理由，推卸责任。目的是促使承包商在设计施工时考虑降雨、冻胀等因素对支护结构的影响，采取相应措施。一、规程的总体框架一、规程的总体框架一、规程的总体框架一、规程的总体框架支护结构的各种破坏形式（第支护结构的各种破坏形式（第3.1.43.1.4条）条）构件的强度破坏土的剪切、滑移、变形破坏正常使用的限值倾覆倾覆弯曲强度弯曲强度圆弧滑动圆弧滑动踢脚踢脚隆起隆起拔出拔出滑移滑移突涌突涌流土流土降深降深变形变形拉伸强度拉伸强度剪切强度剪切强度一、规
17、程的总体框架一、规程的总体框架1、要弄明白基坑支护都有哪些破坏形式和相应的极限状态，、要弄明白基坑支护都有哪些破坏形式和相应的极限状态，要建立各种破坏模式的概念。有些人不注重岩土和结构的要建立各种破坏模式的概念。有些人不注重岩土和结构的原理和概念，只注重使用软件计算，认为按软件计算、验原理和概念，只注重使用软件计算，认为按软件计算、验算满足要求了，支护结构就是安全的。只有对这些破坏形算满足要求了，支护结构就是安全的。只有对这些破坏形式有了充分的认识，才能作出放心的设计。式有了充分的认识，才能作出放心的设计。2、规程将上述可能发生的破坏形式，用各章具体条款控制。、规程将上述可能发生的破坏形式，用
18、各章具体条款控制。上述破坏形式的极限状态是规程各章中各个计算、验算公上述破坏形式的极限状态是规程各章中各个计算、验算公式和条款要求的基础。式和条款要求的基础。3、各种控制极限状态计算、验算公式归纳为三类设计表达式。、各种控制极限状态计算、验算公式归纳为三类设计表达式。1）超过材料强度的极限状态。）超过材料强度的极限状态。2）土的剪切、滑移的极限状态。）土的剪切、滑移的极限状态。3）位移、沉降、地下水降深达到限值的极限状态。）位移、沉降、地下水降深达到限值的极限状态。支护结构的各种破坏形式（第支护结构的各种破坏形式（第3.1.43.1.4条）条）一、规程的总体框架一、规程的总体框架设计表达式设计
19、表达式（第（第3.1.53.1.5条）条）分为下面三类设计表达式（第分为下面三类设计表达式（第3.1.5条）：条）：（1 1）分项系数法）分项系数法 用于结构构件和其连接的材料强度用于结构构件和其连接的材料强度 破坏的承载能力设计破坏的承载能力设计。Sd荷载基本组合的效应设计值。荷载基本组合的效应设计值。Rd结构构件的抗力设计值。结构构件的抗力设计值。（2 2）安全系数法）安全系数法 用于岩土剪切和滑动破坏的承载能用于岩土剪切和滑动破坏的承载能力设计。力设计。（圆弧滑动、坑底隆起、（圆弧滑动、坑底隆起、锚杆拔出、嵌固段推移、倾覆、滑锚杆拔出、嵌固段推移、倾覆、滑移、渗透破坏）移、渗透破坏）Sk
20、荷载标准值的效应。荷载标准值的效应。Rk土的抗力标准值。土的抗力标准值。（3 3）正常使用）正常使用 用于控制基坑变形对周边环境影响用于控制基坑变形对周边环境影响的正常使用设计。的正常使用设计。（水平位移、沉（水平位移、沉降、地下水位降深）降、地下水位降深）Sd荷载标准组合的效应设计值。荷载标准组合的效应设计值。C 变形的限值。变形的限值。ddRS 0CSdkkRKS KSRkk或或一、规程的总体框架一、规程的总体框架各类设计表达式举例：各类设计表达式举例：第一类：第一类：圆形截面支护桩正截面受弯承载力圆形截面支护桩正截面受弯承载力 （B.0.1-1）锚杆杆体受拉承载力锚杆杆体受拉承载力 （4
21、.7.6）tssycrAfArfMsinsinsin323ppyAfN 一、规程的总体框架一、规程的总体框架第二类：第二类：圆弧滑动稳定性圆弧滑动稳定性 （4.2.3-2）锚杆抗拔承载力锚杆抗拔承载力 （4.7.2）jjjjkxvkjkkjjjjjjjjjisGbqsRluGlqlcKsin/costancos,tkkKNR一、规程的总体框架一、规程的总体框架第三类：第三类：支挡式结构水平变形支挡式结构水平变形4.1.11 结构分析时，按荷载标准组合计算的变形值不应大于结构分析时，按荷载标准组合计算的变形值不应大于按本规程第按本规程第3.1.8条确定的变形控制值。条确定的变形控制值。基坑内地下
22、水降深基坑内地下水降深 （7.3.4）diss 一、规程的总体框架一、规程的总体框架支护结构的安全等级支护结构的安全等级ddRS 0国内各地方规范确定安全等级的方法、标准不统一。国内各地方规范确定安全等级的方法、标准不统一。实际工程中，常习惯以实际工程中，常习惯以基坑深度基坑深度、工程难度工程难度、环境复杂性环境复杂性的程度作为的程度作为选择安全等级的标准。选择安全等级的标准。安全等级的概念安全等级的概念安全等级的对象：基坑？工程？环境？安全等级的对象：基坑？工程？环境？结构！结构！安全等级的定义：结构设计中，对其安全等级的定义：结构设计中，对其可靠度水平可靠度水平高低的分级。高低的分级。安全
23、等级的取值：根据安全等级的取值：根据破坏后果破坏后果的严重性。的严重性。基坑深度、工程难度、复杂性有时与破坏后果是相关的，但不都是。复杂性等问题应通过参数取值（如c、值、土层厚度等）、计算模型等解决。结构重要性系数结构重要性系数0：3.1.6 对安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其结构重要对安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其结构重要性系数分别不应小于性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9。各类稳定性安全系数应按本规。各类稳定性安全系数应按本规程各章的规定取值。程各章的规定取值。一、规程的总体框架一、规程的总体框架表表3.1.3 3.1.3 支护结构的安全等级支护结构的安全等级3.1
24、.3 基坑支护设计时基坑支护设计时,应综合考虑基坑周应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按表等因素，按表3.1.3采用支护结构的安全等采用支护结构的安全等级。级。支护结构的安全等级支护结构的安全等级安全等级的确定主要的不是技术问题，主要是由经济水平、社会要求决定的。安全等级的确定主要的不是技术问题，主要是由经济水平、社会要求决定的。一、规程的总体框架一、规程的总体框架房屋建筑结构构件的可靠指标房屋建筑结构构件的可靠指标可靠度：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。可靠度：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的
25、概率。一级：大型公共建筑、大中桥等。一级：大型公共建筑、大中桥等。二级：普通的住宅和办公楼、小桥、重要涵洞、重要挡土墙等。二级：普通的住宅和办公楼、小桥、重要涵洞、重要挡土墙等。三级：临时存储建筑、涵洞、挡土墙等。三级：临时存储建筑、涵洞、挡土墙等。目标可靠指标：建造费用和风险发生损失的平衡问题。风险的可接受水平目标可靠指标：建造费用和风险发生损失的平衡问题。风险的可接受水平 与一个国与一个国家的家的经济水平、文化传统经济水平、文化传统等诸多因素有关。等诸多因素有关。国外结构失效概率可接受值的影响因素：国外结构失效概率可接受值的影响因素：1、社会准则系数（或从事活动性质影响系数）、社会准则系数
26、（或从事活动性质影响系数）2、受影响的平均人数、受影响的平均人数 3、结构的设计寿命、结构的设计寿命 4、破坏预兆系数、破坏预兆系数支护结构的安全等级支护结构的安全等级一、规程的总体框架一、规程的总体框架应对哪些设计状况进行计算（第应对哪些设计状况进行计算（第4.1.24.1.2条）条）极限状态极限状态结构本身的内在表现。结构本身的内在表现。设计状况设计状况结构所处的外在条件。结构所处的外在条件。l 开挖到坑底。开挖到坑底。l 开挖到锚杆、支撑、土钉的施工面。开挖到锚杆、支撑、土钉的施工面。l 拆除锚杆、支撑。拆除锚杆、支撑。l 可能出现的不同开挖条件。可能出现的不同开挖条件。可靠度设计统一标
27、准分为可靠度设计统一标准分为四种设计状况四种设计状况：l 持久状况持久状况 一定出现，持续期与设计使用年限同一数量级。基坑支护：开挖到坑底。一定出现，持续期与设计使用年限同一数量级。基坑支护：开挖到坑底。l 短暂状况短暂状况 出现概率较大，持续期比设计使用年限短很多。如施工、维修阶段。基出现概率较大，持续期比设计使用年限短很多。如施工、维修阶段。基坑支护：开挖过程各阶段、支撑替换各阶段。坑支护：开挖过程各阶段、支撑替换各阶段。l 偶然状况偶然状况 出现概率很小，持续期很短，作用强度很大。如撞击、爆炸、火灾、局出现概率很小，持续期很短，作用强度很大。如撞击、爆炸、火灾、局部破坏。部破坏。l 地震
28、状况地震状况一、规程的总体框架一、规程的总体框架地震状况地震状况第1.0.4条：基坑支护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。条文说明第1.0.4条：基坑支护技术涉及岩土与结构的多门学科及技术，对结构工程领域的混凝土结构、钢结构等，对岩土工程领域的桩、地基处理方法、岩土锚固、地下水渗流等，对湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土、盐渍土、岩石基坑等和按抗震要求设计时，需要同时采用相应规范。二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计作用基本组合的综合分项系数作用基本组合的综合分项系数F F（第（第3.1.63.1.6条）条）综合分项系数：综合分项系数：原规程采用：原规程采用：第一类
29、设计表达式：第一类设计表达式：25.1FdS025.1kFdSSddRS 0分项系数作用效应对承载力不利对承载力有利永久荷载不起控制作用永久荷载起控制作用G1.21.351.0Q1.40房屋建筑结构作用分项系数作用效应：荷载在结构上所产生的反应（弯矩、变形、裂缝）用于结构构件和其连用于结构构件和其连接的承载能力设计接的承载能力设计支挡式结构的荷载效应计算模型（第支挡式结构的荷载效应计算模型（第4.1.14.1.1条）条）G S（G，Q）0SdRd1、按平面结构（第、按平面结构（第13款）款）l可将整个结构分解为挡土结构、锚拉结构（或内支撑结构）可将整个结构分解为挡土结构、锚拉结构（或内支撑结构
30、）进行分析。进行分析。l挡土结构采用平面杆系结构弹性支点法（包括悬臂结构、挡土结构采用平面杆系结构弹性支点法（包括悬臂结构、双排桩）双排桩）l锚拉结构计算锚拉结构计算l内支撑结构按平面结构计算内支撑结构按平面结构计算2、按空间结构（第、按空间结构（第4款）款）有可靠经验时，可采用空间结构分析方法。有可靠经验时，可采用空间结构分析方法。分析对象为支护结构分析对象为支护结构3、分析对象包括土体（第、分析对象包括土体（第4款）款）有可靠经验时，可采用结构与土相互作用的方法。有可靠经验时，可采用结构与土相互作用的方法。二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构
31、设计荷载种类（第荷载种类（第3.4.13.4.1条）条）l 土的自重产生的土压力土的自重产生的土压力 永久荷载永久荷载l 附加荷载产生的土压力附加荷载产生的土压力 永久荷载（建筑物自重）永久荷载（建筑物自重）可变荷载（施工荷载）可变荷载（施工荷载）l 冻胀、温度变化产生的荷载冻胀、温度变化产生的荷载 可变荷载可变荷载l 地震作用产生的土压力地震作用产生的土压力 地震荷载地震荷载 支护结构荷载特点：由永久荷载控制永久荷载：永久荷载：在设计使用年限内，始在设计使用年限内，始终存在且其量值变化与平均值相比终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用，或其变化是可以忽略不计的作用，或其变化是单调的
32、并趋于某个极限作用。单调的并趋于某个极限作用。可变荷载：可变荷载：在设计使用年限内，其在设计使用年限内，其量值随时间变化，且其变化与平均量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的作用。值相比不可忽略不计的作用。永久荷载可变荷载偶然荷载地震荷载按时间变异的分类二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计土压力计算的四种方法（第土压力计算的四种方法（第3.4.23.4.2条）条）郎肯土压力郎肯土压力 库伦土压力库伦土压力 静止土压力静止土压力 支护结构与土相互作用的方法支护结构与土相互作用的方法l每种计算方法都规定了适用条件。每种计算方法都规定了适用条件。l库伦土压力的墙面摩擦角取库伦土压
33、力的墙面摩擦角取0时，郎肯时，郎肯方法和库伦方法在过渡点计算值是连方法和库伦方法在过渡点计算值是连续的。续的。l有可靠经验时，可采用考虑相互作用有可靠经验时，可采用考虑相互作用的土压力。一般对挡土构件受力性状的土压力。一般对挡土构件受力性状是有利的。是有利的。二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计支护结构的土压力分布模型支护结构的土压力分布模型JGJ120-2012与与JGJ120-99的对比的对比 JGJ120-2012 JGJ120-99 原规程土反力：原规程土反力：vkpss0ssspvkppsEP 土反力（第土反力（第4.1.44.1.4条）：条）：二、基坑支护的结构设计二、基坑
34、支护的结构设计挡土构件以上放坡时的土压力（第挡土构件以上放坡时的土压力（第3.4.83.4.8条）条）1 当a/tanza（ab1）/tan时 （3.4.8-1）（3.4.8-2）2 当za（ab1）/tan时 （3.4.8-3）3 当za a时 （3.4.8-4）1k,j1a1d211111,)()(bKzbaEazbhaaakajk212112221cKchKhEaaak1,hjk0,jk图3.4.8 挡土构件顶部以上采用放坡或土钉墙时土中附加竖向应力计算二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计隐患：低估了土压力隐患：低估了土压力放坡高放坡高度度(m)=10=10=20=20=30=3
35、0不放坡不放坡放坡放坡放坡放坡/不放坡不放坡不放坡不放坡放坡放坡放坡放坡/不放坡不放坡不放坡不放坡放坡放坡放坡放坡/不放坡不放坡02816281611961196111333133315281626400.94196118380.94133312500.9410281621120.75196114700.75133310000.7515281612320.4419618580.4413335830.44总高度总高度20m,20m,上部垂直放坡时土压力比较上部垂直放坡时土压力比较二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计目前存在的问题：目前存在的问题：l 勘察报告提供的抗剪强度指标不适用（如：
36、只提供快剪强勘察报告提供的抗剪强度指标不适用（如：只提供快剪强度指标或不固结不排水强度指标）。度指标或不固结不排水强度指标）。l 误用抗剪强度指标，造成基坑支护可靠度过低或过高。误用抗剪强度指标，造成基坑支护可靠度过低或过高。如何合理取用土的抗剪强度指标如何合理取用土的抗剪强度指标（第（第3.1.143.1.14条）条）常规三轴剪切试验常规三轴剪切试验：l不固结不排水试验不固结不排水试验（UU）l固结不排水试验固结不排水试验（CU）l固结排水试验固结排水试验直接剪切试验：直接剪切试验：l快剪试验快剪试验l固结快剪试验固结快剪试验l慢剪试验慢剪试验抗剪强度指标类别：抗剪强度指标类别：有效指标：有
37、效指标：c 、UU 或快剪指标：或快剪指标：cuu、uu 或或 cq、qCU 或固快指标：或固快指标：ccu、cu 或或 ccq、cq排水或慢剪指标：排水或慢剪指标：ccd、cd 或或 cs、s二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计规程规程对选取抗剪强度指标的规定对选取抗剪强度指标的规定土压力、圆弧滑动稳定性验算、抗隆起验算时：土压力、圆弧滑动稳定性验算、抗隆起验算时：l 砂质粉土、砂土、碎石土（水土分算）砂质粉土、砂土、碎石土（水土分算）c、l 粘性土、粘质粉土粘性土、粘质粉土（水土合算）（水土合算）ccu、cu 或或 ccq、cql 欠固结土（水土合算）欠固结土（水土合算）有效自重压
38、力下预固结的有效自重压力下预固结的 cuu、uu二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计为什么粘性土用固结不排水为什么粘性土用固结不排水ccu、cu或固结快剪指标或固结快剪指标ccq、cq？1 1、各类强度指标物理含义不同，相互不能替代。、各类强度指标物理含义不同，相互不能替代。2 2、土的实际抗剪强度只与有效应力存在一一对应关系（或者说、土的实际抗剪强度只与有效应力存在一一对应关系（或者说只有有效应力的变化才能引起土的抗剪强度的变化）只有有效应力的变化才能引起土的抗剪强度的变化），与，与总应力不存在唯一对应关系。总应力不存在唯一对应关系。3 3、土在剪切过程中，有效应力的变化是未知的，因
39、此无法通过、土在剪切过程中，有效应力的变化是未知的，因此无法通过有效应力算出土压力。有效应力算出土压力。4 4、用总应力强度指标是计算土压力、滑动稳定性分析的近似方、用总应力强度指标是计算土压力、滑动稳定性分析的近似方法。实验土样的初始应力状态与原位土的初始应力状态不同。法。实验土样的初始应力状态与原位土的初始应力状态不同。实验室里做出的总应力强度指标只能近似代表原位土的强度。实验室里做出的总应力强度指标只能近似代表原位土的强度。两者差别程度取决于剪切变形后它们有效应力变化的区别两者差别程度取决于剪切变形后它们有效应力变化的区别 。5 5、常规三轴试验是加载过程，基坑开挖时基坑外土中是应力是、
40、常规三轴试验是加载过程，基坑开挖时基坑外土中是应力是卸载过程，基坑内土中应力是先卸载后加载过程。卸载时的卸载过程，基坑内土中应力是先卸载后加载过程。卸载时的总应力强度指标比加载时有明显增长。总应力强度指标比加载时有明显增长。二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计双排桩的结构计算模型（第双排桩的结构计算模型（第4.124.12节）节）ydakas0.0cccpvkp （4.12.2）dsEkyscakcpp2022/45tanmyhds规程实施之前的两种规程实施之前的两种计算模型：计算模型：l土压力分配模型土压力分配模型l弹簧模型弹簧模型二、基坑支护的结构设计二、基坑支护的结构设计对双排桩
41、性能的评价对双排桩性能的评价l双排桩仍是悬臂结构，作用主要是减小水平位移，增加一双排桩仍是悬臂结构，作用主要是减小水平位移，增加一定的悬臂高度，但作用有限。定的悬臂高度，但作用有限。l双排桩加锚杆后，刚架的作用会大大减弱。双排桩加锚杆后，刚架的作用会大大减弱。位移（cm）弯矩(kN.m)剪力(kN)15 10 5800双排桩悬臂桩三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析第二类设计表达式第二类设计表达式采用单一安全系数法：采用单一安全系数法：设计表达式也可表示为设计表达式也可表示为:KSRkk21KRSKkk21KKK 为什么将土的稳定性验算由为什么将土的稳定性验算由分项系数法分项系数法改为改为安全
42、系数法安全系数法？l 与与建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范协调一致。协调一致。l设计统一标准设计统一标准允许。允许。l 目前岩土不确定性的研究水平尚不能满足工程应用的要求。目前岩土不确定性的研究水平尚不能满足工程应用的要求。工程结构可靠性设计统一标准GB50153-20081.0.3 工程结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法；当缺乏统计资料时，工程结构设计可根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行，也可采用容许应力或单一安全系数等经验方法进行。用于岩土用于岩土稳定性稳定性、剪切剪切和和滑动滑动破坏。破坏。三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析岩土的不确定性岩土的
43、不确定性不确定性：事件出现的结果事先不能给出一个准确的结论。不确定性：事件出现的结果事先不能给出一个准确的结论。按不确定性产生的原因和条件划分为三类：按不确定性产生的原因和条件划分为三类：1、随机性、随机性物理不确定性物理不确定性 天然成因的岩土材料在空间、时间上的变天然成因的岩土材料在空间、时间上的变异性很大。异性很大。统计不确定性统计不确定性 只能采用小样本进行统计。只能采用小样本进行统计。模型不确定性模型不确定性 岩土问题的计算方法精度低。岩土问题的计算方法精度低。2、模糊性（中间过渡性）、模糊性（中间过渡性）3、知识不完备性、知识不完备性客观信息的不完备，如：周边建筑基础情客观信息的不
44、完备，如：周边建筑基础情况不详、地质钻孔间距过大。主观认识的况不详、地质钻孔间距过大。主观认识的局限性，如：人为的设计错误。局限性，如：人为的设计错误。三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析l 由于天然成因的岩土材料在空间、时间上的变异性很大，由于天然成因的岩土材料在空间、时间上的变异性很大，只能采用小样本进行统计，岩土问题的计算方法精度低等只能采用小样本进行统计，岩土问题的计算方法精度低等困难，不能准确得到具体工程设计需要的土的性能指标的困难，不能准确得到具体工程设计需要的土的性能指标的概率分布类型及其统计参数。因此，目前还不能真正实现概率分布类型及其统计参数。因此，目前还不能真正实现用失效概
45、率、可靠指标衡量岩土工程问题安全性的可靠性用失效概率、可靠指标衡量岩土工程问题安全性的可靠性设计方法。设计方法。三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析岩土的稳定性和承载力计算岩土的稳定性和承载力计算岩土稳定性和滑动安全系数汇总表岩土稳定性和滑动安全系数汇总表三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析原规程原规程为什么不需要进行多种破坏类型的稳定性验算？为什么不需要进行多种破坏类型的稳定性验算？原规程原规程（JGJ120-99）采用的是在结构计算前，先按规定方法）采用的是在结构计算前，先按规定方法确定嵌固深度，该方法计算嵌固深度可使其他破坏形式的稳定性自然确定嵌固深度，该方法计算嵌固深度可使其他破坏形式
46、的稳定性自然满足。满足。原规程原规程方法可使验算工作量减少，但最小设计嵌固深度方法可使验算工作量减少，但最小设计嵌固深度偏大。偏大。原规程原规程采用的方法采用的方法：l 悬臂结构悬臂结构 按倾覆稳定性要求确定嵌固深度，滑移、圆弧滑动、隆按倾覆稳定性要求确定嵌固深度，滑移、圆弧滑动、隆起稳定性自然满足。起稳定性自然满足。（新规程新规程与与原规程原规程相同）相同）l 单支点结构单支点结构按等值梁法确定嵌固深度，踢脚、圆弧滑动、隆起稳定按等值梁法确定嵌固深度，踢脚、圆弧滑动、隆起稳定性自然满足。性自然满足。（新规程新规程改为挡土构件底部按自由端，以支点为轴心的力矩平衡改为挡土构件底部按自由端，以支点
47、为轴心的力矩平衡（踢脚）进行稳定性验算）（踢脚）进行稳定性验算）l 多支点结构多支点结构按不考虑锚杆和支撑作用的圆弧滑动稳定性要求确定嵌按不考虑锚杆和支撑作用的圆弧滑动稳定性要求确定嵌固深度，隆起稳定性自然满足固深度，隆起稳定性自然满足 （新规程新规程改为考虑锚杆作用的圆弧滑动稳定性验算）改为考虑锚杆作用的圆弧滑动稳定性验算）三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析与与原规程原规程相比，安全度变化很小相比，安全度变化很小破坏类型破坏类型安全系数安全系数（JGJ1202012）换算安全系数换算安全系数（JGJ12099）土钉墙整土钉墙整体稳定性体稳定性一级一级1.35一级一级1.43二级二级1.30
48、二级二级1.30三级三级1.25三级三级1.17锚杆、土锚杆、土钉的抗拔钉的抗拔承载力承载力一级一级1.8一级一级1.7875二级二级1.6二级二级1.625三级三级1.4三级三级1.4625悬臂结构悬臂结构嵌固稳定性嵌固稳定性一级一级1.25一级一级1.32二级二级1.2二级二级1.2三级三级1.15三级三级1.08JGJ120JGJ12020122012与与JGJ120JGJ1209999安全度的对比安全度的对比三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析为什么支撑式支挡结构不用验算圆弧滑动稳定性？为什么支撑式支挡结构不用验算圆弧滑动稳定性？djkjjk,kx,kjji圆弧滑动稳定性验算公式增加了
49、孔隙水压力的影响圆弧滑动稳定性验算公式增加了孔隙水压力的影响jjjjkxvkjkkjjjjjjjjjisGbqsRluGlqlcKsin/costancos,（4.2.3-2）三、各种稳定性分析三、各种稳定性分析以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性验算以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性验算（第第4.2.54.2.5条条）用于用于坑底以下为软土的锚拉式和支撑式支挡结构坑底以下为软土的锚拉式和支撑式支挡结构djjj0ijjhe2sintancosKGbqGbqlcjjjjjjjjjjj四、基坑的变形控制四、基坑的变形控制第三类设计表达式第三类设计表达式用于支护结构位移限值和周边环境沉降限值用于支护结
50、构位移限值和周边环境沉降限值 （3.1.5-4）C 支护结构水平位移限值或建筑物沉降限值。支护结构水平位移限值或建筑物沉降限值。Sd荷载标准组合下的支护结构水平位移或地面沉降。荷载标准组合下的支护结构水平位移或地面沉降。CSd四、基坑的变形控制四、基坑的变形控制从影响从影响正常使用正常使用方面：方面：l 周边建筑物沉降、地面裂缝。周边建筑物沉降、地面裂缝。l 妨碍主体结构的施工。妨碍主体结构的施工。从影响从影响承载能力承载能力方面：方面：l 实际变形超过计算变形值后，支护结构实际受力状态可能实际变形超过计算变形值后，支护结构实际受力状态可能偏离设计受力状态。偏离设计受力状态。l 土体变形过大可
