建筑工程基坑支护关键技术作业规程.doc

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目次

1 总则 1
2 术语和符号 2
2.1 术语 2
2.2 符号 3
3 基本规定 6
3.1 设计原则 6
3.2 勘察规定与环境调查 8
3.3 支护构造选型 9
3.4 水平荷载 10
4 支挡式构造 15
4.1 构造分析 15
4.2 稳定性验算 18
4.3 排桩设计 23
4.4 排桩施工与检测 24
4.5 地下持续墙设计 25
4.6 地下持续墙施工与检测 26
4.7 锚杆设计 27
4.8 锚杆施工与检测 30
4.9 内支撑构造设计 32
4.10 内支撑构造施工与检测 35
4.11 支护构造与主体构造结合及逆作法 35
4.12 双排桩设计 39
5 土钉墙 42
5.1 稳定性验算 42
5.2 土钉承载力计算 44
5.3 构造 46
5.4 施工与检测 48
6 重力式水泥土墙 50
6.1 稳定性与承载力验算 50
6.2 构造 52
6.3 施工与检测 53
7 地下水控制 54
7.1 普通规定 54
7.2 截水 54
7.3 降水 56
7.4 集水明排 62
7.5 降水引起地层变形计算 63
8 基坑开挖与监测 64
8.1 基坑开挖 64
8.2 基坑监测 64
附录A 圆形截面混凝土支护桩正截面受弯承载力计算 68
附录B 锚杆抗拔实验要点 70
B.1 普通规定 70
B.2 基本实验 70
B.3 蠕变实验 71
B.4 验收实验 72
附录C 渗入稳定性验算 73
附录D 土钉抗拔实验要点 75
附录E 基坑涌水量计算 76
本规程用词阐明 79
引用原则名录 80
附：条文阐明 81

1 总则
1.0.1 为了在建筑基坑支护设计、施工中做到安全合用、保护环境、技术先进、经济合理、保证质量，制定本规程。
1.0.2 本规程合用于普通地质条件下暂时性建筑基坑支护勘察、设计、施工、检测、基坑开挖与监测。对湿陷性土、近年冻土、膨胀土、盐渍土等特殊土或岩石基坑，应结合本地工程经验应用本规程，并应符合有关技术原则规定。
1.0.3 基坑支护设计、施工与基坑开挖，应综合考虑地质条件、基坑周边环境规定、主体地下构造规定、施工季节变化及支护构造有效期等因素，因地制宜、合理选型、优化设计、精心施工、严格监控。
1.0.4 基坑支护工程除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行关于原则规定。

2 术语和符号

2.1 术语

2.1.1 基坑 excavations
为进行建(构)筑物地下某些施工由地面向下开挖出空间。
2.1.2 基坑周边环境 surroundings around excavations
与基坑开挖互相影响周边建(构)筑物、地下管线、道路、岩土体与地下水体统称。
2.1.3 基坑支护 retaining and protection for excavations
为保护地下主体构造施工和基坑周边环境安全，对基坑采用暂时性支挡、加固、保护与地下水控制办法。
2.1.4 支护构造 retaining and protection structure
支挡或加固基坑侧壁承受荷载构造。
2.1.5 设计有效期限 design workable life
设计规定从基坑开挖到预定深度至完毕基坑支护使用功能时段。
2.1.6 支挡式构造 retaining structure
以挡土构件和锚杆或支撑为重要构件，或以挡土构件为重要构件支护构造。
2.1.7 锚拉式支挡构造 anchored retaining structure
以挡土构件和锚杆为重要构件支挡式构造。
2.1.8 支撑式支挡构造 strutted retaining structure
以挡土构件和支撑为重要构件支挡式构造。
2.1.9 悬臂式支挡构造 cantilever retaining structure
以顶端自由挡土构件为重要构件支挡式构造。
2.1.10 挡土构件 structural member for earth retaining
设立在基坑侧壁并嵌入基坑底面支护构造竖向构件。例如，支护桩、地下持续墙。
2.1.11 排桩 soldier pile wall
沿基坑侧壁排列设立支护桩及冠梁所构成支挡式构造部件或悬臂式支挡构造。
2.1.12 双排桩 double-row-piles wall
沿基坑侧壁排列设立由前、后两排支护桩和梁连接成刚架及冠梁所构成支挡式构造。
2.1.13 地下持续墙 diaphragm wall
分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成持续地下墙体。亦可称为现浇地下持续墙。
2.1.14 锚杆 anchor
由杆体（钢绞线、普通钢筋、热解决钢筋或钢管）、注浆形成固结体、锚具、套管、连接器所构成一端与支护构造构件连接，另一端锚固在稳定岩土体内受拉杆件。杆体采用钢绞线时，亦可称为锚索。
2.1.15 内支撑 strut
设立在基坑内由钢筋混凝土或钢构件构成用以支撑挡土构件构造部件。支撑构件采用钢材、混凝土时，分别称为钢内支撑、混凝土内支撑。
2.1.16 冠梁 capping beam
设立在挡土构件顶部钢筋混凝土连梁。
2.1.17 腰梁 waling
设立在挡土构件侧面连接锚杆或内支撑钢筋混凝土或型钢梁式构件。
2.1.18 土钉 soil nail
设立在基坑侧壁土体内承受拉力与剪力杆件。例如，成孔后植入钢筋杆体并通过孔内注浆在杆体周边形成固结体钢筋土钉，将设有出浆孔钢管直接击入基坑侧壁土中并在钢管内注浆钢管土钉。
2.1.19 土钉墙 soil nailing wall
由随基坑开挖分层设立、纵横向密布土钉群、喷射混凝土面层及原位土体所构成支护构造。
2.1.20 复合土钉墙 composite soil nailing wall
土钉墙与预应力锚杆、微型桩、旋喷桩、搅拌桩中一种或各种构成复合型支护构造。
2.1.21 重力式水泥土墙 gravity cement-soil wall
水泥土桩互相搭接成格栅或实体重力式支护构造。
2.1.22 地下水控制 groundwater control
为保证支护构造、基坑开挖、地下构造正常施工，防止地下水变化对基坑周边环境产生影响所采用截水、降水、排水、回灌等办法。
2.1.23 截水帷幕 curtain for cutting off drains
用以阻隔或减少地下水通过基坑侧壁与坑底流入基坑和防止基坑外地下水位下降幕墙状竖向截水体。
2.1.24 落底式帷幕 closed curtain for cutting off drains
底端穿透含水层并进入下部隔水层一定深度截水帷幕。
2.1.25 悬挂式帷幕 unclosed curtain for cutting off drains
底端未穿透含水层截水帷幕。
2.1.26 降水 dewatering
为防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑，用抽水井或渗水井减少基坑内外地下水位办法。
2.1.27 集水明排 open pumping
用排水沟、集水井、泄水管、输水管等构成排水系统将地表水、渗漏水排泄至基坑外办法。

2.2 符号

2.2.1 作用和作用效应
Eak、Epk──积极土压力、被动土压力原则值；
G──支护构造、土自重；
J──渗入力；
M──弯矩设计值；
Mk──荷载原则组合弯矩值；
N──轴向拉力或轴向压力设计值；
Nk──荷载原则组合轴向拉力值或轴向压力值；
pak、ppk ──积极土压力强度、被动土压力强度原则值；
p0──基本底面附加压力原则值；
ps ──土对挡土构件分布反力；
ps0──土对挡土构件嵌固段分布土反力初始值；
P──预加轴向力值；
q──降水井单井流量；
q0──地面均布荷载；
s──降水引起建筑物基本或地面固结沉降量；
s0──基坑地下水位降深；
sd──基坑地下水位设计降深；
Sd──荷载基本组合效应设计值；
Sk──荷载原则组合效应设计值；
u──孔隙水压力；
V──剪力设计值；
Vk──荷载原则组合剪力值；
v──挡土构件水平位移。
2.2.2 材料性能和抗力
C──正常使用极限状态下支护构造位移或建筑物基本、地面沉降限值；
c──土粘聚力；
Ec──锚杆复合弹性模量；
Em──锚杆固结体弹性模量；
Es──锚杆杆体或支撑弹性模量或土压缩模量；
fcs──水泥土开挖龄期时轴心抗压强度设计值；
fpy──预应力钢筋抗拉强度设计值；
fy──普通钢筋抗拉强度设计值；
k──土渗入系数；
Rk──锚杆或土钉极限抗拔承载力原则值；
qsik──土与锚杆或土钉极限粘结强度原则值；
q0──单井出水能力；
Rd──构造构件抗力设计值；
R──影响半径；
γ──土天然重度；
γcs──水泥土墙重度；
γw──地下水重度；
j──土内摩擦角；
2.2.3 几何参数
A ──构件截面面积；
Ap──预应力钢筋截面面积；
As──非预应力钢筋截面面积；
b──截面宽度；
d ──桩、锚杆、土钉直径或基本埋置深度；
h──基坑深度或构件截面高度；
zwa──基坑外地下水水位距地面深度；
zwp──基坑内地下水水位距地面深度；
H──潜水含水层厚度；
la──锚杆锚固段长度；
ld──挡土构件嵌固深度；
lf ──锚杆自由段长度；
l0──受压支撑构件长度；
M──承压含水层厚度；
rw──降水井半径；
β──土钉墙坡面与水平面夹角；
α──锚杆、土钉倾角或支撑轴线与水平面夹角。
2.2.4 设计参数和计算系数
ks ──土水平反力系数；
kR──弹性支点轴向刚度系数；
K──稳定性安全系数；
Ka──积极土压力系数；
Kp──被动土压力系数；
m──土水平反力系数比例系数；
α──支撑松弛系数；
γF──作用基本组合综合分项系数；
γo──支护构造重要性系数；
ζ──积极土压力坡面倾斜折减系数；
λ──支撑不动点调节系数；
μ──墙体材料抗剪断系数；
ψw──降水沉降计算经验系数。

3 基本规定

3.1 设计原则

3.1.1 基坑支护设计应规定其设计有效期限。基坑支护设计有效期限不应不大于一年。
3.1.2 基坑支护应满足下列功能规定：
1 保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路安全和正常使用；
2 保证主体地下构造施工空间。
3.1.3 基坑支护设计时，应综合考虑基坑周边环境和地质条件复杂限度、基坑深度等因素，按表3.1.3采用支护构造安全级别。对同一基坑不同部位，可采用不同安全级别。

表3.1.3 支护构造安全级别
安全级别
破坏后果
一级
支护构造失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体构造施工安全影响很严重
二级
支护构造失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体构造施工安全影响严 重
三级
支护构造失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体构造施工安全影响不严重

3.1.4 支护构造设计时应采用下列极限状态：
1 承载能力极限状态
1）支护构造构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承受荷载，或浮现压屈、局部失稳；
2）支护构造及土体整体滑动；
3）坑底土体隆起而丧失稳定；
4）对支挡式构造，坑底土体丧失嵌固能力而使支护构造推移或倾覆；
5）对锚拉式支挡构造或土钉墙，土体丧失对锚杆或土钉锚固能力；
6）重力式水泥土墙整体倾覆或滑移；
7）重力式水泥土墙、支挡式构造因其持力土层丧失承载能力而破坏；
8）地下水渗流引起土体渗入破坏。
2 正常使用极限状态
1）导致基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用支护构造位移；
2）因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而导致基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用土体变形；
3）影响主体地下构造正常施工支护构造位移；
4）影响主体地下构造正常施工地下水渗流。
3.1.5 支护构造、基坑周边建筑物和地面沉降、地下水控制计算和验算应采用下列设计表达式：
1 承载能力极限状态
1）支护构造构件或连接因超过材料强度或过度变形承载能力极限状态设计，应符合下式规定：
（3.1.5-1）
式中： γ0──支护构造重要性系数，应按本规程第3.1.6条规定采用；
Sd──作用基本组合效应（轴力、弯矩等）设计值；
Rd──构造构件抗力设计值。
对暂时性支护构造，作用基本组合效应设计值应按下式拟定：
（3.1.5-2）
式中： γF──作用基本组合综合分项系数，应按本规程第3.1.6条规定采用；
Sk──作用原则组合效应。
2）坑体滑动、坑底隆起、挡土构件嵌固段推移、锚杆与土钉拔动、支护构造倾覆与滑移、基坑土渗入变形等稳定性计算和验算，均应符合下式规定：
（3.1.5-3）
式中： Rk──抗滑力、抗滑力矩、抗倾覆力矩、锚杆和土钉极限抗拔承载力等土抗力原则值；
Sk──滑动力、滑动力矩、倾覆力矩、锚杆和土钉拉力等作用原则值效应；
K──稳定性安全系数。
2 正常使用极限状态
由支护构造位移、基坑周边建筑物和地面沉降等控制正常使用极限状态设计，应符合下式规定：
（3.1.5-4）
式中： Sd──作用原则组合效应（位移、沉降等）设计值；
C──支护构造位移、基坑周边建筑物和地面沉降限值。
3.1.6 支护构造构件按承载能力极限状态设计时，作用基本组合综合分项系数γF不应不大于1.25。对安全级别为一级、二级、三级支护构造，其构造重要性系数（γ0）分别不应不大于1.1、1.0、0.9。各类稳定性安全系数（K）应按本规程各章规定取值。
3.1.7 支护构造重要性系数与作用基本组合效应设计值乘积（γ0Sd）可采用下列内力设计值表达：
弯矩设计值M
（3.1.7-1）
剪力设计值V
（3.1.7-2）
轴向力设计值N
（3.1.7-3）
式中： Mk──按作用原则组共计算弯矩值(kN.m)；
Vk──按作用原则组共计算剪力值(kN)；
Nk──按作用原则组共计算轴向拉力或轴向压力值(kN)。
3.1.8 基坑支护设计应按下列规定设定支护构造水平位移控制值和基坑周边环境沉降控制值：
1 当基坑开挖影响范畴内有建筑物时，支护构造水平位移控制值、建筑物沉降控制值应按不影响其正常使用规定拟定，并应符合现行国标《建筑地基基本设计规范》GB50007中对地基变形容许值规定；当基坑开挖影响范畴内有地下管线、地下构筑物、道路时，支护构造水平位移控制值、地面沉降控制值应按不影响其正常使用规定拟定，并应符合现行有关规范对其容许变形规定；
2 当支护构造构件同步用作主体地下构造构件时，支护构造水平位移控制值不应不不大于主体构造设计对其变形限值；
3 当无本条第1款、第2款状况时，支护构造水平位移控制值应依照地区经验按工程详细条件拟定。
3.1.9 基坑支护应按实际基坑周边建筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件进行设计。设计中应提出明确基坑周边荷载限值、地下水和地表水控制等基坑使用规定。
3.1.10 基坑支护设计应满足下列主体地下构造施工规定：
1 基坑侧壁与主体地下构造净空间和地下水控制应满足主体地下构造及防水施工规定；
2 采用锚杆时，锚杆锚头及腰梁不应妨碍地下构造外墙施工；
3 采用内支撑时，内支撑及腰梁设立应便于地下构造及防水施工。
3.1.11 支护构造按平面构造分析时，应按基坑各部位开挖深度、周边环境条件、地质条件等因素划分设计计算剖面。对每一计算剖面，应按其最不利条件进行计算。对电梯井、集水坑等特殊部位，宜单独划分计算剖面。
3.1.12 基坑支护设计应规定支护构造各构件施工顺序及相应基坑开挖深度。基坑开挖各阶段和支护构造使用阶段，均应符合本规程第3.1.4、第3.1.5条规定。
3.1.13 在季节性冻土地区，支护构造设计应依照冻胀、冻融对支护构造受力和基坑侧壁影响采用相应办法。
3.1.14 土压力及水压力计算、土各类稳定性验算时，土、水压力分、合算办法及相应土抗剪强度指标类别应符合下列规定：
1 对地下水位以上各类土，土压力计算、土滑动稳定性验算时，对粘性土、粘质粉土，土抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq，对砂质粉土、砂土、碎石土，土抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´
2 对地下水位如下粘性土、粘质粉土，可采用土压力、水压力合算办法，土压力计算、土滑动稳定性验算可采用总应力法；此时，对正常固结和超固结土，土抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq，对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结三轴不固结不排水抗剪强度指标cuu、φuu；
3 对地下水位如下砂质粉土、砂土和碎石土，应采用土压力、水压力分算办法，土压力计算、土滑动稳定性验算应采用有效应力法；此时，土抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´，对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq代替，对砂土和碎石土，有效应力强度指标φ´可依照原则贯入实验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值；土压力、水压力采用分算办法时，水压力可按静水压力计算；本地下水渗流时，宜按渗流理论计算水压力和土竖向有效应力；当存在各种含水层时，应分别计算各含水层水压力；
4 有可靠地方经验时，土抗剪强度指标尚可依照室内、原位实验得到其她物理力学指标，按经验办法拟定。
3.1.15 支护构造设计时，对计算参数取值和计算分析成果，应依照工程经验分析判断其合理性。

3.2 勘察规定与环境调查

3.2.1 基坑工程岩土勘察应符合下列规定：
1 勘探点范畴应依照基坑开挖深度及场地岩土工程条件拟定；基坑外宜布置勘探点，其范畴不适当不大于基坑深度1倍；当需要采用锚杆时，基坑外勘探点范畴不适当不大于基坑深度2倍；当基坑外无法布置勘探点时，应通过调查获得有关勘察资料并结合场地内勘察资料进行综合分析；
2 勘探点应沿基坑边布置，其间距宜取15m～25m；当场地存在软弱土层、暗沟或岩溶等复杂地质条件时，应加密勘探点并查明其分布和工程特性；
3 基坑周边勘探孔深度不适当不大于基坑深度2倍；基坑面如下存在软弱土层或承压含水层时，勘探孔深度应穿过软弱土层或承压含水层；
4 应按现行国标《岩土工程勘察规范》GB50021规定进行原位测试和室内实验并提出各层土物理性质指标和力学参数；对重要土层和厚度不不大于3m素填土，应按本规程第3.1.14条规定进行抗剪强度实验并提出相应抗剪强度指标；
5 当有地下水时，应查明各含水层埋深、厚度和分布，判断地下水类型、补给和排泄条件；有承压水时，应分层测量其水头高度；
6 应对基坑开挖与支护构造有效期内地下水位变化幅度进行分析；
7 当基坑需要降水时，宜采用抽水实验测定各含水层渗入系数与影响半径；勘察报告中应提出各含水层渗入系数；
8 当建筑地基勘察资料不能满足基坑支护设计与施工规定期，宜进行补充勘察。
3.2.2 基坑支护设计前，应查明下列基坑周边环境条件：
1 既有建筑物构造类型、层数、位置、基本形式和尺寸、埋深、使用年限、用途等；
2 各种既有地下管线、地下构筑物类型、位置、尺寸、埋深、使用年限、用途等；对既有供水、污水、雨水等地下输水管线，尚应涉及其使用状况及渗漏状况；
3 道路类型、位置、宽度、道路行驶状况、最大车辆荷载等；
4 拟定基坑开挖与支护构造有效期内施工材料、施工设备荷载；
5 雨季时场地周边地表水汇流和排泄条件，地表水渗入对地层土性影响状况。

3.3 支护构造选型

3.3.1 支护构造选型时，应综合考虑下列因素：
1 基坑深度；
2 土性状及地下水条件；
3 基坑周边环境对基坑变形承受能力及支护构造一旦失效也许产生后果；
4 主体地下构造及其基本形式、基坑平面尺寸及形状；
5 支护构造施工工艺可行性；
6 施工场地条件及施工季节；
7 经济指标、环保性能和施工工期。
3.3.2 支护构造应按表3.3.2选取其形式。

表3.3.2 各类支护构造合用条件
构造类型
合用条件
安全级别
基坑深度、环境条件、土类和地下水条件
支挡式构造
锚拉式构造
一级、二级、三级
合用于较深基坑
1 排桩合用于可采用降水或截水帷幕基坑
2 地下持续墙宜同步用作主体地下构造外墙，可同步用于截水
3 锚杆不适当用在软土层和高水位碎石土、砂土层中
4 当邻近基坑有建筑物地下室、地下构筑物等，锚杆有效锚固长度局限性时，不应采用锚杆
5 当锚杆施工会导致基坑周边建（构）筑物损害或违背都市地下空间规划等规定期，不应采用锚杆
支撑式构造
合用于较深基坑
悬臂式构造
合用于较浅基坑
双排桩
当锚拉式、支撑式和悬臂式构造不合用时，可考虑采用双排桩
支护构造与主体构造结合逆作法
合用于基坑周边环境条件很复杂深基坑
土钉墙
单一土钉墙
二级、三级
合用于地下水位以上或经降水非软土基坑，且基坑深度不适当不不大于12m
当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时，不适当采用土钉墙
预应力锚杆复合土钉墙
合用于地下水位以上或经降水非软土基坑，且基坑深度不适当不不大于15m；
水泥土桩垂直复合土钉墙
用于非软土基坑时，基坑深度不适当不不大于12m；用于淤泥质土基坑时，基坑深度不适当不不大于6m；不适当用在高水位碎石土、砂土、粉土层中
微型桩垂直复合土钉墙
合用于地下水位以上或经降水基坑，用于非软土基坑时，基坑深度不适当不不大于12m；用于淤泥质土基坑时，基坑深度不适当不不大于6m
重力式水泥土墙
二级、三级
合用于淤泥质土、淤泥基坑，且基坑深度不适当不不大于7m
放坡
三级
1 施工场地应满足放坡条件
2 可与上述支护构造形式结合
注：1 当基坑不同部位周边环境条件、土层性状、基坑深度等不同步，可在不同部位分别采用不同支护形式；
2 支护构造可采用上、下部以不同构造类型组合形式。

3.3.3 不同支护形式结合处，应考虑相邻支护构造互相影响，其过渡段应有可靠连接办法。
3.3.4 支护构造上部采用土钉墙或放坡、下部采用支挡式构造时，上部土钉墙或放坡应符合本规程对其支护构造形式规定，支挡式构造应按整体构造考虑。
3.3.5 当坑底如下为软土时，可采用水泥土搅拌桩、高压喷射注浆等办法对坑底土体进行局部或整体加固。水泥土搅拌桩、高压喷射注浆加固体宜采用格栅或实体形式。
3.3.6 基坑开挖采用放坡或支护构造上部采用放坡时，应按本规程第5.1.1条规定验算边坡滑动稳定性，边坡圆弧滑动稳定安全系数Ks不应不大于1.2。放坡坡面应设立防护层。

3.4 水平荷载

3.4.1 计算作用在支护构造上水平荷载时，应考虑下列因素：
1 基坑内外土自重（涉及地下水）；
2 基坑周边既有和在建建（构）筑物荷载；
3 基坑周边施工材料和设备荷载；
4 基坑周边道路车辆荷载；
5 冻胀、温度变化等产生作用。
3.4.2 作用在支护构造上土压力应按下列规定拟定：
1 作用在支护构造外侧、内侧积极土压力强度原则值、被动土压力强度原则值宜按下列公式计算(图3.4.2)：
1）对于地下水位以上或水土合算土层
（3.4.2-1）
(3.4.2-2)
（3.4.2-3）
(3.4.2-4)
式中： pak──支护构造外侧，第i层土中计算点积极土压力强度原则值(kPa)；当 pak <0时，应取pak＝0；
σak、σpk──分别为支护构造外侧、内侧计算点土中竖向应力原则值(kPa)，按本规程第3.4.5条规定计算；
Ka，i、Kp，i──分别为第i层土积极土压力系数、被动土压力系数；
ci、ji──第i层土粘聚力(kPa)、内摩擦角(°)；按本规程第3.1.14条规定取值；
ppk──支护构造内侧，第i层土中计算点被动土压力强度原则值(kPa)。
2）对于水土分算土层
(3.4.2-5)
(3.4.2-6)
式中： ua、up──分别为支护构造外侧、内侧计算点水压力(kPa)，按本规程第3.4.4条规定取值。

图3.4.2 土压力计算

2 在支护构造土压力影响范畴内，存在相邻建筑物地下墙体等稳定刚性界面时，可采用库仑土压力理论计算界面内有限滑动楔体产生积极土压力，此时，同一土层土压力可采用沿深度线性分布形式；
3 需要严格限制支护构造水平位移时，支护构造外侧土压力宜取静止土压力；
4 有可靠经验时，可采用支护构造与土互相作用办法计算土压力。
3.4.3 对成层土，土压力计算时各土层计算厚度应符合下列规定：
1 当土层厚度较均匀、层面坡度较平缓时，宜取邻近勘察孔各土层厚度，或同一计算剖面内各土层厚度平均值；
2 当同一计算剖面内各勘察孔土层厚度分布不均时，应取最不利勘察孔各土层厚度；
3 对复杂地层且距勘探孔较远时，应通过综合分析土层变化趋势后拟定土层计算厚度；
4 当相邻土层土性接近，且对土压力影响可以忽视不计或有利时，可归并为同一计算土层。
3.4.4 对静止地下水，水压力（ua、up）可按下列公式计算(图3.4.2)：
(3.4.4-1)
(3.4.4-2)
式中： γw──地下水重度(kN/m3)，取γw＝10kN/m3；
hwa──基坑外侧地下水位至积极土压力强度计算点垂直距离(m)；对承压水，地下水位取测压管水位；当有各种含水层时，应以计算点所在含水层地下水位为准；
hwp──基坑内侧地下水位至被动土压力强度计算点垂直距离(m)；对承压水，地下水位取测压管水位。
当采用悬挂式截水帷幕时，应考虑地下水沿支护构造向基坑面渗流对水压力影响。
3.4.5 土中竖向应力原则值（σak、σpk）应按下式计算：
（3.4.5-1）
（3.4.5-2）
式中： σac──支护构造外侧计算点，由土自重产生竖向总应力（kPa）；
σpc──支护构造内侧计算点，由土自重产生竖向总应力（kPa）；
Δσk，j──支护构造外侧第j个附加荷载作用下计算点土中附加竖向应力原则值(kPa)，应依照附加荷载类型，按本规程第3.4.6～3.4.8条计算。
3.4.6 均布附加荷载作用下土中附加竖向应力原则值应按下式计算（图3.4.6）：
（3.4.6）
式中： q0──均布附加荷载原则值(kPa)。

图3.4.6 均布竖向附加荷载作用下土中附加竖向应力计算

3.4.7 局部附加荷载作用下土中附加竖向应力原则值可按下列规定计算：
1 对于条形基本下附加荷载（图3.4.7a）：
当d＋a/tanθ≤za≤d＋(3a+b)/tanθ时
（3.4.7-1）
式中： p0──基本底面附加压力原则值(kPa)；
d──基本埋置深度(m)；
b──基本宽度(m)；
a──支护构造外边沿至基本水平距离(m)；
θ──附加荷载扩散角，宜取θ＝45°；
za──支护构造顶面至土中附加竖向应力计算点竖向距离。
当za<d＋a/tanθ或za>d＋(3a+b)/tanθ时，取Δσk，j＝0。
2 对于矩形基本下附加荷载（图3.4.7a）：
当d＋a/tanθ≤za≤d＋(3a+b)/tanθ时
（3.4.7-2）
式中： b──与基坑边垂直方向上基本尺寸(m)；
l──与基坑边平行方向上基本尺寸(m)。
当za<d＋a/tanθ或za>d＋(3a+b)/tanθ时，取Δσk，j＝0。
3 对作用在地面条形、矩形附加荷载，按本条第1、2款计算土中附加竖向应力原则值Δσk，j时，应取d＝0（图3.4.7b）。

（a） （b）
图3.4.7 局部附加荷载作用下土中附加竖向应力计算
（a）条形或矩形基本；（b）作用在地面条形或矩形附加荷载

3.4.8 当支护构造挡土构件顶部低于地面，其上方采用放坡时，挡土构件顶面以上土层对挡土构件作用宜按库仑土压力理论计算，也可将其视作附加荷载并按下列公式计算土中附加竖向应力原则值（图3.4.8）：
1 当a/tanθ≤za≤（a＋b1）/tanθ时
（3.4.8-1）
（3.4.8-2）
2 当za>（a＋b1）/tanθ时
（3.4.8-3）
3 当za< a时
（3.4.8-4）
式中： za──支护构造顶面至土中附加竖向应力计算点竖向距离(m)；
a──支护构造外边沿至放坡坡脚水平距离(m)；
b1──放坡坡面水平尺寸(m)；
h1──地面至支护构造顶面竖向距离(m)；
γm──支护构造顶面以上土重度 (kN/m3)；对多层土取各层土按厚度加权平均值；
cm──支护构造顶面以上土粘聚力(kPa)；按本规程第3.1.14条规定取值；
Kam──支护构造顶面以上土积极土压力系数；对多层土取各层土按厚度加权平均值；
Eak1──支护构造顶面以上土层所产生积极土压力原则值(kN/m)。
当支护构造挡土构件顶部低于地面，其上方采用土钉墙，按公式（3.4.8-1）～（3.4.8-1）计算土中附加竖向应力原则值时可取b1＝h1。

图3.4.8 挡土构件顶部以上放坡时土中附加竖向应力计算
4 支挡式构造

4.1 构造分析

4.1.1 支挡式构造应依照详细形式与受力、变形特性等采用下列分析办法：
1 锚拉式支挡构造，可将整个构造分解为挡土构造、锚拉构造（锚杆及腰梁、冠梁）分别进行分析；挡土构造宜采用平面杆系构造弹性支点法进行分析；作用在锚拉构造上荷载应取挡土构造分析时得出支点力；
2 支撑式支挡构造，可将整个构造分解为挡土构造、内支撑构造分别进行分析；挡土构造宜采用平面杆系构造弹性支点法进行分析；内支撑构造可按平面构造进行分析，挡土构造传至内支撑荷载应取挡土构造分析时得出支点力；对挡土构造和内支撑构造分别进行分析时，应考虑其互相之间变形协调；
3 悬臂式支挡构造、双排桩支挡构造，宜采用平面杆系构造弹性支点法进行构造分析；
4 当有可靠经验时，可采用空间构造分析办法对支挡式构造进行整体分析或采用数值分析办法对支挡式构造与土进行整体分析。
4.1.2 锚拉式和支撑式支挡构造设计工况应涉及基坑开挖至坑底状态和锚杆或支撑设立后开挖状态。当需要在主体地下构造施工过程以其构件替代并拆除局部锚杆或支撑时，设计工况中尚应涉及拆除锚杆或支撑时状态。悬臂式和双排桩支挡构造，可仅以基坑开挖至坑底状态作为设计工况。支挡式构造构件应按各设计工况内力和支点力最大值进行承载力计算。替代锚杆或支撑主体地下构造构件应满足各工况下承载力、变形及稳定性规定。
对采用水平内支撑支撑式构造，当不同基坑侧壁支护构造水平荷载、基坑开挖深度等不对称时，应分别按相应荷载及开挖状态进行支护构造计算分析。
4.1.3 采用平面杆系构造弹性支点法时，宜采用图4.1.3-1所示构造分析模型。
挡土构造采用排桩且取单根支护桩进行分析时，排桩外侧土压力计算宽度（ba）应取排桩间距，积极土压力强度原则值（pak）可按本规程第3.4节关于规定拟定；排桩嵌固段上土反力（ps）和初始土反力（ps0）计算宽度（b0）应按本规程第4.1.7条规定取值（图4.1.3-2），土反力（ps）和初始土反力（ps0）可按本规程第4.1.4条关于规定拟定。
挡土构造采用地下持续墙且取单幅墙进行分析时，地下持续墙外侧土压力计算宽度（ba）应取涉及接头单幅墙宽度，积极土压力强度原则值（pak）可按本规程第3.4节关于规定拟定；地下持续墙嵌固段上土反力（ps）和初始土反力（ps0）计算宽度（b0）取涉及接头单幅墙宽度，土反力（ps）和初始土反力（ps0）可按本规程第4.1.4条关于规定拟定。
锚杆和内支撑对挡土构件约束作用应按弹性支座考虑，其边界条件应按本规程第4.1.8条拟定。

（a） （b）
图4.1.3-1 弹性支点法计算
（a）悬臂式支挡构造；（b）锚拉式支挡构造或支撑式支挡构造
1－挡土构件；2－由锚杆或支撑简化而成弹性支座；3－计算土反力弹性支座

（a） （b）
图4.1.3-2 排桩计算宽度
（a）圆形截面排桩计算宽度；（b）矩形或工字型截面排桩计算宽度
1－排桩对称中心线；2－圆形桩；3－矩形桩或工字型桩

4.1.4 作用在挡土构件上分布土反力可按下列公式计算：
（4.1.4-1）
挡土构件嵌固段上基坑内侧分布土反力应符合下列条件：
（4.1.4-2）
当不符合公式（4.1.4-2）计算条件时，应增长挡土构件嵌固长度或取Ps ＝Ep时分布土反力。
式中： ps──分布土反力(kPa)；