建筑基坑支护技术规程JGJ120 的解读分析与点评 高大钊 0309.doc

《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 的解读、分析与点评高大钊 / 2013-03-09 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 版是在 1990 年代中期 总结了 1980 年代以来十多 年的基坑工程经验制订的。那个年代 正是我国深基坑工程的初创时期，经验很不成熟，因此对这个版 本的规程批评的意见比较多，执行中发现的问题也比较多，例如 其中逆作拱墙的支护形式在基本原理上存在缺陷，以致发生了重 大的工程事故。因此在 99 版颁布只有 5 年的 2004 年就开始了修 订的工作，而这次修订又经历了 8 年的时间才颁布，也可以看出 修订工作的艰辛与不易。我们可以看到，这次修订的幅度比较大，补充和增加的内容 比较多，反映了 20 多年来，我国基坑工程技术的发展水平和成 就，有不少亮点。??? 在规程的前言中提出了本次修订的主要技术内容一共有 18 个，这些内容都是相对于 99 版规范的变化。这 13 年，我国的基 坑工程经历了巨大的变化，规程的修订工作推动了工程经验的总 结，提高了基坑工程的设计与施工水平。 1. 调整和补充了支护结构的几种稳定性验算在《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 版本中，没有专门 对稳定性验算提出规定的章节。有些稳定性验算的技术要求，隐 藏在关于嵌固深度的计算规定之中，缺失了稳定性控制的概念。 正如新的规程在条文说明中所说的：“原规程对支挡式结构弹性 支点法的计算过程的规定是：先计算挡土构件的嵌固深度，然后 再进行结构计算。这样的计算方法使计算过程简化，省去了某些 验算内容。因为按原规程规定的方法确定挡土构件的嵌固深度 后，一些原本需要验算的稳定性问题自然满足要求了。但这样带 来了一个问题，嵌固深度必须按原规程的计算方法确定，假如设 计需要嵌固深度短一些，可能按此设计的支护结构会不能满足原 规程未作规定的某种稳定性要求。另外对有些缺少经验的设计 者，可能会误以为不需要考虑这些稳定性问题，而忽视必要的土 力学概念。”是那个版本的重大缺陷，这次修订，作了重要的修 改，是一大进步。这个版本的规程在不同的条文中明确提出了 9 个方面的稳定 性验算模式，稳定性验算实际上验算支护结构在土、水压力作用 下是否满足静力平衡条件 HYPERLINK ，并具有所要求的设计安全度。1） 悬臂式结构嵌固稳定性验算 悬臂式结构的嵌固深度是支护结构保持稳定性的控制条件。所谓稳定性是指支护结构保持静力的平衡，控制性的平衡条件是 绕支护结构底部转动的静力平衡，即∑M =0。 极限平衡时E pk a pl? Eak aak? 0 ,也可表达为，为了工程的安全考虑，要求这个比值大于等于安全系数 K，? 即得稳定性验算的设计表达式： 安全系数 Ke 分别按基坑工程不同的安全等级取为 1.25、1.20和 1.15。 2） 单层锚杆和单层支撑的支挡结构嵌固稳定性与悬臂式的比较，单层锚杆和单层支撑支挡结构多了一个支 撑的条件，支撑力是未知数，验算稳定性时如取绕这个支撑作用 点转动的静力平衡，即∑M =0，同时，令水平方向的合力等于零，即∑X=0。即可同时求得支撑力和嵌固深度。 安全系数 Ke 分别按不同的安全等级取为 1.25、1.20 和 1.15。 这种验算的基本假定是支护结构的底部为自由端。 如支护结构的底部支承条件比较好，就可以按固定端的假定采用等值梁法求解支撑力和嵌固深度。 3）锚拉式、悬臂式支挡结构和双排桩的整体稳定性（圆弧滑动验算）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 对锚拉式、悬臂式支 挡结构和双排桩均规定用圆弧滑动法验算整体稳定性。整体滑动稳定性的安全系数由下式计算： 假定不同的圆心进行计算，最小的安全系数 Ks 分别按不同的安全等级不低于控制值 1.8、1.6 和 1.4。 计算投影到圆弧滑动面上的力形成抗滑力矩，由凝聚力、内摩擦角和锚杆三个部分组成，滑动面上的法向力是由地面荷载、 自重和水压力三部分形成。 4） 支挡式结构的抗隆起稳定性抗隆起稳定性验算采用地基承载力的模式计算，插入深度部 分所形成的抗力与墙后的土重及地面荷载之比要求满足安全系数的规定数值。 安全系数 Kb 按不同的安全等级分别取为 1.25、1.20 和 1.15。这个抗隆起稳定性的计算公式基于 Prandlt 的地基承载力公 式。但规程中的图与公式的符号并不一致，其实图中的 D 就是 公式中的 ld； ? 5） 最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性（小圆弧滑动验算） 对多层支、锚式支挡结构，当坑底以下为软土时，其嵌固深度应符合以最下层支点为转动中心的圆弧滑动稳定性的要求，这 种方法又称为小圆弧滑动验算。这种验算稳定性的方法是我国软 土地区习惯采用的方法，特别是上海地区，在这方面积累了大量