基坑工程设计中使用标准规范应注意的若干问题

夏侯峥 王隆平 黄平生

【摘要】本文对《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99）、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-201X）、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ 167-2009）等中的土钉墙支护技术内容特点做了简要介绍，并以土钉墙为例，在基坑工程设计中使用标准规范应注意的问题做了一些说明。

【关键词】标准规范（规程）土钉墙注意问题

中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

1.基坑工程相关标准规范的特点

1.1技术标准种类繁多、关系复杂

如今我国的岩土工程技术准则数量种类繁多，除去省市地方标准，国家、行业标准多达200多种，其中行业规范自成体系，形成了名词术语、参数、公式、设计理论等高度不一致。基坑工程是岩土工程的一个分支，也毫无例外。

1.2地方特色浓重

基坑工程作为一种岩土工程，受到工程地质和水文地质条件的影响很大，区域性强。我国复员辽阔，地质条件变化极大，有软土、砂性土、砾石土、黄土、膨胀土、红土、风化土、岩石等，不同地层中的基坑工程采用的维护结构体系差异很大，即使在同一城市，不同地区也有差异，因此，地方上，北京、上海、天津、广东、深圳、浙江、湖北等地均编制了具有当地特色的地方标准。

2.准确理解、正确使用标准规范

繁多的技术标准存的诸多不一致，给工程技术人员应用规范带来困惑，甚至因理解错误而导致事故。如有的术语和符号字面相同，但在不同的标准中概念和意义不同；有的同一个概念和意义，在不同的标准中采用了不同的术语和符号。工程技术人员应在如此繁多的标准中保持头脑的清醒，合理应用、不犯错误。

下面以土钉墙设计、单根土钉抗拉承载力计算为例，进一步说明以上问题。

2.1. 单根土钉抗拉承载力计算

《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）中，土钉达到的极限抗拉能力R按下列公式计算并取其中的最小值：

按土钉受拔条件：R=d0la

按土钉受拉屈服条件: R=1.1fyk

式中 d0————土钉孔径

d————土钉钢筋直径

la ————土钉在破坏面一侧伸入稳定土体中的长度

————土钉与土体之间的界面粘结强度

fyk————钢筋抗拉强度标准值

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99）中，单根土钉抗拉承载力计算应符合下式要求：

1.250Tjk≤Tuj

式中Tjk ——第j根土钉受拉荷载标准值

Tuj ——第j根土钉抗拉承载力设计值

0——建筑基坑侧壁重要性系数，安全等级一级1.10，二级1.00，三级0.90

单根土钉拉荷载标准值可按下式计算：

Tjk= eajksxjszj ∕cosj

式中——荷载折减系数

eajk——第j根土钉位置处的基坑水平荷载标准值

sxj 、szj ——第j根土钉与相邻土钉的品均水平、垂直间距

j——第j根土钉与水平面的夹角

荷载折减系数可按下式计算：

=tg∕tg2

式中——土钉墙坡面与与水平面的夹角

k——基坑底面以上土层内摩擦角平均值

《建筑基坑支护技术规程》（GJ 120-201X）中，单根土钉抗拔承载力应符合下式规定：

Rkj∕Nkj ≥Kt

式中Kt——土钉抗拔安全系数；安全等级为二、三级的土钉墙，Kt分别不小于1.6、1.4

Nkj——第j层土钉的轴向拉力标准值

Rkj——第j层土钉的极限抗拔承载力标准值

单根土钉的轴向拉力标准值可按下式计算：

Nkj= jpak,jsxjszj ∕cosj

式中j——第j根土钉的倾角

——墙面倾斜时的主动土压力折减系数

j ——第j层土钉的轴向拉力调整系数

pak,j ——第j层土钉的主动土压力强度标准值

sxj 、szj ——第j根土钉与相邻土钉的品均水平、垂直间距

墙面倾斜时的主动土压力折减系数可按下式计算：

=tg∕tg2

式中——土钉墙坡面与与水平面的夹角

k——基坑底面以上土层内摩擦角平均值

土钉轴向拉力调整系数(j)可按下列公式计算：

j =a(ab)(zj/h)

a =b zj)Eaj]∕[zj)Eaj]

式中 zj ——第j层土钉至基坑顶面的垂直距离

h——基坑深度

Eaj——作用在以sxj 、szj为边长的面积内的主动土压力标准值

a ——计算系数

b ——经验系数，可取0.61.0

——土钉层数

2.2. 单根土钉钢筋截面面积计算

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-201X）中，单根土钉钢筋截面面积应符合下式规定：

Nj≤fyAS

Nj ——第j根土钉的轴向拉力设计值

fy ——土钉杆体的抗拉强度设计值

AS——土钉杆体的截面面积

Nj=0F Nk

式中 Nk——按作用标准组合计算的轴力值

F ——综合分项系数，不应小于1.25

《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ 167-2009）中，土钉钢筋截面面积应满足下式要求：

ASfy=1.350Tkj

式中Tkj——第j层土钉的轴向拉力标准值

以上可以看出：

1．在几本标准中“单根土钉抗拉承载力”术语、概念上基本一致，但符号各不相同（R、Tuj、Rkj）。

2. 在几本标准中“单根土钉抗拉承载力”含义略有不同，Tuj为抗拉承载力设计值，而Rkj为极限抗拔承载力标准值。二者的联系是：设计值=荷载分项系数标准值。

3. 在几本标准中荷载分项系数各不相同：《基坑土钉支护技术规程》（CECS96:97）为1.20；《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99）为1.25；《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ 167-2009）为1.35；《建筑基坑支护技术规程》（GJ 120-201X）为不小于1.25，使用时更加灵活。

4. 同样计算土钉钢筋截面面积，《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-201X）与《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》（JGJ 167-2009）一个是用设计值，一个是用标准值计算，使用规范时应保持清醒的头脑，不可按部就班。且后者比前者的荷载分项系数要大，计算出来的结果也要比前者偏大8%10%。

3.结论

使用标准规范（规程）应注意的问题：

1.基坑支护的设计计算，应使用同一本标准的体系，不可几本标准体系混用。由于各个规范、规程的编制时间和背景大相径庭，相似的公式、土工参数、承载力极限值、安全系数等可能有着截然不同的含义，切不可牵强附会、生搬硬套。

2.基坑支护结构设计应严格遵守规范、规程中的相关规定，当地方标准由于地质特殊而导致的规定高于国标时，应首先满足地方性的标准规定。

3.规范中所作出的规定，一般是在安全适用原则下的最低要求，设计人员应根据工程的实际需要，在设计中灵活运用。

4.条文说明是对标准中条文部分的解释，在运用规范遇到疑问时，往往能从条文说明中得到解释。

参 考 文 献

CECS96:97，基坑土钉支护技术规程[S].

JGJ 120—99, 建筑基坑支护技术规程[S].

JGJ 120-201X, 建筑基坑支护技术规程[S].

JGJ 167-2009, 湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程[S].

刘国斌，王卫东.基坑工程手册（第二版）[K]. 中国建筑工业出版社，2009.

钟志华. 对《基坑土钉支护技术规程》中土钉计算方法的商榷[J]. 基础工程设计,2006,(4):7175.