丁佩思 黃 睿

紹興文理學(xué)院 土木工程學(xué)院 浙江 紹興 312000

1 引 言

基坑支護(hù)工程是指為保護(hù)地下主體結(jié)構(gòu)施工和基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑采用的臨時(shí)性支擋加固措施。為了標(biāo)準(zhǔn)化基坑工程的科學(xué)設(shè)計(jì)和安全施工，住建部頒布了《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-1999。住建部在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于2012年頒布了新的國(guó)家規(guī)范《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-2012。

全國(guó)各地區(qū)的地質(zhì)成因差異較大，基坑工程的地層分布、土性條件和周邊環(huán)境也復(fù)雜多樣?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)的受力和變形特性呈現(xiàn)明顯的區(qū)域性特點(diǎn)，統(tǒng)一的全國(guó)性標(biāo)準(zhǔn)較難精準(zhǔn)地反映各地區(qū)的工程重難點(diǎn)問題。本文針對(duì)部分代表地區(qū)的建筑基坑工程的地方性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，淺析各規(guī)范中主要條文要求的差異性及原因。選取的地標(biāo)包括：北京市《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DB11/489- 2016、上海市《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》DB/TJ08- 61-2018、廣東省《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DBJ/T 15-20-2016、浙江省《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DB33/T 1096-2014、吉林省《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》DB22/JT145- 2015。

2 基坑等級(jí)分類

基坑等級(jí)主要用于界定基坑的難易程度和支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的控制指標(biāo)，國(guó)標(biāo)JGJ120-2012根據(jù)基坑工程破壞后影響的嚴(yán)重程度將基坑安全等級(jí)分為三級(jí)。針對(duì)基坑等級(jí)問題，各地的地標(biāo)則結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)制定了一些劃分細(xì)則，下面進(jìn)行簡(jiǎn)要對(duì)比。

北京市根據(jù)基坑的開挖深度h、鄰近建（構(gòu)）筑物及管線與坑邊的相對(duì)距離比α和工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，按破壞后果的嚴(yán)重程度劃分基坑側(cè)壁的安全等級(jí)。該方法定量地考慮了周邊建筑對(duì)基坑的影響，具有較強(qiáng)的實(shí)操性。

上海市和廣東省分別都提出了2種基坑分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。上海提出了基坑工程的“安全等級(jí)”和“環(huán)境保護(hù)等級(jí)”分級(jí)概念：“安全等級(jí)”以基坑開挖深度（12m和7m為界限）分為三級(jí)；“環(huán)境保護(hù)等級(jí)”根據(jù)基坑周邊環(huán)境的重要性程度與基坑的距離分為三級(jí)。周邊環(huán)境主要考慮歷史建筑、市政管線、精密儀器廠房和軌道交通設(shè)施等。

廣東省提出“安全等級(jí)”和“環(huán)境等級(jí)”雙分級(jí)方法。分級(jí)以開挖深度14m和6m為界，但是廣東的基坑工程“安全等級(jí)”主要用于確定結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，而“環(huán)境等級(jí)”主要用于設(shè)定結(jié)構(gòu)的變形限值。例如，開挖深度15m的基坑，如果周邊并無建筑物，其安全等級(jí)可以定為一級(jí)，但是支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形要求可適當(dāng)放松，避免不必要的浪費(fèi)。

浙江省采用設(shè)計(jì)等級(jí)三級(jí)劃分法，其中滿足以下任一條件即為一級(jí)基坑：①開挖深度大于10m；②支護(hù)結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)的一部分；③在基坑開挖深度影響范圍內(nèi)有重要建構(gòu)筑物。

3 支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件密切相關(guān)，呈現(xiàn)明顯的地域性特點(diǎn)。

北京市將支護(hù)結(jié)構(gòu)類型分為三大類：支擋式結(jié)構(gòu)、土釘墻和放坡。其中支擋式結(jié)構(gòu)適用于一、二級(jí)深基坑，包括樁撐、樁錨、地連墻和雙排樁；土釘墻適用于二、三級(jí)基坑，通?；由疃炔灰顺^10m，預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘墻不宜超過15m；放坡適用于三級(jí)基坑。

上海市按支護(hù)結(jié)構(gòu)類型主要分為復(fù)合土釘支護(hù)、水泥土重力式擋墻、板式支護(hù)體系。其中，符合土釘支護(hù)僅適用于不大于5m且環(huán)保等級(jí)三級(jí)的基坑。水泥土重力式擋墻適用于不大于7m的基坑。板式支護(hù)體系圍護(hù)墻包括地連墻、灌注樁排樁、型鋼水泥土攪拌墻、板樁圍護(hù)墻。值得注意的是，上海市地標(biāo)設(shè)置了專門的“管道溝槽基坑工程”、“臨水基坑工程”、“基坑土體加固”章節(jié)，對(duì)部分特殊情況的施工工藝做了明確要求，如強(qiáng)調(diào)了板樁的施工注意事項(xiàng)。

廣東省地標(biāo)增加了“中心島法”。同時(shí)，規(guī)定土釘墻適用于地下水位以上且開挖深度不宜超過10m的基坑；復(fù)合土釘墻的開挖深度不宜超過12m；水泥土重力式擋墻的開挖深度不宜超過6m。

浙江省在支護(hù)結(jié)構(gòu)分類上與上海市類似，但是開挖深度的適用條件略有不同。該省地標(biāo)中規(guī)定在深厚軟土中采用土釘墻，基坑深度不宜超過4m，復(fù)合土釘墻深度不宜超過6m。水泥土重力式擋墻適用的開挖深度不宜超過5m。

吉林省的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)分類上與北京市類似，并規(guī)定單一土釘墻支護(hù)深度不宜超過10m，直立復(fù)合土釘墻深度不宜超過12m。

從上對(duì)比可知，由于東北、華北地區(qū)土質(zhì)情況普遍較好，土體自立性強(qiáng)，地下水位較深，普通二三級(jí)基坑支護(hù)廣泛地使用土釘墻和錨桿。而華東、華南的沿海地區(qū)，地下水位高，軟土層較厚，土釘墻的使用受到較多限制，但是，水泥土擋墻、板樁、SMW工法卻得到了較好地發(fā)展應(yīng)用。

4 結(jié)構(gòu)變形限值

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移值和周邊地面沉降值是反映支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀況的直觀參數(shù)。

上海市根據(jù)基坑工程“安全等級(jí)”和“環(huán)境保護(hù)等級(jí)”分別制定了支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的變形限值。以圍護(hù)墻側(cè)向最大水平位移累計(jì)值為例，按安全等級(jí)區(qū)分，一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)基坑的水平位移報(bào)警值分別為0.4%h、0.5%h、0.8%h，而按環(huán)保等級(jí)分級(jí)時(shí)，報(bào)警值分別為0.18%h、0.3%h、0.7%h。

對(duì)比北京市地標(biāo)、廣東省地標(biāo)、浙江省地標(biāo)、吉林省地標(biāo)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形限制可得：和國(guó)標(biāo)類似，結(jié)構(gòu)變形控制值隨基坑等級(jí)增高而提高，但各地的控制標(biāo)準(zhǔn)存在差異。其中，吉林省分別對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部、深部、周邊沉降進(jìn)行了明細(xì)規(guī)定。北京市僅規(guī)定了支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平變形限制。廣東省明確了結(jié)構(gòu)的最大水平變形限制，且變形限制采取基坑開挖深度比例值和指定限值的雙標(biāo)準(zhǔn)控制。浙江省規(guī)定在滿足環(huán)境保護(hù)要求的基礎(chǔ)上，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制值為一定取值區(qū)間，環(huán)境條件復(fù)雜時(shí)取低值。這樣的規(guī)定與浙江省復(fù)雜多樣的土性條件不無關(guān)系。

5 穩(wěn)定性計(jì)算

本小節(jié)簡(jiǎn)要對(duì)比幾本地方性標(biāo)準(zhǔn)在穩(wěn)定性計(jì)算上的差異性。

北京市和吉林省在穩(wěn)定性計(jì)算方面的規(guī)定基本和國(guó)標(biāo)保持一致。主要計(jì)算內(nèi)容包括：嵌固穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性、滲透穩(wěn)定性等。穩(wěn)定計(jì)算表達(dá)式均采用單一穩(wěn)定系數(shù)的方式。其中，對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，嵌固穩(wěn)定安全系數(shù)分別為1.25、1.2、1.15。采用圓弧條分法計(jì)算整體穩(wěn)定性，穩(wěn)定系數(shù)分別為1.35、1.3、1.25?？孤∑鸱€(wěn)定計(jì)算也是用于確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度，穩(wěn)定安全系數(shù)分別為1.8、1.6、1.4，另外，對(duì)于多道支撐式支擋結(jié)構(gòu)仍需驗(yàn)算以最下層支點(diǎn)為軸心的圓弧穩(wěn)定性，穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于2.2、1.9、1.7。

上海市地標(biāo)關(guān)于基坑穩(wěn)定性計(jì)算包括：整體穩(wěn)定性、坑底抗隆起穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性、抗?jié)B流穩(wěn)定性、抗承壓水穩(wěn)定性。與國(guó)標(biāo)略有不同，上海市的穩(wěn)定性計(jì)算均采用分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算式。其中，重力式擋墻的整體穩(wěn)定性分項(xiàng)系數(shù)為1.45；板式支護(hù)為1.25；放坡開挖為1.3。抗隆起穩(wěn)定計(jì)算根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)型式差異分為按墻底地基承載力模式和圓弧滑動(dòng)模式兩類。按承載力計(jì)算的分項(xiàng)系數(shù)為：板式支護(hù)體系一級(jí)基坑2.5，二級(jí)基坑2.0，三級(jí)基坑1.7；重力式結(jié)構(gòu)1.5。按圓弧模式計(jì)算的分項(xiàng)系數(shù)則為：一級(jí)基坑2.2，二級(jí)基坑1.9，三級(jí)基坑1.7。

廣東省地標(biāo)的穩(wěn)定性計(jì)算主要包括：結(jié)構(gòu)的傾覆穩(wěn)定計(jì)算、抗隆起穩(wěn)定、抗?jié)B流穩(wěn)定。相比其他省市的規(guī)定，廣東省的計(jì)算也具有一定特色。例如，在結(jié)構(gòu)的傾覆穩(wěn)定計(jì)算上，廣東省采用1.2（為基坑的重要性系數(shù)）作為穩(wěn)定系數(shù)。以最下層支點(diǎn)為軸心的圓弧模式驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí)，其穩(wěn)定控制系數(shù)為1.6。

浙江省也將抗隆起穩(wěn)定性分為按墻底地基承載力模式和圓弧滑動(dòng)模式兩類，但是，計(jì)算的表達(dá)式仍然采用單一穩(wěn)定系數(shù)的表達(dá)方式，且穩(wěn)定系數(shù)最小值要求也和上海不同。按承載力計(jì)算的抗隆起穩(wěn)定系數(shù)與國(guó)標(biāo)相同。按圓弧模式計(jì)算的抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)分別為：1.6、1.5、1.4。在結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算方面，規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)分別是1.2、1.15、1.1。

6 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

在國(guó)家規(guī)范中，基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目依據(jù)基坑不同等級(jí)分為：應(yīng)測(cè)、宜測(cè)、可（選）測(cè)，安全等級(jí)越高，“應(yīng)測(cè)”項(xiàng)目越多，反之亦然。同時(shí)，基坑監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)具有預(yù)防性的安全措施，需要消耗一定的人力物力，確保工程安全的前提下，應(yīng)該結(jié)合新發(fā)展的監(jiān)測(cè)技術(shù)，科學(xué)地安排監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。不同地區(qū)基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條文，結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，對(duì)基坑工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求也略有差異，反映了各地區(qū)的工程實(shí)際需要。

通過對(duì)比地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各級(jí)基坑工程的監(jiān)測(cè)必測(cè)項(xiàng)目數(shù)量發(fā)現(xiàn)，上海市、廣東省對(duì)于一級(jí)基坑的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較多，分別為18項(xiàng)、16項(xiàng)，這與兩地都處于三角洲地區(qū)，軟土分布區(qū)域較廣、地下水位較高有關(guān)。兩地地標(biāo)都結(jié)合可能引發(fā)軟土基坑事故的外部因素制定了針對(duì)性的監(jiān)測(cè)要求。例如，對(duì)一級(jí)基坑，兩地規(guī)范都要求必測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的裂縫，另外，上海市明確必測(cè)基坑坑底隆起，廣東省要求必測(cè)基坑的滲漏水狀況和周邊地面超載情況。

在幾個(gè)地方標(biāo)準(zhǔn)中，上海市地標(biāo)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)的要求最為細(xì)致：將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為“基坑支護(hù)體系監(jiān)測(cè)”和“周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)”兩個(gè)大類，“基坑支護(hù)體系監(jiān)測(cè)”又分為“坑內(nèi)加固體施工和預(yù)降水階段”和“基坑開挖階段”兩階段，包含13個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。其中，開挖階段根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和等級(jí)的不同分別明確了監(jiān)測(cè)要求?！爸苓叚h(huán)境監(jiān)測(cè)”分為“土方開挖前”和“基坑開挖階段”兩個(gè)施工階段，分別包含10個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。另外，多數(shù)基坑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求分為應(yīng)測(cè)、宜測(cè)、可測(cè)三個(gè)檔次，而上海市僅分為應(yīng)測(cè)和選測(cè)兩個(gè)檔次，選測(cè)項(xiàng)目由監(jiān)測(cè)具體情況和相關(guān)單位要求確定。

7 結(jié)束語

本文對(duì)比了幾個(gè)典型城市的基坑工程地方性規(guī)范，代表了我國(guó)華北、華東、華南、東北的區(qū)域特點(diǎn)。通過對(duì)比可知，上海市和廣東省采取了雙分級(jí)方法對(duì)基坑工程進(jìn)行分類，對(duì)應(yīng)了承載能力和正常使用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)需求，兩地在穩(wěn)定性計(jì)算等表述上也明確地向極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的表達(dá)方式靠攏；條文規(guī)定中還突出了對(duì)周邊環(huán)境影響的考量，理念較為前沿。相對(duì)于南方沿海地區(qū)，北方地區(qū)的基坑工程對(duì)土釘墻和錨桿的使用更為普遍，南方地區(qū)在水泥土重力式擋墻的使用上有更多經(jīng)驗(yàn)。沿海地區(qū)對(duì)軟土基坑的抗隆起穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)抗?jié)B監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)較為重視。

對(duì)于復(fù)雜多變的土質(zhì)條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、施工工藝和環(huán)境條件，基坑結(jié)構(gòu)的破壞情況和事故征兆呈現(xiàn)出較大的差異性?；拥脑O(shè)計(jì)理論應(yīng)當(dāng)從各地區(qū)的工程案例中總結(jié)升華，再回歸指導(dǎo)實(shí)踐，并在實(shí)踐中修正完善。在建立地方性設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，需要充分調(diào)查研究區(qū)域特點(diǎn)，因地制宜，提出合理的強(qiáng)制性和指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，為保證生產(chǎn)安全，提升管理效率奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。