深基坑工程讲座-高大钊
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对《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012的解读、分析与点评同济大学高大钊新版的《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012是根据2004年建设部的通知要求,对《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99版修订而成的。
《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。
一、如何理解《地基规范》3.0.4条1. 根据工程设计原则,可以采用总安全系数法、容许应力法和分项系数法。
前面二种方法都是定值法,分项系数法是概率极限状态方法。
对每种方法,作用与抗力的性质应该是需要协调的,定值法的作用与抗力都采用标准值,概率极限状态方法的作用与抗力都采用设计值。
这两种方法之间在安全度的数值上可以转换,但设计理念是不相同的。
2. 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002比较特殊一些,将本来是比较简单的问题弄得有点复杂化了。
3. 讲白了,根据这本规范的基本思路,地基承载力计算用的是容许应力法,即地基容许承载力,取值的原则是采用标准值,那就是地基容许承载力的标准值,非常清楚,但规范却取了个不清不楚的术语,称为地基承载力特征值,把“容许”和“标准值”两个概念用“特征值”一个术语来概括,就常常顾此失彼。
4. 这本规范对基础结构设计,采用分项系数设计方法,作用与抗力都没有问题。
5. 对土压力、挡土墙的设计,这本规范实际上采用的设计方法是总安全系数法,但又不肯明说。
既然是总安全系数法,荷载是标准值、抗力也是标准值,采用一定的安全系数就可以了。
对这样明明白白的问题,硬要取套用概率极限状态的一套术语,弄得大家想不明白是怎么回事,难怪网友要发出“这不是多此一举吗?”的呼吁。
6. 我本来不想说这件事,一来是简单了讲不清楚,需要长篇大论才能说明白;二来我也不愿意老是冲着规范说事,人家听了不舒服。
给大家催得没有办法,只好草草不恭了。
明天要出差,今晚就讲这一些。
二、本人对设计值和标准值的意义理解不够,在《建筑边坡工程技术规范》中,计算钢筋截面积公式7.2.2用了设计值,锚固体与地层锚固长度公式7.2.3用了标准值,钢筋与砂浆锚固长度公式7.2.4用了设计值,为什么是这样的呢,这样有什么道理?边坡设计时荷载是由岩土体本身产生的。
材料与土的强度采用不同设计准则的矛盾在边坡锚杆的设计中充分地体现出来。
锚杆钢筋截面强度验算时,由于钢筋强度用设计值,因此锚杆拉力也用设计值,可以采用概率极限状态设计方法设计。