淺析建筑基坑工程地方性標準的差異性

丁佩思 黃 睿

紹興文理學院 土木工程學院 浙江 紹興 312000

1 引 言

基坑支護工程是指為保護地下主體結構施工和基坑周邊環境的安全，對基坑采用的臨時性支擋加固措施。為了標準化基坑工程的科學設計和安全施工，住建部頒布了《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-1999。住建部在總結實踐經驗的基礎上，于2012年頒布了新的國家規范《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-2012。

全國各地區的地質成因差異較大，基坑工程的地層分布、土性條件和周邊環境也復雜多樣。基坑圍護結構的受力和變形特性呈現明顯的區域性特點，統一的全國性標準較難精準地反映各地區的工程重難點問題。本文針對部分代表地區的建筑基坑工程的地方性標準進行對比，淺析各規范中主要條文要求的差異性及原因。選取的地標包括：北京市《建筑基坑支護技術規程》DB11/489- 2016、上海市《基坑工程設計規程》DB/TJ08- 61-2018、廣東省《建筑基坑支護技術規程》DBJ/T 15-20-2016、浙江省《建筑基坑支護技術規程》DB33/T 1096-2014、吉林省《建筑基坑支護技術規程》DB22/JT145- 2015。

2 基坑等級分類

基坑等級主要用于界定基坑的難易程度和支護結構變形的控制指標，國標JGJ120-2012根據基坑工程破壞后影響的嚴重程度將基坑安全等級分為三級。針對基坑等級問題，各地的地標則結合地區特點制定了一些劃分細則，下面進行簡要對比。

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

上海市和廣東省分別都提出了2種基坑分級標準。上海提出了基坑工程的“安全等級”和“環境保護等級”分級概念：“安全等級”以基坑開挖深度（12m和7m為界限）分為三級；“環境保護等級”根據基坑周邊環境的重要性程度與基坑的距離分為三級。周邊環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施等。

廣東省提出“安全等級”和“環境等級”雙分級方法。分級以開挖深度14m和6m為界，但是廣東的基坑工程“安全等級”主要用于確定結構的重要性系數，而“環境等級”主要用于設定結構的變形限值。例如，開挖深度15m的基坑，如果周邊并無建筑物，其安全等級可以定為一級，但是支護結構的變形要求可適當放松，避免不必要的浪費。

浙江省采用設計等級三級劃分法，其中滿足以下任一條件即為一級基坑：①開挖深度大于10m；②支護結構作為主體結構的一部分；③在基坑開挖深度影響范圍內有重要建構筑物。

3 支護結構類型

基坑的支護結構類型與當地的地質條件密切相關，呈現明顯的地域性特點。

北京市將支護結構類型分為三大類：支擋式結構、土釘墻和放坡。其中支擋式結構適用于一、二級深基坑，包括樁撐、樁錨、地連墻和雙排樁；土釘墻適用于二、三級基坑，通常基坑深度不宜超過10m，預應力錨桿復合土釘墻不宜超過15m；放坡適用于三級基坑。

上海市按支護結構類型主要分為復合土釘支護、水泥土重力式擋墻、板式支護體系。其中，符合土釘支護僅適用于不大于5m且環保等級三級的基坑。水泥土重力式擋墻適用于不大于7m的基坑。板式支護體系圍護墻包括地連墻、灌注樁排樁、型鋼水泥土攪拌墻、板樁圍護墻。值得注意的是，上海市地標設置了專門的“管道溝槽基坑工程”、“臨水基坑工程”、“基坑土體加固”章節，對部分特殊情況的施工工藝做了明確要求，如強調了板樁的施工注意事項。

廣東省地標增加了“中心島法”。同時，規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。

浙江省在支護結構分類上與上海市類似，但是開挖深度的適用條件略有不同。該省地標中規定在深厚軟土中采用土釘墻，基坑深度不宜超過4m，復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。

吉林省的基坑支護結構分類上與北京市類似，并規定單一土釘墻支護深度不宜超過10m，直立復合土釘墻深度不宜超過12m。

從上對比可知，由于東北、華北地區土質情況普遍較好，土體自立性強，地下水位較深，普通二三級基坑支護廣泛地使用土釘墻和錨桿。而華東、華南的沿海地區，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展應用。

4 結構變形限值

基坑支護設計時，支護結構水平位移值和周邊地面沉降值是反映支護結構工作狀況的直觀參數。

上海市根據基坑工程“安全等級”和“環境保護等級”分別制定了支護結構和周邊環境的變形限值。以圍護墻側向最大水平位移累計值為例，按安全等級區分，一級、二級、三級基坑的水平位移報警值分別為0.4%h、0.5%h、0.8%h，而按環保等級分級時，報警值分別為0.18%h、0.3%h、0.7%h。

對比北京市地標、廣東省地標、浙江省地標、吉林省地標對基坑支護結構的變形限制可得：和國標類似，結構變形控制值隨基坑等級增高而提高，但各地的控制標準存在差異。其中，吉林省分別對基坑支護結構的頂部、深部、周邊沉降進行了明細規定。北京市僅規定了支護結構的最大水平變形限制。廣東省明確了結構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準控制。浙江省規定在滿足環境保護要求的基礎上，支護結構變形控制值為一定取值區間，環境條件復雜時取低值。這樣的規定與浙江省復雜多樣的土性條件不無關系。

5 穩定性計算

本小節簡要對比幾本地方性標準在穩定性計算上的差異性。

北京市和吉林省在穩定性計算方面的規定基本和國標保持一致。主要計算內容包括：嵌固穩定性、整體穩定性、抗隆起穩定性、滲透穩定性等。穩定計算表達式均采用單一穩定系數的方式。其中，對于安全等級為一級、二級、三級的基坑支護結構，嵌固穩定安全系數分別為1.25、1.2、1.15。采用圓弧條分法計算整體穩定性，穩定系數分別為1.35、1.3、1.25。抗隆起穩定計算也是用于確定支護結構的嵌固深度，穩定安全系數分別為1.8、1.6、1.4，另外，對于多道支撐式支擋結構仍需驗算以最下層支點為軸心的圓弧穩定性，穩定系數不應小于2.2、1.9、1.7。

上海市地標關于基坑穩定性計算包括：整體穩定性、坑底抗隆起穩定性、抗傾覆穩定性、抗水平滑動穩定性、抗滲流穩定性、抗承壓水穩定性。與國標略有不同，上海市的穩定性計算均采用分項系數表達的極限狀態設計計算式。其中，重力式擋墻的整體穩定性分項系數為1.45；板式支護為1.25；放坡開挖為1.3。抗隆起穩定計算根據支護結構型式差異分為按墻底地基承載力模式和圓弧滑動模式兩類。按承載力計算的分項系數為：板式支護體系一級基坑2.5，二級基坑2.0，三級基坑1.7；重力式結構1.5。按圓弧模式計算的分項系數則為：一級基坑2.2，二級基坑1.9，三級基坑1.7。

廣東省地標的穩定性計算主要包括：結構的傾覆穩定計算、抗隆起穩定、抗滲流穩定。相比其他省市的規定，廣東省的計算也具有一定特色。例如，在結構的傾覆穩定計算上，廣東省采用1.2（為基坑的重要性系數）作為穩定系數。以最下層支點為軸心的圓弧模式驗算穩定時，其穩定控制系數為1.6。

浙江省也將抗隆起穩定性分為按墻底地基承載力模式和圓弧滑動模式兩類，但是，計算的表達式仍然采用單一穩定系數的表達方式，且穩定系數最小值要求也和上海不同。按承載力計算的抗隆起穩定系數與國標相同。按圓弧模式計算的抗隆起穩定安全系數分別為：1.6、1.5、1.4。在結構抗傾覆穩定計算方面，規定的穩定安全系數分別是1.2、1.15、1.1。

6 監測項目

在國家規范中，基坑監測項目依據基坑不同等級分為：應測、宜測、可（選）測，安全等級越高，“應測”項目越多，反之亦然。同時，基坑監測是一項具有預防性的安全措施，需要消耗一定的人力物力，確保工程安全的前提下，應該結合新發展的監測技術，科學地安排監測項目。不同地區基于國家標準的相關條文，結合當地工程經驗，對基坑工程監測項目的要求也略有差異，反映了各地區的工程實際需要。

通過對比地方標準對各級基坑工程的監測必測項目數量發現，上海市、廣東省對于一級基坑的監測項目較多，分別為18項、16項，這與兩地都處于三角洲地區，軟土分布區域較廣、地下水位較高有關。兩地地標都結合可能引發軟土基坑事故的外部因素制定了針對性的監測要求。例如，對一級基坑，兩地規范都要求必測支護結構的裂縫，另外，上海市明確必測基坑坑底隆起，廣東省要求必測基坑的滲漏水狀況和周邊地面超載情況。

在幾個地方標準中，上海市地標對基坑監測的要求最為細致：將監測項目分為“基坑支護體系監測”和“周邊環境監測”兩個大類，“基坑支護體系監測”又分為“坑內加固體施工和預降水階段”和“基坑開挖階段”兩階段，包含13個監測項目內容。其中，開挖階段根據基坑支護結構和等級的不同分別明確了監測要求。“周邊環境監測”分為“土方開挖前”和“基坑開挖階段”兩個施工階段，分別包含10個監測項目。另外，多數基坑標準對于監測項目的要求分為應測、宜測、可測三個檔次，而上海市僅分為應測和選測兩個檔次，選測項目由監測具體情況和相關單位要求確定。

7 結束語

本文對比了幾個典型城市的基坑工程地方性規范，代表了我國華北、華東、華南、東北的區域特點。通過對比可知，上海市和廣東省采取了雙分級方法對基坑工程進行分類，對應了承載能力和正常使用的極限狀態設計需求，兩地在穩定性計算等表述上也明確地向極限狀態設計法的表達方式靠攏；條文規定中還突出了對周邊環境影響的考量，理念較為前沿。相對于南方沿海地區，北方地區的基坑工程對土釘墻和錨桿的使用更為普遍，南方地區在水泥土重力式擋墻的使用上有更多經驗。沿海地區對軟土基坑的抗隆起穩定性、結構抗滲監測等環節較為重視。

對于復雜多變的土質條件、支護結構形式、施工工藝和環境條件，基坑結構的破壞情況和事故征兆呈現出較大的差異性。基坑的設計理論應當從各地區的工程案例中總結升華，再回歸指導實踐，并在實踐中修正完善。在建立地方性設計規范時，需要充分調查研究區域特點，因地制宜，提出合理的強制性和指導性標準，為保證生產安全，提升管理效率奠定堅實的基礎。