基坑工程的设计原则培训讲义

1、6-2 基坑工程近年来我国随着经济建设和城市建设的快速发展，地下工程愈来愈多。高层建筑的多层地下室、地铁车站、地下车库、地下商场、地下仓库和地下人防工程等施工时都需开挖较深的基坑，有的高层建筑多层地下室平面面积达数万平方米，深度有的达26.68m，施工难度较大。大量深基坑工程的出现，促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展，通过大量的工程实践和科学研究，逐步形成了基坑工程这一新的学科，它涉及多个学科，是土木工程领域内目前发展最迅速的学科之一，也是工程实践要求最迫切的学科之一。对基坑工程进行正确的设计和施工，能带来巨大的经济和社会效益，对加快工程进度和保护周围环境能发挥重要作用。6-2-11 基

2、坑工工程的内内容基坑开挖的的施工工工艺一般般有两种种：放坡坡开挖（无无支护开开挖）和在支支护体系系保护下下开挖（有有支护开开挖）。前者者既简单单又经济济，在空空旷地区区或周围围环境允允许时能能保证边边坡稳定定的条件件下应优优先选用用。但是在城市市中心地地带、建建筑物稠稠密地区区，往往往不具备备放坡开开挖的条条件。因因为放坡坡开挖需需要基坑坑平面以以外有足足够的空空间供放放坡之用用，如在在此空间间内存在在邻近建建（构）筑物基基础、地地下管线线、运输输道路等等，都不不允许放放坡，此此时就只只能采用用在支护护结构保保护下进进行垂直直开挖的的施工方方法。对对支护结结构的要要求，一一方面是是创造条条件便

3、于于基坑土土方的开开挖，但但在建（构构）筑物稠稠密地区区更重要要的是保保护周围围的环境境。基坑土方的的开挖是是基坑工工程的一一个重要要内容，基基坑土方方如何组组织开挖挖，不但但影响工工期、造造价，而而且还影影响支护护结构的的安全和和变形值值，直接接影响环环境的保保护。为为此，对对较大的的基坑工工程一定定要编制制较详细细的土方方工程的的施工方方案，确确定挖土土机械、挖挖土的工工况、挖挖土的顺顺序、土土方外运运方法等等。在软土地区区地下水水位往往往较高，采采用的支支护结构构一般要要求降水水或挡水水。在开开挖基坑坑土方过过程中坑坑外的地地下水在在支护结结构阻挡挡下，一一般不会会进入坑坑内，但但如土质

4、质含水量量过高、土土质松软软，挖土土机械下下坑挖土土和浇筑筑围护墙墙的支撑撑有一定定困难。此此外，在在围护墙墙的被动动土压力力区，通通过降低低地下水水位还可可使土体体产生固固结，有有利于提提高被动动土压力力，减少少支护结结构的变变形。所所以在软软土地区区对深度度较大的的大型基基坑，在在坑内都都进行降降低地下下水位，以以便利基基坑土方方开挖和和有利于于保护环环境。支护结构的的计算理理论和计计算手段段，近年年虽有很很大提高高，但由由于影响响支护结结构的因因素众多多，土质质的物理理力学性性能、计计算假定定、土方方开挖方方式、降降水质量量、气候候因素等等都对其其产生影影响。因因此其内内力和变变形的计计

5、算值和和实测值值往往存存在一定定差距。为为有利于于信息化化施工，在在基坑土土方开挖挖过程中中，随时时掌握支支护结构构内力和和变形的的发展情情况、地地下水位位的变化化、基坑坑周围保保护对象象（邻近近的地下下管线、建建筑物基基础、运运输道路路等）的变形形情况，对对重要的的基坑工工程都要要进行工工程监测测，它亦亦成为基基坑工程程的内容容之一。为为此，基基坑工程程包括勘勘测；支支护结构构的设计计和施工工；基坑坑土方工工程的开开挖和运运输；控控制地下下水位；基坑土土方开挖挖过程中中的工程程监测和和环境保保护等。6-2-22 基坑工工程的设设计原则则与基坑坑安全等等级6-2-22-1 基坑支支护结构构的极

6、限限状态根据中华人人民共和和国行业业标准建建筑基坑坑支护技技术规程程JGJJ 1220-999的规定定，基坑坑支护结结构应采采用以分分项系数数表示的的极限状状态设计计方法进进行设计计。基坑支护结结构的极极限状态态，可以以分为下下列两类类：1承载能能力极限限状态这种极限状状态，对对应于支支护结构构达到最最大承载载能力或或土体失失稳、过过大变形形导致支支护结构构或基坑坑周边环环境破坏坏。2正常使使用极限限状态这种极限状状态，对对应于支支护结构构的变形形已妨碍碍地下结结构施工工，或影影响基坑坑周边环环境的正正常使用用功能。基坑支护结结构均应应进行承承载能力力极限状状态的计计算，对对于安全全等级为为一

7、级及及对支护护结构变变形有限限定的二二级建筑筑基坑侧侧壁，尚尚应对基基坑周边边环境及及支护结结构变形形进行验验算。6-2-22-2 基坑支支护结构构的安全全等级建筑基坑坑支护技技术规程程JGJJ 1220-999规定，其其坑侧壁壁的安全全等级分分为三级级，不同同等级采采用相对对应的重重要性系系数，基坑坑侧壁的的安全等等级分级级如表6-664所示。基坑侧壁安安全等级级及重要要性系数数 表6-664安全等级破坏后果重要性系数数0一级支护结构破破坏、土土体失稳稳或过大大变形对对基坑周周边环境境及地下下结构施施工影响响很严重重1.10二级支护结构破破坏、土土体失稳稳或过大大变形对对基坑周周边环境境及地

8、下下结构施施工影响响一般1.00三级支护结构破破坏、土土体失稳稳或过大大变形对对基坑周周边环境境及地下下结构施施工影响响不严重重0.90注：有特殊殊要求的的建筑基基坑侧壁壁安全等等级可根根据具体体情况另另行确定定。支护结构设设计，应应考虑其其结构水水平变形形、地下下水的变变化对周周边环境境的水平平与竖向向变形的的影响。对对于安全全等级为为一级的的和对周周边环境境变形有有限定要要求的二二级建筑筑基坑侧侧壁，应应根据周周边环境境的重要要性，对对变形适适应能力力和土的的性质等等因素，确确定支护护结构的的水平变变形限值值。当地下水位位较高时时，应根根据基坑坑及周边边区域的的工程地地质条件件、水文文地质

9、条条件、周周边环境境情况和和支护结结构形式式等因素素，确定定地下水水的控制制方法。当当基坑周周围有地地表水汇汇流、排排泄或地地下水管管渗漏时时，应妥妥善对基基坑采取取保护措措施。对于安全等等级为一一级及对对支护结结构变形形有限定定的二级级建筑基基坑侧壁壁，应对对基坑周周边环境境及支护护结构变变形进行行验算。基坑工程分分级的标标准，各各种规范范和各地地也不尽尽相同，各各地区、各各城市根根据自己己的特点点和要求求作了相相应的规规定，以以便于进进行岩土土勘察、支支护结构构设计、审审查基坑坑工程施施工方案案等用。建筑地基基基础工工程施工工质量验验收规范范GB 502202-20002对基坑坑分级和和变

10、形监监控值作作如下规规定：基坑变形的的监控值值（cm） 表6-665基坑类别围护结构墙墙顶位移移监控值值围护结构墙墙体最大大位移监监控值地面最大沉沉降监控控值一级基坑353二级基坑686三级基坑81010注：1符符合下列列情况之之一，为为一级基基坑：（1）重要要工程或或支护结结构做主主体结构构的一部部分；（2）开挖挖深度大大于10m；（3）与临临近建筑筑物、重重要设施施的距离离在开挖挖深度以以内的基基坑；（4）基坑坑范围内内有历史史文物、近近代优秀秀建筑、重重要管线线等需严严加保护护的基坑坑。2三级基基坑为开开挖深度度小于7m，周围围环境无无特别要要求的基基坑。3除一级级和三级级外的基基坑属二

11、二级基坑坑。4与周围围已有的的设施有有特殊要要求时，尚尚应符合合这些要要求。位于地铁、隧隧道等大大型地下下设施安安全保护护区范围围内的基基坑工程程，以及及城市生生命线工工程或对对位移有有特殊要要求的精精密仪器器使用场场所附近近的基坑坑工程，应应遵照有有关的专专门文件件或规定定执行。6-2-33 基坑工工程勘察察为了正确地地进行支支护结构构设计和和合理地地组织施施工，在在进行支支护结构构设计之之前。需需要对影影响基坑坑支护结结构设计计和施工工的基础础资料，全全面地进进行收集集，并加加以深入入了解和和分析，以以便其能能很好地地为基坑坑支护结结构的设设计和施施工服务务。在进行支护护结构设设计之前前，

12、主要要需要收收集下面面三方面面的资料料；工程程地质和和水文地地质资料料；场地地周围环环境及地地下管线线状况；地下结结构设计计资料。现现分述如如下。6-2-33-1 岩土勘勘察基坑工程的的岩土勘勘察一般般不单独独进行，应应与主体体建筑的的地基勘勘察同时时进行。在在制定地地基勘察察方案时时，除满满足主体体建筑设设计要求求外，亦亦应同时时满足基基坑工程程设计和和施工要要求，因因此，宜宜统一布布置勘察察要求。如如果已经经有了勘勘察资料料，但其其不能满满足基坑坑工程设设计和施施工要求求时，宜宜再进行行补充勘勘察。基坑工程的的岩土勘勘察一般般应提供供下列资资料：1场地土土层的成成因类型型、结构构特点、土土

13、层性质质及夹砂砂情况；2基坑及及围护墙墙边界附附近，场场地填土土、暗洪洪、古河河道及地地下障碍碍物等不不良地质质现象的的分布范范围与深深度，并并表明其其对基坑坑的影响响；3场地浅浅层潜水水和坑底底深部承承压水的的埋藏情情况、土土层的渗渗流特性性及产生生管涌、流流砂的可可能性；4支护结结构设计计和施工工所需的的土、水水等参数数。岩土勘察测测试的土土工参数数，应根根据基坑坑等级、支支护结构构类型、基基坑工程程的设计计和施工工要求而而定，一一般基坑坑工程设设计和施施工要求求提供的的勘探资资料和土土工参数数见表6-666。基坑工程设设计和施施工所需需的勘探探资料和和土工参参数 表6-666标高（m）压

14、缩指数CCc深度（m）固结系数CCv层厚（m）回弹系数CCs土的名称超固结比OOCR土天然重度度c（kN/m3）内摩擦角（）天然含水量量w（%）粘聚力c（kPaa）液限wL（%）总应力抗剪剪强度塑限wP（%）有效抗剪强强度塑性指数IIP无侧限抗压压强度qqu（kPaa）孔隙比e十字板抗剪剪强度ccu（kPaa）不均匀系数数（d60/d10）渗透系数（cm/s）水平kh压缩模量EEs（MPaa）垂直kv对特殊的不不良土层层，尚需需查明其其膨胀性性、湿陷陷性、触触变性、冻冻胀性、液液化势等等参数。在基坑范围围内土层层夹砂变变化较复复杂时，宜宜采用现现场抽水水试验方方法，测测定土层层的渗透透系数。内

15、摩擦角和和粘聚力力，宜采采用直剪剪固结快快剪试验验取得，要要提供峰峰值和平平均值。总应力抗剪剪强度（cu、ccu）、有效抗剪强度（、c），宜采用三轴固结不排水剪试验、直剪慢剪试验取得。当支护结构构设计需需要时，还还可采用用专门原原位测试试方法，测测定设计计所需的的基床系系数等参参数。基坑范围及及附近的的地下水水位情况况，对基基坑工程程设计和和施工有有直接影影响，尤尤其在软软土地区区和附近近有水体体时。为为此在进进行岩土土勘察时时，应提提供下列列数据和和情况：1地下各各含水层层的视见见水位和和静止水水位；2地下各各土层中中水的补补给情况况和动态态变化情情况，与与附近水水体的连连通情况况；3基坑坑

16、坑底以下下承压水水的水头头高度和和含水层层的界面面；4当地下下水对支支护结构构有腐蚀蚀性影响响时，应应查明污污染源及及地下水水流向。地下障碍物物的勘察察，对基基坑工程程的顺利利进行十十分重要要。在基基坑开挖挖之前，要要弄清基基坑范围围内和围围护墙附附近地下下障碍的的性质、规规模、埋埋深等，以以便采用用适当措措施加以以处理。勘勘察重点点内容如如下：1是否存存在旧建建（构）筑物的的基础和和桩；2是否存存在废弃弃的地下下室、水水池、设设备基础础、人防防工程、废废井、驳驳岸等；3是否存存在厚度度较大的的工业垃垃圾和建建筑垃圾圾。6-2-33-2 周围环环境勘察察基坑开挖带带来的水水平位移移和地层层沉降

17、会会影响周周围邻近近建（构构）筑物、道道路和地地下管线线，该影影响如果果超过一一定范围围，则会会影响正正常使用用或带来来较严重重的后果果。所以以基坑工工程设计计和施工工，一定定要采用用措施保保护周围围环境，使使该影响响限制在在允许范范围内。为限制基坑坑施工的的影响，在在施工前前要对周周围环境境进行应应有的调调查，做做到心中中有数，以以便采取取针对性性的有效效措施。1基坑周周围邻近近建（构构）筑物状状况调查查在大中城市市建筑物物稠密地地区进行行基坑工工程施工工，宜对对下述内内容进行行调查：（1）周围围建（构构）筑物的的分布，及及其与基基坑边线线的距离离；（2）周围围建（构构）筑物的的上部结结构形

18、式式、基础础结构及及埋深、有有无桩基基和对沉沉降差异异的敏感感程度，需需要时要要收集和和参阅有有关的设设计图纸纸；（3）周围围建筑物物是否属属于历史史文物或或近代优优秀建筑筑，或对对使用有有特殊严严格的要要求；（4）如周周围建（构构）筑物在在基坑开开挖之前前已经存存在倾斜斜、裂缝缝、使用用不正常常等情况况，需通通过拍片片、绘图图等手段段收集有有关资料料。必要要时要请请有资质质的单位位事先进进行分析析鉴定。2基坑周周围地下下管线状状况调查查在大中城市市进行基基坑工程程施工，基基坑周围围的主要要管线为为煤气、上上水、下下水和电电缆。（1）煤气气管道。应应调查掌掌握下述述内容：与基坑坑的相对对位置、

19、埋埋深、管管径、管管内压力力、接头头构造、管管材、每每个管节节长度、埋埋设年代代等。煤气管的管管材一般般为钢管管和铸铁铁管，管管节长度度约466m，管径径常用100、150、200、250、300、400、5000mm。铸铁铁管接头头构造为为承插连连接、法法兰连接接和机械械连接；钢管多多为焊接接或法兰兰连接。（2）上水水管道。应应调查掌掌握下述述内容：与基坑坑的相对对位置、埋埋深、管管径、管管材、管管节长度度、接头头构造、管管内水压压、埋设设年代等等。上水管常用用的管材材有铸铁铁管、钢钢筋混凝凝土管和和钢管，管管节长度度约355m，管径径为100020000mmm。铸铁铁管接头头多为承承插式接

20、接头和法法兰接头头；钢筋筋混凝土土管多为为承插式式接头；钢管多多用焊接接。（3）下水水管道。应应调查掌掌握下述述内容：与基坑坑的相对对位置、管管径、埋埋深、管管材、管管内水压压、管节节长度、基基础形式式、接头头构造、窨井间距等。下水管道多多用预制制钢筋混混凝土管管，其接接头有承承插式、企企口式、平平口式等等，管径径为300024400mmm。（4）电缆缆。电缆缆种类很很多，有有高压电电缆、通通讯电缆缆、照明明电缆、防防御设备备电缆等等。有的的放在电电缆沟内内，有的的架空。有有的用共共同沟，多多种电缆缆放在一一起。电缆有普通通电缆与与光缆之之分，光光缆的要要求更高高。对电缆应通通过调查查掌握下下

21、述内容容：与基基坑的相相对位置置、埋深深（或架架空高度度）、规格格型号、使使用要求求、保护护装置等等。3基坑周周围邻近近的地下下构筑物物及设施施的调查查如基坑周围围邻近有有地铁隧隧道、地地铁车站站、地下下车库、地地下商场场、地下下通道、人人防、管管线共同同沟等，亦亦应调查查其与基基坑的相相对位置置、埋设设深度、基基础形式式与结构构形式、对对变形与与沉降的的敏感程程度等。这这些地下下构筑物物及设施施往往有有较高的的要求，进进行邻近近深基坑坑施工时时要采取取有效措措施。4周围道道路状况况调查在城市繁华华地区进进行基坑坑工程，邻邻近常有有道路。这这些道路路的重要要性不相相同，有有些是次次要道路路，而

22、有有些则属属城市干干道，一一旦因为为变形过过大而破破坏，会会产生严严重后果果。道路路状况与与施工运运输亦有有关。为为此，在在进行深深基坑施施工之前前应调查查下述内内容：（1）周围围道路的的性质、类类型、与与基坑的的相对位位置；（2）交通通状况与与重要程程度；（3）交通通通行规规则（单单行道、双双行道、禁禁止停车车等）；（4）道路路的路基基与路面面结构。5周围的的施工条条件调查查基坑现场周周围的施施工条件件，对基基坑工程程设计和和施工有有直接影影响，事事先必须须加以调调查了解解。（1）施工工现场周周围的交交通运输输、商业业规模等等特殊情情况，了了解在基基坑工程程施工期期间对土土方和材材料、混混凝

23、土等等运输有有无限制制，必要要时是否否允许阶阶段性封封闭施工工等，这这对选择择施工方方案有影影响；（2）了解解施工现现场附近近对施工工产生的的噪声和和振动的的限制。如如对施工工噪声和和振动有有严格的的限制，则则影响桩桩型选择择和支护护结构的的爆破拆拆除混凝凝土支撑撑；（3）了解解施工场场地条件件，是否否有足够够场地供供运输车车辆运行行、堆放放材料、停停放施工工机械、加加工钢筋筋等，以以便确定定是全面面施工、分分区施工工还是用用逆作法法施工。6-2-33-3 施工工工程的地地下结构构设计资资料调查查主体工程地地下结构构设计资资料，是是基坑工工程设计计的重要要依据之之一，应应周密进进行收集集和了解

24、解。基坑工程设设计多在在主体工工程设计计结束施施工图完完成之后后，基坑坑工程施施工之前前进行。但但为了使使基坑工工程设计计与主体体工程之之间协调调，使基基坑工程程的实施施能更加加经济，对对大型深深基坑工工程，应应在主体体结构设设计阶段段就着手手进行，以以便协调调基坑工工程与主主体工程程结构之之间的关关系，如如地下结结构用逆逆作法施施工，则则围护墙墙和中间间支承柱柱（中柱柱桩）的布置置就需与与主体工工程地下下结构设设计密切切结合；如大型型深基坑坑工程支支护结构构的设计计，其立立柱的布布置、多多层支撑撑的布置置和换撑撑等，皆皆与主体体结构工工程桩的的布置、地地下结构构底板和和楼盖标标高等密密切有关

25、关。进行基坑工工程设计计之前，应应对下述述地下结结构设计计资料进进行了解解：1主体工工程地下下室的平平面布置置和形状状，以及及与建筑筑红线的的相对位位置。这这是选择择支护结结构形式式、进行行支撑布布置等必必须参考考的资料料。如基基坑边线线贴近建建筑红线线，便需需选择厚厚度较小小的支护护结构的的围护墙墙；如平平面尺寸寸大、形形状复杂杂，则在在布置支支撑时需需加以特特殊处理理。2主体工工程基础础的桩位位布置图图。在进进行围护护墙布置置和确定定立柱位位置时，必必须了解解桩位布布置。尽尽量利用用工程桩桩作为立立柱桩，以以降低支支护结构构费用，实实在无法法利用工工程桩时时才另设设立柱桩桩。3主体结结构地

26、下下室的层层数、各各层楼板板和底板板的布置置与标高高，以及及地面标标高。根根据天然然地面标标高和地地下室底底板底标标高，便便可确定定基坑开开挖深度度，这是是选择支支护结构构形式、确确定降水水和挖土土方案的的重要依依据。了解各层楼楼盖和底底板的布布置，则则便于支支撑的竖竖向布置置和确定定支撑的的换撑方方案，如如楼盖局局部缺少少时，还还需考虑虑水平支支撑换撑撑时如何何传力等等。6-2-44 支护结结构的类类型和选选型6-2-44-1 支护结结构的类类型和组组成支护结构（包包括围护护墙和支支撑）按其工工作机理理和围护护墙的形形式分为为下列几几种类型型：水泥土挡墙墙式，依依靠其本本身自重重和刚度度保护

27、坑坑壁，一一般不设设支撑，特特殊情况况下经采采取措施施后亦可可局部加加设支撑撑。排桩与板墙墙式，通通常由围围护墙、支支撑（或或土层锚锚杆）及防渗渗帷幕等等组成。土钉墙由密密集的土土钉群、被被加固的的原位土土体、喷喷射的混混凝土面面层等组组成。现将常用的的几种支支护结构构介绍如如下。6-2-44-2 支护结结构的选选型1围护墙墙选型（1）深层层搅拌水水泥土桩桩墙深层搅拌水水泥土桩桩墙围护护墙是用用深层搅搅拌机就就地将土土和输入入的水泥泥浆强制制搅拌，形形成连续续搭接的的水泥土土柱状加加固体挡挡墙（图图6-448）。图6-488 水泥土土围护墙墙（a）砂土土及碎石石土；（b）粘性土土及粉土土水泥土

28、加固固体的渗渗透系数数不大于于10-77cm/s，能止止水防渗渗，因此此这种围围护墙属属重力式式挡墙，利利用其本本身重量量和刚度度进行挡挡土和防防渗，具具有双重重作用。水泥土围护护墙截面面呈格栅栅形，相相邻桩搭搭接长宽宽不小于于2000mm，截面面置换率率对淤泥泥不宜小小于0.8，淤泥泥质土不不宜小于于0.7，一般般粘性土土、粘土土及砂土土不宜小小于0.6。格栅栅长度比比不宜大大于2。墙体宽度bb和插入入深度hhd，根据据坑深、土土层分布布及其物物理力学学性能、周周围环境境情况、地地面荷载载等计算算确定。在在软土地地区当基基坑开挖挖深度h5m时，可可按经验验取b（0.660.8）h，hd（0.

29、881.2）h。基坑坑深度一一般不应应超过7m，此种种情况下下较经济济。墙体体宽度以以5000mm进位，即即b2.77m、3.22m、3.77m、4.22m等。插插入深度度前后排排可稍有有不同。水泥土加固固体的强强度取决决于水泥泥掺入比比（水泥泥重量与与加固土土体重量量的比值值），围护护墙常用用的水泥泥掺入比比为12%144%。常用用的水泥泥品种是是强度等等级为32.5的普通通硅酸盐盐水泥。水泥土围护护墙的强强度以龄龄期1个月的的无侧限限抗压强强度qu为标准准，应不不低于0.88MPaa。水泥泥土围护护墙未达达到设计计强度前前不得开开挖基坑坑。如为改善水水泥土的的性能和和提高早早期强度度，可掺

30、掺加木钙钙、三乙乙醇胺、氯氯化钙、碳碳酸钠等等。水泥土的施施工质量量对围护护墙性能能有较大大影响。要要保护设设计规定定的水泥泥掺合量量，要严严格控制制桩位和和桩身垂垂直度；要控制制水泥浆浆的水灰灰比0.445，否则则桩身强强度难以以保证；要搅拌拌均匀，采采用二次次搅拌工工艺，喷喷浆搅拌拌时控制制好钻头头的提升升或下沉沉速度；要限制制相邻桩桩的施工工间歇时时间，以以保证搭搭接成整整体。水泥土围护护墙的优优点：由由于坑内内无支撑撑，便于于机械化化快速挖挖土；具具有挡土土、挡水水的双重重功能；一般比比较经济济。其缺缺点是不不宜用于于深基坑坑、一般般不宜大大于6m；位移移相对较较大，尤尤其在基基坑长度

31、度大时。当当基坑长长度大时时可采取取中间加加墩、起起拱等措措施以限限制过大大的位移移；其次次是厚度度较大，红红线位置置和周围围环境要要作得出出才行，而而且水泥泥土搅拌拌桩施工工时要注注意防止止影响周周围环境境。水泥泥土围护护墙宜用用于基坑坑侧壁安安全等级级为二、三三级者；地基土土承载力力不宜大大于1500kPaa。高压旋喷桩桩所用的的材料亦亦为水泥泥浆，只只是施工工机械和和施工工工艺不同同。它是是利用高高压经过过旋转的的喷嘴将将水泥浆浆喷入土土层与土土体混合合形成水水泥土加加固体，相相互搭接接形成桩桩排，用用来挡土土和止水水。高压压旋喷桩桩的施工工费用要要高于深深层搅拌拌水泥土土桩，但但它可用

32、用于空间间较小处处。施工工时要控控制好上上提速度度、喷射射压力和和水泥浆浆喷射量量。（2）钢板板桩1）槽钢钢钢板桩是一种简易易的钢板板桩围护护墙，由由槽钢正正反扣搭搭接或并并排组成成。槽钢钢长688m，型号号由计算算确定。打打入地下下后顶部部接近地地面处设设一道拉拉锚或支支撑。由由于其截截面抗弯弯能力弱弱，一般般用于深深度不超超过4m的基坑坑。由于于搭接处处不严密密，一般般不能完完全止水水。如地地下水位位高，需需要时可可用轻型型井点降降低地下下水位。一一般只用用于一些些小型工工程。其其优点是是材料来来源广，施施工简便便，可以以重复使使用。2）热轧锁锁口钢板板桩（图图6-449）热轧锁口钢钢板桩

33、的的形式有有U型、L型、一一字型、H型和组组合型。建建筑工程程中常用用前两种种，基坑坑深度较较大时才才用后两两种，但但我国较较少用。我我国生产产的鞍IV型钢板板桩为“拉森式”（U型），其截截面宽4000mm、高3100mm，重77kkg/mm，每延延米桩墙墙的截面面模量为为20442cmm3。除国国产者外外，我国国也使用用一些从从日本、卢卢森堡等等国进口口的钢板板桩。钢板桩由于于一次性性投资大大，施工工中多以以租赁方方式租用用，用后后拔出归归还。钢板桩的优优点是材材料质量量可靠，在在软土地地区打设设方便，施施工速度度快而且且简便；有一定定的挡水水能力（小小趾口者者挡水能能力更好好）；可多多次重

34、复复使用；一般费费用较低低。其缺缺点是一一般的钢钢板桩刚刚度不够够大，用用于较深深的基坑坑时支撑撑（或拉拉锚）工作量量大，否否则变形形较大；在透水水性较好好的土层层中不能能完全挡挡水；拔拔除时易易带土，如如处理不不当会引引起土层层移动，可可能危害害周围的的环境。常用的U型型钢板桩桩，多用用于周围围环境要要求不甚甚高的深深588m的基坑坑，视支支撑（拉拉锚）加设情情况而定定。图6-499 钢板桩桩支护结结构（a）内撑撑方式；（b）锚拉方方式1-钢板桩桩；2-围檩；3-角撑；4-立柱与与支撑；5-支撑；6-锚拉杆杆（3）型钢钢横挡板板（图6-550）型钢横挡板板围护墙墙亦称桩桩板式支支护结构构。这

35、种种围护墙墙由工字字钢（或或H型钢）桩和横横挡板（亦亦称衬板板）组成，再再加上围围檩、支支撑等则则一种支支护体系系。施工工时先按按一定间间距打设设工字钢钢或H型钢桩桩，然后后在开挖挖土方时时边挖边边加设横横挡板。施施工结束束拔出工工字钢或或H型钢桩桩，并在在安全允允许条件件下尽可可能回收收横挡板板。图6-500 型钢横横挡板支支护结构构1-工字钢钢（H型钢）；2-八字撑撑；3-腰梁；4-横挡板板；5-垂直联联系杆件件；6-立柱；7-横撑；8-立柱上上的支撑撑件；9-水平联联系杆横挡板直接接承受土土压力和和水压力力，由横横挡板传传给工字字钢桩，再再通过围围檩传至至支撑或或拉锚。横横挡板长长度取决

36、决于工字字钢桩的的间距和和厚度由由计算确确定，多多用厚度度60mmm的木板板或预制制钢筋混混凝土薄薄板。型钢横挡板板围护墙墙多用于于土质较较好、地地下水位位较低的的地区，我我国北京京地下铁铁道工程程和某些些高层建建筑的基基坑工程程曾使用用过。（4）钻孔孔灌筑桩桩（图6-551）根据目前的的施工工工艺，钻钻孔灌筑筑桩为间间隔排列列，缝隙隙不小于于l000mm，因此此它不具具备挡水水功能，需需另做挡挡水帷幕幕，目前前我国应应用较多多的是厚厚1.22m的水泥泥土搅拌拌桩。用用于地下下水位较较低地区区则不需需做挡水水帷幕。钻孔灌筑桩桩施工无无噪声、无无振动、无无挤土，刚刚度大，抗抗弯能力力强，变变形较

37、小小，几乎乎在全国国都有应应用。多多用于基基坑侧壁壁安全等等级为一一、二、三三级，坑坑深7115m的基坑坑工程，在在土质较较好地区区已有899m悬臂桩桩，在软软土地区区多加设设内支搅搅（或拉拉锚），悬臂臂式结构构不宜大大于5m。桩径径和配筋筋计算确确定，常常用直径径600、700、800、900、10000mmm。图6-511 钻孔灌灌筑桩排排围护墙墙1-围檩；2-支撑；3-立柱；4-工程桩桩；5-钻孔灌灌筑桩围围护墙；6-水泥土土搅拌桩桩挡水帷帷幕；7-坑底水水泥土搅搅拌桩加加固有的工程为为不用支支撑简化化施工，采采用相隔隔一定距距离的双双排钻孔孔灌筑桩桩与桩顶顶横梁组组成空间间结构围围护墙

38、，使使悬臂桩桩围护墙墙可用于于-144.5mm的基坑坑（图6-552）。图6-522 双排桩桩围护墙墙1-钻孔灌灌筑桩；2-联系横横梁如基坑周围围狭窄，不不允许在在钻孔灌灌筑桩后后再施工工1.22m厚的水水泥土桩桩挡水帷帷幕时，可可考虑在在水泥土土桩中套套打钻孔孔灌筑桩桩。（5）挖孔孔桩挖孔桩围护护墙也属属桩排式式围护墙墙，多在在我国东东南沿海海地区使使用。其其成孔是是人工挖挖土，多多为大直直径桩，宜宜用于土土质较好好地区。如如土质松松软、地地下水位位高时，需需边挖土土边施工工衬圈，衬衬圈多为为混凝土土结构。在在地下水水位较高高地区施施工挖孔孔桩，还还要注意意挡水问问题，否否则地下下水大量量流

39、入桩桩孔，大大量的抽抽排水会会引起邻邻近地区区地下水水位下降降，因土土体固结结而出现现较大的的地面沉沉降。挖孔桩由于于人下孔孔开挖，便便于检验验土层，亦亦易扩孔孔；可多多桩同时时施工，施施工速度度可保证证；大直直径挖孔孔桩用作作围护桩桩可不设设或少设设支撑。但但挖孔桩桩劳动强强度高；施工条条件差；如遇有有流砂还还有一定定危险。（6）地下下连续墙墙地下连续墙墙是于基基坑开挖挖之前，用用特殊挖挖槽设备备、在泥泥浆护壁壁之下开开挖深槽槽，然后后下钢筋筋笼浇筑筑混凝土土形成的的地下土土中的混混凝土墙墙。我国于200世纪70年代后后期开始始出现壁壁板式地地下连续续墙，此此后用于于深基坑坑支护结结构。目目

40、前常用用的厚度度为600、800、l0000mmm，多用用于-122m以下的的深基坑坑。地下连续墙墙用作围围护墙的的优点是是：施工工时对周周围环境境影响小小，能紧紧邻建（构构）筑物等等进行施施工；刚刚度大、整整体性好好，变形形小，能能用于深深基坑；处理好好接头能能较好地地抗渗止止水；如如用逆作作法施工工，可实实现两墙墙合一，能能降低成成本。由于具备上上述优点点，我国国一些重重大、著著名的高高层建筑筑的深基基坑，多多采用地地下连续续墙作为为支护结结构围护护墙。适适用于基基坑侧壁壁安全等等级为一一、二、三三级者；在软土土中悬臂臂式结构构不宜大大于5m。地下连续墙墙如单纯纯用作围围护墙，只只为施工工

41、挖土服服务则成成本较高高；泥浆浆需妥善善处理，否否则影响响环境。（7）加筋筋水泥土土桩法（SMW工法）即在水泥土土搅拌桩桩内插入入H型钢，使使之成为为同时具具有受力力和抗渗渗两种功功能的支支护结构构围护墙墙（图6-553）。坑深深大时亦亦可加设设支撑。国国外已用用于坑深深-200m的基坑坑，我国国已开始始应用，用用于8110m基坑。图6-533 SMMW工法围围护墙1-插在水水泥土桩桩中的H型钢；2-水泥土土桩加筋水泥土土桩法施施工机械械应为三三根搅拌拌轴的深深层搅拌拌机，全全断面搅搅拌，H型钢靠靠自重可可顺利下下插至设设计标高高。加筋水泥土土桩法围围护墙的的水泥掺掺入比达达20%，因此此水泥

42、土土的强度度较高，与H型钢粘结好，能共同作用。（8）土钉钉墙土钉墙（图图6-554）是一种种边坡稳稳定式的的支护，其其作用与与被动起起挡土作作用的上上述围护护墙不同同，它是是起主动动嵌固作作用，增增加边坡坡的稳定定性，使使基坑开开挖后坡坡面保持持稳定。图6-544 土钉墙墙1-土钉；2-喷射细细石混凝凝土面层层；3-垫板施工时，每每挖深1.55m左右，挂挂细钢筋筋网，喷喷射细石石混凝土土面层厚厚501000mm，然后后钻孔插插入钢筋筋（长1015mm左右，纵纵、横间间距1.55m11.5mm左右），加垫垫板并灌灌浆，依依次进行行直至坑坑底。基基坑坡面面有较陡陡的坡度度。土钉墙用于于基坑侧侧壁安

43、全全等级宜宜为二、三三级的非非软土场场地；基基坑深度度不宜大大于12m；当地地下水位位高于基基坑底面面时，应应采取降降水或截截水措施施。目前前在软土土场地亦亦有应用用。（9）逆作作拱墙当基坑平面面形状适适合时，可可采用拱拱墙作为为围护墙墙。拱墙墙有圆形形闭合拱拱墙、椭椭圆形闭闭合拱墙墙和组合合拱墙。对对于组合合拱墙，可可将局部部拱墙视视为两铰铰拱。拱墙截面宜宜为Z字型（图图6-555），拱壁壁的上、下下端宜加加肋梁（图6-55a）；当基坑较深，一道Z字型拱墙不够时，可由数道拱墙叠合组成（图6-55b），或沿拱墙高度设置数道肋梁（图6-55c），肋梁竖向间距不宜小于2.5m。亦可不加设肋梁而用加

44、厚肋壁（图6-55d）的办法解决。图6-555 拱墙截截面示意意图1-地面；2-基坑底底；3-拱墙；4-肋梁圆形拱墙壁壁厚不宜宜小于4000mm，其他他拱墙壁壁厚不宜宜小于5000mm。混凝凝土强度度等级不不宜低于于C25。拱墙墙水平方方向应通通长双面面配筋，钢钢筋总配配筋率不不小于0.77%。拱墙在垂直直方向应应分道施施工，每每道施工工高度视视土层直直立高度度而定，不不宜超过过2.55m。待上上道拱墙墙合拢且且混凝土土强度达达到设计计强度的的70%后，才才可进行行下道拱拱墙施工工。上下下两道拱拱墙的竖竖向施工工缝应错错开，错错开距离离不宜小小于2m。拱墙墙宜连续续施工，每每道拱墙墙施工时时间

45、不宜宜超过36h。逆作拱墙宜宜用于基基坑侧壁壁安全等等级为三三级者；淤泥和和淤泥质质土场地地不宜应应用；拱拱墙轴线线的矢跨跨比不宜宜小于1/8；基坑坑深度不不宜大于于12m；地下下水位高高于基坑坑底面时时，应采采取降水水或截水水措施。2支撑体体系选型型对于排桩、板板墙式支支护结构构，当基基坑深度度较大时时，为使使围护墙墙受力合合理和受受力后变变形控制制在一定定范围内内，需沿沿围护墙墙竖向增增设支承承点，以以减小跨跨度。如如在坑内内对围护护墙加设设支承称称为内支支撑；如如在坑外外对围护护墙设拉拉支承，则则称为拉拉锚（土土锚）。内支撑受力力合理、安安全可靠靠、易于于控制围围护墙的的变形，但但内支撑

46、撑的设置置给基坑坑内挖土土和地下下室结构构的支模模和浇筑筑带来一一些不便便，需通通过换撑撑加以解解决。用用土锚拉拉结围护护墙，坑坑内施工工无任何何阻挡，位位于软土土地区土土锚的变变形较难难控制，且且土锚有有一定长长度，在在建筑物物密集地地区如超超出红线线尚需专专门申请请。一般般情况下下，在土土质好的的地区，如如具备锚锚杆施工工设备和和技术，应应发展土土锚；在在软土地地区为便便于控制制围护墙墙的变形形，应以以内支撑撑为主。对对撑式的的内支撑撑见图6-556。图6-566 对撑式式的内支支撑1-腰梁；2-支撑；3-立柱；4-桩（工工程桩或或专设桩桩）；5-围护墙墙支护结构的的内支撑撑体系包包括腰梁

47、梁或冠梁梁（围檩檩）、支撑撑和立柱柱。腰梁梁固定在在围护墙墙上，将将围护墙墙承受的的侧压力力传给支支撑（纵纵、横两两个方向向）。支撑撑是受压压构件，长长度超过过一定限限度时稳稳定性不不好，所所以中间间需加设设立柱，立立柱下端端需稳固固，立即即插入工工程桩内内，实在在对不准准工程桩桩，只得得另外专专门设置置桩（灌灌筑桩）。（1）内支支撑类型型内支撑按照照材料分分为钢支支撑和混混凝土支支撑两类类。1）钢支撑撑：钢支支撑常用用者为钢钢管支撑撑和型钢钢支撑两两种。钢钢管支撑撑多用609钢管，有有多种壁壁厚（10、12、14mmm）可供选选择，壁壁厚大者者承载能能力高。亦亦有用较较小直径径钢管者者，如5

48、80、406钢管等等；型钢钢支撑（图6-57）多用H型钢，有多种规格（表6-67）以适应不同的承载力。不过作为一种工具式支撑，要考虑能适应多种情况。在纵、横向支撑的交叉部位，可用上下叠交固定（图6-57所示）；亦可用专门加工的“十”形定型接头，以便连接纵、横向支撑构件。前者纵、横向支撑不在一个平面上，整体刚度差；后者则在一个平面上，刚度大，受力性能好。在端头的活络头子和琵琶斜撑的具体构造参见图6-58。图6-577 型钢支支撑构造造（a）示意意图；（b）纵横支支撑连接接；（c）支撑与与立柱连连接1-钢板桩桩；2-型钢围围檩；3-连接板板；4-斜撑连连接件；5-角撑；6-斜撑；7-横向支支撑；8

49、-纵向支支撑；9-三角托托架；10-交叉部部紧固件件；11-立柱；12-角部连连接件H型钢的规规格 表6-667尺寸（mm）单位重量（kg/mm）断面积（cm2）回转半径（cm）截面惯性矩矩（cm4）截面抵抗矩矩（cm3）ABtt1t2WAixiyIxIyWxWy2002200811249.963.5338.625.02472016004721602502250911472.492.18810.86.2910800036508672923003300101594.0119.8813.17.512040006750136045035033501219137173.9915.28.84403000

50、136000230077640044001321172218.7717.510.1006660002240003330112059433021423175222.4424.96.90137000010600046207017003000133244185235.5529.36.78201000010800057607228003000144233210267.4433.06.62292000011700072907829003000166288243309.8836.46.39411000012600091408436002000122244131166.4424.54.39995000321

51、033203216002000155344173220.0024.44.55131000045504370456注：A型型钢断面面高度；B型钢断断面宽度度；t1型钢腹腹板厚度度；t2上、下下翼缘厚厚度。图6-588 琵琶撑撑与活络络头子（a）琵琶琶撑；（b）活络头头子钢支撑的优优点是安安装和拆拆除方便便、速度度快，能能尽快发发挥支撑撑的作用用，减小小时间效效应，使使围护墙墙因时间间效应增增加的变变形减小小；可以以重复使使用，多多为租赁赁方式，便便于专业业化施工工；可以以施加预预紧力，还还可根据据围护墙墙变形发发展情况况，多次次调整预预紧力值值以限制制围护墙墙变形发发展。其其缺点是是整体刚刚度相

52、对对较弱，支支撑的间间距相对对较小；由于两两个方向向施加预预紧力，使使纵、横横向支撑撑的连接接处处于于铰接状状态。2）混凝土土支撑：是随着着挖土的的加深，根根据设计计规定的的位置现现场支模模浇筑而而成。其其优点是是形状多多样性，可可浇筑成成直线、曲曲线构件件，可根根据基坑坑平面形形状，浇浇筑成最最优化的的布置型型式；整整体刚度度大，安安全可靠靠，可使使围护墙墙变形小小，有利利于保护护周围环环境；可可方便地地变化构构件的截截面和配配筋，以以适应其其内力的的变化。其其缺点是是支撑成成型和发发挥作用用时间长长，时间间效应大大，使围围护墙因因时间效效应而产产生的变变形增大大；属一一次性的的，不能能重复

53、利利用；拆拆除相对对困难，如如用控制制爆破拆拆除，有有时周围围环境不不允许，如如用人工工拆除，时时间较长长、劳动动强度大大。混凝土支撑撑的混凝凝土强度度等级多多为C30，截面面尺寸经经计算确确定。腰腰梁的截截面尺寸寸常用6000mm8000mm（高宽）、8000mm10000mmm和10000mmm12200mmm；支撑撑的截面面尺寸常常用6000mm8000mm（高宽）、8000mm10000mmm, 8800mmm112000mm和l0000mmm12200mmm。支撑撑的截面面尺寸在在高度方方向要与与腰梁高高度相匹匹配。配配筋要经经计算确确定。对平面尺寸寸大的基基坑，在在支撑交交叉点处处

54、需设立立柱，在在垂直方方向支承承平面支支撑。立立柱可为为四个角角钢组成成的格构构式钢柱柱、圆钢钢管或型型钢。考考虑到承承台施工工时便于于穿钢筋筋，格构构式钢柱柱较好，应应用较多多。立柱柱的下端端最好插插入作为为工程桩桩使用的的灌筑桩桩内，插插入深度度不宜小小于2m，如立立柱不对对准工程程桩的灌灌筑桩，立立柱就要要作专用用的灌筑筑桩基础础。在软土地区区有时在在同一个个基坑中中，上述述两种支支撑同时时应用。为为了控制制地面变变形、保保护好周周围环境境，上层层支撑用用混凝土土支撑；基坑下下部为了了加快支支撑的装装拆、加加快施工工速度，采采用钢支支撑。从发展看，就就该继续续完善和和推广钢钢支撑，使使钢

55、支撑撑实现标标准化、工工具化，建建立钢支支撑制作作、装拆拆、使用用、维修修一体化化的专业业队伍。（2）内支支撑的布布置和型型式内支撑的布布置要综综合考虑虑下列因因素：1）基坑平平面形状状、尺寸寸和开挖挖深度；2）基坑周周围的环环境保护护要求和和邻近地地下工程程的施工工情况；3）主体工工程地下下结构的的布置；4）土方开开挖和主主体工程程地下结结构的施施工顺序序和施工工方法。支撑布置不不应妨碍碍主体工工程地下下结构的的施工，为为此事先先应详细细了解地地下结构构的设计计图纸。对对于大的的基坑，基基坑工程程的施工工速度，在在很大程程度上取取决于土土方开挖挖的速度度，为此此，内支支撑的布布置应尽尽可能便

56、便利土方方开挖，尤尤其是机机械下坑坑开挖。相相邻支撑撑之间的的水平距距离，在在结构合合理的前前提下，尽尽可能扩扩大其间间距，以以便挖土土机运作作。支撑体系在在平面上上的布置置形式（图6-59），有角撑、对撑、桁架式、框架式、环形等。有时在同一基坑中混合使用，如角撑加对撑、环梁加边桁（框）架、环梁加角撑等。主要是因地制宜，根据基坑的平面形状和尺寸设置最适合的支撑。一般情况下下，对于于平面形形状接近近方形且且尺寸不不大的基基坑，宜宜采用角角撑，使使基坑中中间有较较大的空空间，便便于组织织挖土。对对于形状状接近方方形但尺尺寸较大大的基坑坑，采用用环形或或桁架式式、边框框架式支支撑，受受力性能能较好，

57、亦亦能提供供较大的的空间便便于挖土土。对于于长片形形的基坑坑宜采用用对撑或或对撑加加角撑，安安全可靠靠，便于于控制变变形。图6-599 支撑的的平面布布置形式式（a）角撑撑；（b）对撑；（c）边桁架架式；（d）框架式式；（e）环梁与与边框架架；（f）角撑加加对撑钢支撑多为为角撑、对对撑等直直线杆件件的支撑撑。混凝凝土支撑撑由于为为现浇，任任何型式式的支撑撑皆便于于施工。支撑在竖向向的布置置（图6-660），主要要取决于于基坑深深度、围围护墙种种类、挖挖土方式式、地下下结构各各层楼盖盖和底板板的位置置等。基基坑深度度愈大，支支撑层数数愈多，使使围护墙墙受力合合理，不不产生过过大的弯弯矩和变变形。

58、支支撑设置置的标高高要避开开地下结结构楼盖盖的位置置，以便便于支模模浇筑地地下结构构时换撑撑，支撑撑多数布布置在楼楼盖之下下和底板板之上，其其间净距距离B最好不不小于6000mm。支撑撑竖向间间距还与与挖土方方式有关关，如人人工挖土土，支撑撑竖向间间距A不宜小小于3m，如挖挖土机下下坑挖土土，A最好不不小于4m，特殊殊情况例例外。图6-600 支撑竖竖向布置置在支模浇筑筑地下结结构时，在在拆除上上面一道道支撑前前，先设设换撑，换换撑位置置都在底底板上表表面和楼楼板标高高处。如如靠近地地下室外外墙附近近楼板有有缺失时时，为便便于传力力，在楼楼板缺失失处要增增设临时时钢支撑撑。换撑撑时需要要在换撑撑（多为为混凝土土板带或或间断的的条块）达到设设计规定定的强度度、起