明挖基坑支护结构设计讲解PPT197

第七章章明明挖挖基坑坑支护护结构构设计计胡华4.1基坑工工程概概述基坑是是为了了修筑筑建筑筑物的的基础础或地地下室室、埋埋设市市政工工程的的管道道以及及开发发地下下空间间（如如地铁铁车站站。地地下商商场））等所所开挖挖的地地面以以下的的坑。。基坑支支护工工程是是指在在基坑坑开挖挖时，，为了了保证证坑壁壁不致致坍塌塌、保保护主主体地地下结结构的的安全全以及及使周周围环环境不不受损损害所所采取取的工工程措措施的的总称称。基坑开开挖施施工有有两种种，有有支护护基坑坑工程程和无无支护护基坑坑工程程。无无支护护基坑坑工程程一般般在场场地空空旷、、基坑坑开挖挖深度度较浅浅、。。环境境要求求不高高的情情况下下才采采用，，如放放坡开开挖，，这时时主要要考虑虑边坡坡稳定定和排排水问问题。。随着城城市的的发展展，建建筑物物基础础深度度加大大，建建筑物物及地地下管管线等等越来来越密密集，，可施施工的的空间间越来来越小小，而而且有有环境境的要要求，，所以以现在在多采采用有有支护护的基基坑开开挖施施工。。随着我我国城城市化化的快快速发发展，，城市市地下下空间间的开开发利利用在在节约约土地地资源源、调调节城城市土土地使使用结结构、、城市市现代代化基基础设设施建建设、、防灾灾救火火和国国防建建设等等方面面将发发挥越越来越越重要要的作作用。。可以以说，，没有有城市市地下下空问问的有有效开开发利利用就就没有有城市市的可可持续续发展展，这这样也也势必必带来来大规规模的的深基基坑工工程问问题，，也对对深基基坑开开挖与与支护护提出出了更更高、、更严严格的的要求求;深基坑坑工程程是基基础工工程和和地下下工程程施工工中的的一个个古老老而又又崭新新的课课题。。在在中中国，，20世纪80年代以以前我国的的高层层和多多层建建筑的的地下下室多多为3m--4m左右深深的单单层地地下室室，深深基坑坑工程程数量量较少。随着着我国国国民民经济济和城城市建建设的的高速速发展展，进进入80年代后期以来来，为为了充充分利利用地地皮，，高层层、超超高层层建筑筑如春春笋般般拔地地而起起。由由于建建筑结结构设设计、、建筑筑使用用功能能及人人防工工程的的要求求，深深基坑坑开挖挖深度度越来来越深，开挖挖面积积也越越来越越大。如上上海金金茂大大厦，，地上上88层，塔塔楼开开挖深深度达达一19.65m，裙房房开挖挖深度度也达达一15.1m.基坑开开挖面面积近近2万㎡。自90年代以以来，，大量量的城城市高高层建建筑开开始出出现，，一些些大城城市，，如北北京、、上海海、广广州地地铁工工程也也相继继全面面展开开。90年代中中期以以后，，各地地纷纷纷组织织技术术力量量进行行了深深基坑坑工程程技术术标准准的编编制工工作。。在各各地基基坑支支护技技术的的工程程实施施和理理论研研究的的基础础上，，两本本国家家行业标标准:同时由由于基基坑工工程的的区域域性、、不确确定性性、个个体差差异性性及复复杂性性等特特点，，工程程事故故仍时时有发发生。。基坑工工程中中深、、大、、地面面与地地下复复杂条条件下下深基坑坑开挖挖施工工与基基坑安安全稳稳定性性分析析与维维护问题己己成为为当今今工程程界的的热点点、难难点和和重点点问题题之一一。4.2深基坑坑工程程特点点(1)深基坑坑工程程具有有很强强的区域性性岩土工工程区区域性性强。。如黄黄土地地基、、砂土土地基基、软软粘土土地基基等工工程地地质和和水文文地质质条件件不同同的地地基中中，深深基坑坑工程程差异异性很很大，，即使使是同同一城城市不不同区区域也也有差差异。。由于于岩土土性质质千变变万化化，地地质埋埋藏条条件和和水文文地质质条件件极其其复杂杂，造造成勘勘察数数据离离散性性很大大，精精确度度低。。因此此，深深基坑坑开挖挖要因因地制制宜，，不能能简单单地完完全照照搬经经验。。(2)深基坑坑工程程具有有很强强的个性深基坑坑工程程与基基坑相相邻建建筑物物、构构筑物物及市市政地地下管管网的的位置置、抵抵御变变形的的能力力、重重要性性以及及周围围场地地条件件有关关。因因此，，对深深基坑坑工程程安全全等级级进行行分类类、对对支护护结构构允许许变形形规定定统一一的标标准是是非常常困难难的。。(3)基坑工工程具具有很很强的的综合性性深基坑坑工程程涉及及土力力学中中强度度、变变形和和整体体稳定定、渗渗流等等基本本课题题，往往往需需要综综合处处理。。有的的基坑坑工程程土压压力引引起支支护结结构的的稳定定性问问题是是主要要矛盾盾，有有的土土中渗渗流引引起土土体破破坏是是主要要矛盾盾，有有的基基坑周周围地地面变变形是是主要要矛盾盾。深深基坑坑工程程是岩岩土工工程、、结构构工程程及施施工技技术相相互交交叉的的学科科，是是多种种复杂杂因素素相互互影响响的系系统工工程，，是理理论上上尚待待发展展的综综合性性学科科。(4)深基坑坑工程程具有有较强强的时空效效应深基坑坑的深深度和和平面面形状状，对对深基基坑的的稳定定性和和变形形有较较大影影响。。在深深基坑坑设计计中，，要注注意深深基坑坑工程程的空空间效效应。。软土土土体体，特特别是是软粘粘土，，具有有较强强的蠕蠕变性性。作作用在在支护护结构构上的的土压压力随随时间间变化化，蠕蠕变将将使土土体强强度降降低，，使土土坡稳稳定性性减小小，故故基坑坑开挖挖时应应注意意其时时空效效应。。(5)深基坑坑工程程具有有较强强的环境效效应深基坑坑工程程的开开挖，，必将将引起起周围围地基基中地地下水水位变变化和和应力力场的的改变变，导导致周周围地地基土土体的的变形形，对对相邻邻建筑筑物、、构筑筑物及及市政政地下下管线线产生生影响响，严严重的的将危危及相相邻建建筑物物、构构筑物物及市市政地地下管管网的的安全全与正正常使使用。。施工工过程程中还还会产产生噪噪声和和浮尘尘，土土方及及材料料运输输会干干扰交交通，，对周周围环环境和和居民民生活活都有有较大大影响响。（6）深基基坑工工程工程量量大及工期紧紧深基坑坑开挖挖深度度一般般较大大，工工程量量比浅浅基坑坑增加加很多多。降降雨以以及开开挖土土体暴暴露时时间长长，都都对结结构稳稳定不不利。。因此此，抓抓紧施施工工工期，，不仅仅是施施工管管理上上的要要求，，它对对减小小基坑坑变形形、周周围环环境的的变形形及减减少事事故都都具有有特别别的意意义。。（7）深基基坑工工程质量要要求高高深基坑坑开挖挖的区区域也也就是是将来来地下下结构构施工工的区区域，，有时时其支支护结结构还还是地地下永永久结结构的的一部部分，，而地地下结结构的的好坏坏又将将直接接影响响到上上部结结构。。所以以，必必须保保证深深基坑坑工程程的质质量，，才能能保证证地下下结构构和上上部结结构的的工程程质量量。(8)深基坑坑工程程具有有较大大的风险性性深基坑坑工程程是个个临时时工程程，安安全储储备相相对较较小，，因此此风险险性较较大。。由于于深基基坑工工程技技术复复杂，，涉及及范围围广，，事故故频繁繁，因因此在在施工工过程程中应应进行行监测测，并并应具具备应应急措措施。。深基基坑工工程造造价较较高，，但一一般为为临时时性工工程，，业主主一般般不愿愿投入入较多多资金金，一一旦出出现事事故，，造成成的经经济损损失和和社会会影响响往往往十分分严重重。(9)深基坑坑工程程具有有较高高的事故率率深基坑坑工程程施工工周期期长，，从开开挖到到完成成地面面以下下的全全部隐隐蔽工工程，，常常常经历历多次次降雨雨、周周边堆堆载、、振动动等许许多不不利条条件，，安全全度的的随机机性较较大，，事故故的发发生往往往具具有突突发性性。据据有关关资料料统计计，深深基坑坑工程程事故故的发发生率率一般般约占占基坑坑工程程数量量的20%左右，，有的的城市市甚至至占30%左右。。(10)深基坑坑工程程具有有很高高的不确定定性土体内内部物物质成成分、、结构构构造造、强强度特特征、、应力力历史史、物物理力力学性性质以以及环环境、、荷载载条件件等不不同使使得任任一点点土性性可能能都有有较大大的变变异性性，其其所能能提供供的土土抗力力(基床床)系数数、、抗抗剪剪强强度度指指标标存存在在很很大大的的离离散散性性:另外外，，采采取取土土样样受受扰扰动动而而与与现现场场土土样样不不一一致致;仪器器本本身身存存在在着着一一定定的的精精度度;统计计样样本本数数量量少少或或统统计计方方法法本本身身存存在在不不足足，，另另外外还还有有土土性性参参数数间间的的相相关关性性等等，，这这些些因因素素都都使使得得土土性性参参数数具具有有极极大大的的不不确确定定性性。。4.3基坑坑支支护护结结构构种种类类基坑坑支支护护工工程程是是指指在在基基坑坑开开挖挖时时，，为为了了保保证证坑坑壁壁不不致致坍坍塌塌、、保保护护主主体体地地下下结结构构的的安安全全以以及及使使周周围围环环境境不不受受损损害害所所采采取取的的工工程程措措施施的的总总称称。。4.3.1按基坑坑支支护护结结构构形形式式分分：：支护结构水泥土挡墙深层搅拌水泥土桩高压旋喷桩板桩式钢板桩钢筋混凝土板桩型钢横挡板钻孔灌注桩挖孔灌注桩排桩和板墙式现浇地下连续墙预制装配式地下连续墙板墙式排桩式边坡稳定式土钉墙喷锚网逆作拱墙式放坡两个个功功能能：：一一是是挡挡土土；；二二是是止止水水。。基坑坑支支护护分分两两类类：：支护护型型———将支支护护墙墙（（排排桩桩））作作为为主主要要受受力力构构件件；；支护护型型基基坑坑支支护护包包括括板桩桩墙墙、、排排桩桩、、地地下下连连续续墙墙等。。在基基坑坑较较浅浅时时可可不不设设支支撑撑，，成成悬臂臂式式结结构构；当基基坑坑较较深深或或对对周周围围地地面面变变形形严严格格限限制制时时，，应应设设水水平平或或斜斜向向支支撑撑，，或或锚锚定定系系统统；；形成成空空间间力力系系是发发展展方方向向。。加固固型型———充分分利利用用加加固固土土体体的的强强度度。。加固固型型包包括括水泥泥搅搅拌拌桩桩、、高高压压旋旋喷喷桩桩、、注注浆浆和和树树根根桩桩等。。支护结构名称防水抗渗性能施工特点造价工期对环境影响适宜地质条件1钢板桩咬口好，能止水难打入硬质土层，施工方便快捷能重复利用，一般费用较低较快刚度不够大，变形大;拔除易带十，且施了一振动噪音大软土、淤泥及淤泥质土2地下连续墙防水抗渗性能好需有大型机械设备，施工复杂高慢废弃泥浆易污染环境各种地质、水位条件皆适宜3排桩式需有防水抗渗措施，否则止水性差施工机具简单，施工简便易行较低较快整体性和刚度较地下连续墙差，对环境影响小除砾石层外各种土层皆适宜4深层搅拌水泥土桩好需深层搅拌机械，施工较容易一般较经济较慢墙后土体位移变形较大，且水泥浆易污染环境软土、淤泥质土5悬臂式支护结构差施工简单较省较快应注意支护结构位移变形软土、粘土、砂土等6桩锚支护结构差施工需锚杆机械及灌浆设备造价较高较慢锚杆深入基坑外土层中并灌桨，对周围土层有影响:有噪音粘土、粉土、砂土等，软土与淤泥质土不宜7土钉墙较好占用场地小，施工设备简单，效率高造价低较快施工噪音、振动小:土钉本身变形小，对周边环境影响小砂士、粘土、粉土支护护结结构构类类型型及及其其适适用用范范围围结构形式适用范围排桩结构稀疏排桩土质较好，地下水位低或降水效果好连续排桩土质差，地下水位高或降水效果差框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求组合排桩结构排桩加挡板排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥搅拌桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果排桩加水泥防渗墙地下水位较高的软土地区排桩或组合排桩加锚杆结构开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求地下连续墙结构与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大沉井结构软土地区重力式挡土墙结构具有一定施工空间，软土地区4.3.2按支支护护结结构构所所处处位位置置分分:壁式式挡挡墙墙支支护护、、内内支撑撑和和外外层层拉拉锚锚等等三三部部分分。。任任何何一一部部分分的的选选型型不不当当或或产产生生破破坏坏（（包包括括变变形形过过大大）），，都都会会导导致致整整个个支支护护结结构构的的失失败败。。1、壁壁式式挡挡墙墙支支护护是保保证证基基坑坑壁壁稳稳定定或或形形成成人人造造稳稳定定基基坑坑壁壁的的各各种种临临时时性性支支护护工工程程措措施施。。防防止止坑坑外外的的水水渗渗流流进进入入坑坑内内，，并并控控制制由由于于坑坑内内外外水水头头差差造造成成的的流流砂砂及及管管涌涌等等现现象象。。如挡挡墙墙结结构构、、支支护护墙墙体体、、防防渗渗帷帷幕幕、、锚锚杆杆、、喷喷锚锚网网支支护护、、地地下下连连续续墙墙支支护护、、水水泥泥土土深深层层搅搅拌拌桩桩；；旋旋喷喷桩桩、、注注浆浆、、各各钢钢管管桩桩、、板板桩桩等等各各种种支支护护加加强强桩桩支支护护等等。。2、内内支支撑撑系系统统内支支护护系系统统是是由由围围梁梁、、支支护护杆杆件件以以及及立立柱柱等等组组成成的的结结构构体体系系，，其其作作用用是是同同坑坑底底被被动动区区土土体体共共同同平平衡衡支支护护墙墙体体外外的的主主动动区区压压力力（（包包括括土土压压力力、、水水压压力力及及地地面面荷荷载载引引起起的的侧侧压压力力））。。围围梁梁是是一一道道或或几几道道沿沿着着支支护护墙墙体体内内侧侧设设置置，，把把支支护护墙墙体体所所受受的的力力相相对对均均匀匀地地传传递递给给内内支支护护杆杆件件的的水水平平向向梁梁。。支支护护杆杆件件承承受受着着围围梁梁传传来来的的轴轴力力和和弯弯矩矩。。立立柱柱的的作作用用一一方方面面是是承承受受支支护护及及施施工工荷荷载载的的重重量量，，另另一一方方面面增增加加对对支支护护杆杆件件的的约约束束（（图图））3、外外层层拉拉锚锚加加固固支支护护是一一种种一一端端固固定定在在开开挖挖基基坑坑外外的的稳稳定定底底层层内内，，另另一一端端与与支支护护墙墙相相连连接接的的受受拉拉杆杆件件。。其其作作用用同同内内支支护护系系统统，，它它不不设设置置在在基基坑坑内内，，使使基基坑坑内内有有宽宽敞敞的的工工作作环环境境。。如土土层层长长锚锚杆杆、、锚锚索索支支护护，，预预应应力力锚锚杆杆与与锚锚索索支支护护等等。。4.4施工工监监测测监测测是是在在在在基基坑坑工工程程施施工工过过程程中中，，对对基基坑坑支支护护结结构构、、其其周周围围地地层层、、附附近近建建筑筑物物、、地地下下管管线线等等的的受受力力和和变变形形进进行行的的测测量量。。目目的的主主要要在在于于确确保保基基坑坑工工程程本本身身的的安安全全；；对对基基坑坑周周围围环环境境进进行行有有效效的的保保护护；；检检验验设设计计所所采采用用参参数数及及假假定定的的正正确确性性；；并并为为改改进进设设计计、、提提高高工工程程整整体体水水平平提提供供依依据据。。4.5支护结结构形形式4.5.1壁式挡挡墙支支护形形式（一）钢板桩1.槽钢钢板桩2.热轧锁口钢板桩（二）钢筋混凝土板桩（三）钻孔灌注桩挡墙（四）H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）（五）地下连续墙（六）深层搅拌水泥土桩挡墙（七）旋喷桩帷幕墙（八）重力式挡土墙壁式挡墙支护形式（九））SMW工法（十））逆作拱拱墙式式一、钢钢板板桩支支护钢板桩桩支护护是基基坑支支护结结构中中常用用的一一种类类型，，通常常是由由钢板板桩支支护墙墙体（一般兼作作防水水帷幕幕)、、支撑撑(或或土层层锚杆杆)组组成的的防水水挡土土体系系。两两部分分共同同作用用，抵抵抗土土压力力等外外荷载载，维维持平平衡，，保证证深基基坑开开挖施施工的的顺利利进行行。1、根据据有无无支撑撑以及及支撑撑设置置的位位置可可分成成以下下三种种类型型:(1)悬臂式钢板板桩支护结结构:不设置内支支撑或土层层锚杆等，，基坑内施施工方便。。由于墙身身刚度小，，所以内力力和变形均均较大，当当环境要求求较高时，，不宜用于于开挖较深深的基坑。。(2)单层或多层层内支撑钢钢板桩支护护结构:设置的内支支撑可有效效地减少围围护墙体的的内力和变变形，通过过设置多道道支撑可用用于开挖很很深的基坑坑。但设置置的内支撑撑对土方的的开挖以及及地下结构构的施工带带来较大不不便。内支支撑可以是是水平的，，也可以是是倾斜的。。(3)单层或多层层土层锚杆杆钢板桩支支护结构;通过固定于于稳定上层层内的锚杆杆来减少围围护堵体的的内力与变变形，设置置多层锚杆杆.可用于开挖挖深度较大大的基坑。。2.钢板桩支护护根据其型型钢的结构构构件形式式的不同，，可分成以以下两种类类型;(1)槽钢钢板桩这是一种简简易的钢板板桩围护墙墙，由槽钢钢正反扣搭搭接或并排排组成。槽槽钢长6~8m，型号由计计算确定。。打入地下下后顶部近近地面处设设一道拉锚锚或支撑。。由于其截截面抗弯能能力弱，一一般用于深深度不超过过4m的基坑。由由于搭接处处不严密，，一般不能能完全止水水。如果地地下水位高高，需要时时可配合用用轻型井点点降低地下下水位。一一般只用于于一些小型型工程。其其优点是材材料来源广广，施工简简便，可以以重复使用用。(2)热轧锁口钢板桩热轧锁口钢钢板桩的形形式有U型、H型、Z型、一字型型和组合型型，。建筑筑工程中常常用者为前前两种，基基坑深度较较大时才用用后两种，，但我国较较少用。我我国生产的的鞍IV型钢板桩为为“拉森式式”(U型)，其截面宽宽400mm.高310mm，重77kg/m，每延米桩桩墙的截面面模量为2042cm'a除国产者外外，我国也也使用从日日本、卢森森堡等国进进口的钢板板桩。近年来由于于轧钢技术术的发展，，生产了一一些宽度和和高度较大大的钢板桩桩，钢板桩桩的效率截截面模量/重量)大为提高，，还有些采采用了高强强钢板代替替传统的低低碳钢，使使其用途扩扩大。常用用的U型钢板桩，，多用于周周围环境要要求不高的的深5-8m的基坑。（1）槽钢钢板板桩由槽钢并排排或正反扣扣搭接组成成。槽钢长6～8m，多用于深深度不超过过4m的基坑。顶部宜设一一道支撑或或拉锚。（2）热轧轧锁口钢板板桩其形式有U型、Z型、一字型型、H型和组合型型。U型Z型一字型如图所示，，钢板桩截截面形式很很多，如U形、H形、Z形、钢管等等。其优点点是材料质质量可靠，，防水性能能较好，软软土中施工工速度快、、操作简单单、可重复复使用，占占地小，结结合多道支支护，可用用于较深基基坑。不足足的是价格格较贵、施施工噪音及及振动大、、刚度小、、变形大、、需注意接接头防水，，拔桩时容容易引起土土体移动导导致周围环环境发生较较大沉降。。有些钢板板桩需另设设咬合装置置做到自防防水，否则则还需采取取防渗措施施。3、钢板桩支支护的特点点1）钢板桩具具有以下主主要优点（1）.具有一定的的挡水能力力（小趾口口者挡水能能力更好):（2）.施工简单，，工期缩短短；

（3）.对空间的要要求：本身身占用场地地小，可以以在距红线线较近的地地方施工。。

（4）.使用钢板桩桩能提供必必要的安全全性而且（（救灾抢险险的）时效效性较强；；

（5）.使用钢板桩桩可以不受受天气条件件的制约；；

（6）.在使用钢板板桩的过程程中，能简简化检查材材料或系统统性能的复复杂程序；；

（7）.保证其适应应性、互换换性良好，，并且可以以重复使用用;施工中多以以租赁方式式租用，用用后拔出归归还，可多多次重复使使用，一般般费用较低低。2）-钢板桩具有有以下主要要缺点(1)一般的钢板板桩刚度不不够大，用用于较深的的基坑时支支撑(或拉锚)工作量大，，否则变变形较大;(2)透水性较好好的土层中中不能完全全挡水，需需注意接头头防水处理理;(3)施工噪音及及振动大:(4)拔除时易带带土，如处处理不当会会引起土层层移动，可可能导致周周围环境发发生较大沉沉降，进而而危害周围围的环境:(5)钢板桩材料料本身一次次性投资大大4、钢板桩桩支护在工工程中应用用由于钢板桩桩自身具有有明显的优优点，它在在临时性支支护或永久久性工程中中应用都非非常广泛。。钢板桩作作为临时性性结构常用用于地下建建(构)筑物深基坑坑支护、桥桥梁桥墩水水中基础及及海岸工程程等的施工工围堰;钢板桩作为为永久性结结构已广泛泛应用于码码头、船坞坞、船闸闸闸室墙及大大堤防渗墙墙等。深基坑施工工常受施工工场地限制制，不能放放坡开挖，，而需进行行垂直开挖挖施工作业业。钢板桩桩支护结构构作为垂直直开挖的一一种极具特特点的支护护方法，广广泛应用于于高层建筑筑地下室、、地下铁路路、市政工工程、水工工施工围堰堰等项目施施工中，在在工程实践践中已取得得了较好的的经济效益益和环境效效应热轧锁口钢板桩正反扣接工人（二）钢筋筋混凝土板板桩如图所示，，截面有矩矩形凹凸槽槽结合、工工字型薄壁壁和方形薄薄壁三种形形式。矩形形凹凸槽结结合的截面面形式界面面可以做到到50cm*50cm左右，壁厚厚8~12cm，采用预制制的现浇相相结合的制制作方式，，此外在板板桩中间需需结合注浆浆来防渗。。钢筋混凝土土板桩的优优点是比钢钢板桩造价价低。缺点点是施工不不便、工期期长、施工工噪音大、、振动及挤挤土大、接接头防水性性能差。不不宜在建筑筑密集的市市区内使用用，也不适适于在硬土土层中施工工。钢筋混凝土土板桩该板桩截面面带企口，，有一定的的挡水作用用，顶部设设圈梁，用用后不再拔拔除，永留留地基土中中。适于3—6m基坑，但应应用较少。。图3－1板桩（三）柱柱列式灌注注桩排桩支支护1、定义：以以钢筋砼灌灌注桩配合合土锚杆或或横向支撑撑以减少柱柱身弯距的挡土结结构优点：施工工机具简单单，施工简简便易行，，造价较低低，工期较较快，适用于于除砾石层层外的各种种土层。缺点：整体体性和刚度度较地下连连续墙差，，需有防水水抗渗措施施，否则止水性性差排桩支护结结构按照支支护类型可可分为:1）柱列式排排桩支护:当基坑十质质较好、地地下水位较较低时，可可利用土拱拱作用采取取稀疏排列列钻孔灌注注桩或人工工挖孔桩进进行基坑支支护。2）连续排桩桩支护:在软土中一一般不能形形成土拱，，支护桩应应该连续密密排。密排排的钻孔桩桩可以互相相搭接，把把钻孔桩排排连起来或或在桩身混混凝上强度度尚未形成成时，在相相邻桩之间间做一根素素混凝土树树根桩也可以采用用钢板桩、、钢筋混凝凝土板桩。。3）组合式排排桩支护:在地下水位位较高的软软土地区，，可采用钻钻孔灌注排排桩与水泥泥土桩防渗渗墙组合等等形式。2、钻孔灌注注桩（或形形成挡墙））钻孔灌注桩桩作为支护护桩的几种种平面布置置如图5所示，桩径径一般在600~1200mm。当地下水水较低时，，包括间隔隔排列在内内都无须采采取防水措措施。钻孔灌注桩桩的优点是是施工噪音音低、振动动小、对环环境影响小小、自身刚刚度和强度度较大。缺缺点是施工工速度慢、、质量难控控制、需处处理泥浆、、自防水差差、需结合合防水措施施、整体刚刚度较差。。适用于软软土底层，，开挖深度度可在5~12m，甚至更深深；在砂砺砺层和卵石石中施工慎慎用。其他如树根根桩、挖孔孔灌注桩等等与其相似似，钻孔灌注桩桩挡墙常用Φ600——1000mm，是支护结结构中应用用最多的一一种。宜形形成排桩挡挡墙，顶部部浇筑钢筋筋混凝土圈圈梁。但施施工难以做做到相切，，挡水效果果差。图组合挡土壁壁图单排与双排排桩支护结结构图接头管接头头的施工程程序a)开挖槽段；；b)吊放接头管管和钢筋笼笼；c)浇筑砼；d)拔出接头管管；e)形成接头（四）H型钢支柱（（钢筋混凝凝土桩支柱柱）、木挡挡板支护墙墙这类支护结结构适用于于土质较好好、地下水水位较低的的地区。型型钢或支柱柱按一定间间距打入，，支柱间设设木挡板或或其它挡土土设施。（五）地下下连续墙1、地下连续续墙在所定位置置利用专用用的挖槽机机械和泥浆浆(又叫稳定液液、触变泥泥浆等)护壁，开挖挖出一定长长度的深槽槽后，插入入钢筋笼，，并在充满满泥桨的深深槽中用导导管浇筑混混凝土(混凝土从槽槽底开始，，逐渐向上上，泥浆也也就被置换换出来)，最后把这这些槽段用用特制的接接头相互连连接起来形形成一道连连续的现浇浇地下墙，，起截水防防渗、挡土土或承重作作用，这就就是地下连连续墙。在基坑工程程中，其平平面布置的的几种形式式如图所示示。连续墙墙壁厚通常常有60cm、80cm及100cm，深度可达达数十米。。地下连续续墙的优点点是施工噪噪音低、振振动小、整整体刚度大大、能自防防渗、占地地少、强度度大。缺点点是施工工工艺复杂、、造价高、、需处理泥泥浆。适用用于软弱底底层，在建建筑密集的的市区可施施工，常用用于开挖10m以上深度的的基坑，还还可同时作作为主体结结构的组成成部分。地下连续墙墙已是目前前深基坑的的主要支护护结构之一一。在地下下结构层数数多的深基基坑的施工工非常有利利。地下连连续墙常是是采用“逆逆筑法”的的支护结构构的首选。。2地下连续墙墙能在世界范范围内得到到推广应用用，主要由由于下列突突出的优点：①适用于各各种土质(除岩溶地区区和承压水水头很高的的砂砾层中中不用其他他辅助措施施不能采用用者外)，尤便于在在软土中施施工;②墙体刚度大大，目前国国内地下连连续墙的厚厚度可达0.6-1.3m(国外已达2.8m).用于基坑开开挖时，可可承受很大大的土压力力;③可以贴近施施工，对领领近建筑物物和地下设设施没有什什么影响〔如国外已有有距原有建建筑物只有有几厘米而而成功地进进行地下连连续墙施工工的实例);④无振动，无无噪音，不不必放坡，，不用支模模:⑤可在各种复复杂条件下下施工，如如地下埋有有旧码头等等障碍物，，或如地下下连续墙的的平面形状状非常复杂杂(如广州白天天宾馆的腰腰鼓形地下下室等);⑥防渗性能好好，由于墙墙体接头形形式和施工工方法的改改进，使地地下连续墙墙几乎不透透水;⑦综合经济效效果较好(单价造价有有时可能很很高);⑧深度较深，，为其他施施工方法难难以达到，，国外已有有深度达100m的实例。3地下连续墙墙的缺点:①施工时泥浆浆作业影响响城市市容容环境，要要处理好废废浆液;②如果施工不不当或地质质条件特殊殊，可能出出现相邻墙墙段不能对对齐和漏水水的问题:③作为临时性性挡土结构构，不够经经济;④墙背不够平平滑等。4地下连续墙墙的分类地下连续墙墙虽然己经经有将近50年的历史，，但要严格格分类，仍仍是很难的的。按成墙方式式分可分为为:①桩排式;②槽板式:③组合式。按墙的用途途分可分为为:①防渗墙;②临时挡土墙墙:③永久挡土(承重)墙;④做为基础用用的地下连连续墙。按墙体材料料分可分为为:①钢筋混凝土土墙;②塑性混凝土土墙;③固化灰浆墙墙;④自硬泥浆;⑤预制墙;⑥泥浆槽墙(回填砾石、、粘土和水水泥三合土土):⑦后张预应力力地下连续续墙;⑧钢制地下连连续墙按开挖情况况可分为:①地下连续墙墙(开挖);②地下防渗墙墙(不开挖)5地下连续墙墙施工（1）导墙制作导墙作用：：在地下连续续墙成槽前前，应浇筑筑导墙和施施工便道，，导墙制作作必须精心心施工，导导墙质量的的好坏直接接影响地下下连续墙的的轴线和标标高，导墙墙的作用是是为成槽设设备导向、、存储泥浆浆稳定液位位，维护上上部土体稳稳定和防止止土体坍落落，关键的的要求是必必须座于原原状土上。。导墙施工顺顺序：平整场地测测量放样挖挖槽浇浇筑导导墙垫层混混凝土钢钢筋绑绑扎立立模板浇浇筑混凝土土养护护设置置横向支撑撑施工工便道。整个地下连连续墙导墙墙分为多段段施工每段段施工长度度为60米长左右。。导墙接缝缝采用错缝缝搭接，并并且与地下下连续墙接接缝错开，，由预留的的水平钢筋筋连接起来来，使导墙墙成为整体体。导墙采用小小钢模导墙浇筑对撑加固回填土（2）泥浆工艺泥浆作用：：首先是护壁壁作用；其其次是携渣渣作用；再再就是冷却却机具和切切土润滑的的作用，减减少机具磨磨损，延长长机具寿命命，提高挖挖槽效率。。泥浆制备厂厂泥浆制备厂厂内部泥浆池（3）成槽施工抓斗机进行行成槽施工工（4）接头施工地下连续墙墙各槽段的的接头采用用凹凸型接接头形式，，对地下连连续墙的施施工，接头头部位是个个关键工序序。对于接接连幅或闭闭合幅，则则必须用带带钢丝刷头头的专用刷刷壁器进行行刷壁处理理，直到刷刷壁器上不不沾泥为止止。以确保保地下墙抗抗渗和抗弯弯要求。升千斤顶接头箱（5）钢筋笼制作作两侧设凹凸凸接头地下连续墙墙钢筋笼（注浆管））为控制保护护层的厚度度，在钢筋筋笼的主筋筋上每隔4米设置一道道定位器，沿钢筋笼笼水平方向向每侧设两两列。钢筋笼吊放放最后一节注浆管安装钢筋笼下放钢筋笼放入设计标高后，利用槽钢制作的扁担搁置在导墙上。（6）浇注混凝土土水下浇注混混凝土采用用导管法施施工，在浇浇注混凝土土时导管应应始终插入入混凝土中中，其埋深深必须大于于2.0—4.0米,严禁混凝土土导管拔空空,以免发生混混凝土质量量问题。混凝土浇注注架（六）深深层搅拌水水泥土桩挡挡墙深层搅拌水水泥土桩挡挡墙是用特特制的进入入土深层的的深层搅拌拌机将喷出出的水泥浆浆固化剂与与地基土进进行原位强强制搅拌制制成水泥土土桩，相互互搭接，硬硬化后即形形成具有一一定强度的的壁状挡墙墙，既可挡挡土又可形形成隔水帷帷幕。（七）旋旋喷桩帷幕幕墙旋喷桩帷幕幕墙是钻孔孔后，将钻钻杆从地基基土深处逐逐渐上提，，同时利用用插入钻杆杆端部的旋旋转喷嘴，，将水泥浆浆固化剂喷喷入地基土土中，形成成水泥土桩桩，桩体相相连形成帷帷幕墙。旋喷桩帷幕幕墙可用作作支护结构构挡墙，也也可用于挡挡水。（八）重力力式挡土墙墙重力式挡土土墙是一种种常用的挡挡土结构，，它是依靠靠挡土墙本本身的自重重来平衡坑坑内外土压压力差。墙墙身材料通通常采用堆堆砌石快石石料、沙袋袋等重物，，或用水泥泥土搅拌桩桩、旋喷桩桩等形成墙墙体（图））。由于墙墙体抗拉、、抗剪强度度较小，因因此墙身需需做成厚而而重的刚性性墙以确保保其强度及及稳定。重力式挡土土墙具有结结构简单，，施工方便便，施工噪噪音低、振振动小、速速度快、止止水效果好好、造价经经济等优点点。缺点是是宽度大，，需占用地地基红线内内一定面积积，而且墙墙身位移较较大。重力力式挡土墙墙主要适用用于软土地地区，环境境要求不高高、开挖深深度小于或或等于7m的情况。1、SMW工法就是利用特特殊多轴搅搅拌钻机在在原地层中中切削土体体，同时钻钻机前端低低压注入水水泥浆液，，与切碎土土体充分混混合形成止止水性较高高的水泥土土柱列式挡挡墙，并在在墙体中插插入H型钢或其他他加强芯材材，形成地地下连续墙墙体，利用用该墙体直直接作为挡挡土和止水水结构。其其主要特点点是构造简简单，止水水性能好，，工期短，，造价低，，环境污染染小，特别别适合城市市中的基坑坑工程。SMW工法考虑到到不同形式式材料的工工程特性和和力学性质质，克服常常规各种形形式围护结结构的弊端端，结构强强度可靠度度高，具有有较大发展展前景。SMW桩就是SMW围护桩工法法。水泥土土搅拌桩作作为地基处处理和防渗渗帷幕已被被广泛用于于地下工程程，而型钢钢水泥土搅搅拌复合桩桩——SMW围护桩作为为基坑围护护结构1976年由日本一一家企业开开发并应用用，我国引引进也有十十多年了。。SMW挡土墙是先先施工水泥泥土挡墙，，最后按一一定的形式式在其中插插入型钢（（如H钢），即形形成一种劲性复合围围护结构。：止水好，刚刚度大，构构造简单，，型钢插入入深度一般般小于搅拌拌深度，型型钢可回收收重复使用用，成本较较低。SMW适宜的基坑坑深度为6～10m，国外开挖挖深度已达达20m。要求型钢间间距不能过过大，保证证水泥土的的强度由受受剪，受压压控制。（九）SMW工法2、SMW工法的特点1）对周围环境境影响小SMW工法施工采采用就地切切削土体、、且与水泥泥悬浊液充充分搅拌混混合的方法法，无须开开槽或钻孔孔，施工噪噪音小，从从而减少了了对邻近土土体的扰动动，降低对对邻近地面面、道路、、建筑物、、地下设施施的危害。。2）防渗性能好好相邻桩体完完全搭接无无接缝，且水泥土搅搅拌充分均均匀，与传传统的地下下连续墙和和钻孔灌注注桩相比具具有更好的的止水性。。3）环保节能施施工水泥悬浊液液与土体充充分搅拌无无废泥浆产产生，无需需回收处理理泥浆。少少量废水泥泥土可以存存放至事先先设置的基基槽中，限限制其溢流流污染;最最终将其处处理后可用用于敷设场场地道路，，达到降低低造价，消消除建筑垃垃圾公害的的目的。4）适用土层范范围广采用经过改改进的多轴轴螺旋钻机机，SMW工法适于从从软弱地层层到砂、砂砂砾地层以以及直径在在l00mm以上上的卵石，，甚至风化化岩层等。。如果用预预削孔方法法还可以适适用于硬质质地层或单单轴抗压强强度在60MPa以以下下的的岩岩层层。5）工期期短短，，投投资资省省SMW工法法就就地地施施工工，，一一次次成成墙墙。。同同地地下下连连续续墙墙施施工工相相比比，，其其工工艺艺简简单单、、成成桩桩速速度度快快，，工工期期缩缩短短近近一一半半。。在在一一般般深深度度20-25m情况况下下日日进进平平均均8-10m，，最最高高可可达达12m;造价价方方面面，，围围护护结结构构本本身身约约为为地地下下连连续续墙墙的的70%左左右右，，如如考考虑虑回回收收则则可可降降至至60%。3、SMW工法法施施工工在水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩内内插插入入H型钢钢或或其其他他种种类类的的受受拉拉材材料料形形成成一一种种同同时时具具有有受受力力和和防防渗渗两两种种功功能能的的复复合合结结构构形形式式，，即即劲劲性性水水泥泥土土搅搅拌拌法法，，日日本本称称为为SMW工法法。。其其平平面面布布置置形形式式有有多多种种，，如如图图所所示示。。SMW工法法的的优优点点是是施施工工噪噪音音低低、、对对环环境境影影响响小小、、止止水水效效果果好好、、墙墙身身强强度度高高。。缺缺点点是是应应用用经经验验不不足足、、H型钢钢不不易易回回收收且且造造价价较较高高，，凡凡适适合合应应用用水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩的的场场合合均均可可采采用用SMW工法法，，开开挖挖深深度度可可较较大大，，应应用用前前景景较较好好。。（a）全位“满堂”；（b）全位“1隔1”（c）全位“1隔2”；（d）半位“满堂”；（e）半位“1隔1”（十十））逆逆作作拱拱墙墙挡挡土土结结构构在基基坑坑四四周周场场地地都都允允许许起起拱拱的的条条件件下下，，可可以以采采用用闭合合的的水水平平拱拱圈圈来来支挡挡土土压压力力以以围围护护基基坑坑的的稳稳定定；；拱结结构构是是以以受受压压力力为为主主，，能能更更好好地地发发挥挥混混凝凝土土抗抗压压强强度度高高的的材材料料特特性性，，而而且且拱拱圈圈支支挡挡高高度度只只需需在在坑坑底底以以上上。。这个个闭闭合合拱拱圈圈可可以以由由几几条条二二次次曲曲线线围围成成的的组组合合拱拱圈圈（（曲率率不不连连续续），，也也可可以以是是一一个个完完整整的的椭椭圆圆或或蛋蛋形形拱拱圈圈（（曲率率连连续续）。。安全全可可靠靠，，每每道道拱拱圈圈分分别别承承受受该该道道拱拱圈圈高高度度内内的的压压力力，，不不相相互互影影响响；；节省省工工期期，，施施工工方方便便；；节省省挡挡土土费费用用，，用用拱拱圈圈支支护护的的费费用用仅仅为为用用挡挡土土桩桩的的40%~60%。而而且且，，基基坑坑越越深深，，经经济济效效益益越越显显著著。。逆作作拱拱墙墙这这种种支支护护结结构构截截面面构构造造如如图图所所示示，，拱拱墙墙截截面面宜宜为为Z字形形，，拱拱璧璧的的上上下下端端加加的的是是勒勒梁梁；；当当基基坑坑较较深深，，一一道道Z字形形拱拱墙墙的的高高度度不不够够时时，，可可由由数数道道拱拱墙墙叠叠合合组组成成，，沿沿拱拱墙墙高高度度应应设设置置数数道道勒勒梁梁；；当当基基坑坑边边可可施施工工的的场场地地狭狭窄窄时时，，可可不不加加肋肋，，但但应应加加厚厚拱拱璧璧。。拱拱墙墙的的壁壁厚厚一一般般小小于于50cm，后后壁壁拱拱的的壁壁厚厚一一般般小小于于70cm。拱拱墙墙材材料料为为强强度度等等级级不不低低于于C25的钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构。。当基基坑坑深深度度较较大大，，壁壁式式悬悬臂臂挡挡墙墙的的强强度度和和变变形形不不能能满满足足要要求求时时，，需需增增设设支支撑撑系系统统。。支撑撑系系统统有有基基坑坑内内支支撑撑，，基基坑坑外外拉拉锚锚加加固固（（顶顶部部拉拉锚锚土土层层锚锚杆杆、、长长锚锚索索等等））4.5.2内支支护护（（支支撑撑））结结构构及及特特点点1、按按材材料料分分类类现浇浇钢钢筋筋混混凝凝土土。。截截面面一一般般为为矩矩形形，，具具有有刚刚度度大大、、强强度度易易保保证证、、施施工工方方便便、、整整体体性性好好、、节节点点可可靠靠、、平平面面布布置置形形式式可可灵灵活活多多变变等等优优点点。。但但支支护护浇浇注注及及其其养养护护时时间间长长导导致致支支护护结结构构暴暴露露状状态态的的时时间间长长，，影影响响工工期期，，此此外外自自重重大大，，拆拆除除支支护护有有难难度度且且对对环环境境影影响响大大。。钢结结构构。。截截面面一一般般为为单单股股钢钢管管、、双双股股钢钢管管、、单单根根工工字字钢钢，，组组合合工工字字钢钢等等。。安安装装和和拆拆卸卸方方便便、、施施工工速速度度快快、、课课周周转转使使用用、、可可加加预预应应力力、、自自重重小小。。缺缺点点是是施施工工工工艺艺要要求求较较高高、、构构造造及及安安装装相相对对较较复复杂杂、、节节点点质质量量不不易易保保证证、、整整体体性性较较差差。。此外外，，有有的的基基坑坑支支护护采采用用刚刚支支护护及及钢钢筋筋混混凝凝土土支支护护相相结结合合的的形形式式，，可可各各取取所所长长。。2、按按布布置置形形式式分分类类布置置方方式式有有多多种种，，如如图图所所示示。。纵横横对对支支构构成成的的井井字字形形。这这种种布布置置形形式式安安全全稳稳定定、、整整体体刚刚度度大大。。缺缺点点是是土土方方开开挖挖及及主主体体结结构构施施工工困困难难、、拆拆除除困困难难、、造造价价高高。。此此种种形形式式往往往往在在环环境境要要求求很很高高、、基基坑坑范范围围较较大大时时采采用用。。井字字形形集集中中式式布布置置。挖挖土土及及主主体体结结构构施施工工相相对对较较容容易易，，缺缺点点是是整整体体刚刚度度及及稳稳定定性性不不及及井井字字形形布布置置。。角支结结合对对支。按土土及主主体结结构施施工较较方便便，缺缺点是是整体体刚度度及稳稳定性性不及及井字字形布布置的的支护护。基基坑的的范围围较大大以及及坑角角的钝钝角太太大时时不易易采用用。边桁架架。挖土土及主主体结结构施施工较较方便便，但但整体体刚度度及稳稳定性性相对对较差差。适适用的的基坑坑范围围不宜宜太大大。圆形环环梁。较经经济、、受力力较合合理、、可节节省钢钢筋混混凝土土用量量、挖挖土及及主体体结构构施工工较方方便。。但坑坑周荷荷载不不均匀匀，土土性软软硬差差异大大时慎慎用。。竖直向向斜支支。优点点是节节省立立柱及及支护护材料料；缺缺点是是不易易控制制基坑坑稳定定及变变形，，与底底板及及地下下结构构外墙墙连接接处结结构难难处理理，适适用于于开挖挖面积积大而而挖深深小的的基坑坑。便于土方开挖和主体结构施工，但仅适用于周边场地具有拉设锚杆的环境和地质条件开挖面积大、深度小的基坑宜采用；在软弱土层中，不易控制基坑的稳定和变形多采用钢筋混凝土支撑；支撑体系受力条件好；开挖空间大，便于施工多采用钢筋混凝土支撑；中部形成大空间，有利于开挖土方和主体结构施工钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置；支撑受力明确，安全稳定，有利于墙体的变形控制，但开挖土方较为困难平面尺寸不大，且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的开挖土方空间较大，但变形控制要求不能很高特点斜角撑直撑桁架圆撑斜撑斜拉锚钢结构构支撑撑钢管支支撑对撑角撑型钢支支撑型钢支支撑主主要采采用H型钢，，用螺螺栓连连接，，为工工具式式钢支支撑，，现场场组装装方便便，可可重复复使用用。钢筋混混凝土土支撑撑有角撑撑、对对撑、、桁架架式支支撑，，还有有圆形形、拱拱形和和椭圆圆形等等形状状的支支撑。。圆形支撑对撑3、逆作法法施工工与支支护结结构1）概述述逆逆作法法施工工技术术是高高层建建筑物物目前前最先先进的的施工工技术术方法法。据据统计计，我我国建建成的的高层层建筑筑累计计已超超过1.3亿平方方米,高度超超过100m的超高高层建建筑已已超过过200幢。高高层建建筑最最深的的地下下室基基坑为为6层，深深度-26.2m。国外外已达达13层。逆作法法是一一项近近几年年发展展起来来新兴兴的基基坑支支护技技术。。它是是施工工高层层建筑筑多层层地下下室和和其他他多层层地下下结构构的有有效方方法。。在国国外如如美、、日、、德、、法等等国家家，已已广泛泛应用用，收收到较较好的的效果果。例如：：日本本的读读卖新新闻社社大楼楼，地地上9层、地地下6层。采采用逆逆作法法施工工，总总工期期只用用22个月，，与日日本采采用传传统施施工方方法施施工的的类似似工程程相比比，缩缩短工工期6个月。。又如如美国国芝加加哥水水塔广广场大大厦，，75层、高高203m，4层地下下室，，用18m深地下下连续续墙和和144根大直直径灌灌注桩桩作为为中间间支承承柱，，用逆逆作法法进行行施工工，当当该工工程地地下室室结构构全部部完成成时，，主楼楼上部部结构构已施施工至至32层。虽然逆逆作法法的施施工工工艺和和相关关理论论都取取得一一定成成果，，应用用也有有一定定的普普及，，但目目前仍仍作为为一种种特殊殊施工工方法法应用用，主主要用用于对对工程程有特特殊要要求，，或用用传统统方法法施工工满足足不了了要求求而又又十分分不经经济的的情况况下。。2）原理先先沿建建筑物物地下下室轴轴线或或周围围施工工地下下连续续墙或或其他他支护护结构构，同同时建建筑