超深基坑工程的概念设计

超深基坑工程的概念设计结 语超深基坑工程的概念设计方法和工程实践深基坑工程概念设计的基本思想当前深基坑工程的发展趋势01020304Co目nten录ts当前深基坑工程的发展趋势1 第一部分高层建筑基础设计的需要地下空间开发和土地利用的需要地铁、市政、管廊、交通工程1.1

各类工程中的深基坑武汉市老浦片商业及住宅项目中山路下穿通道王家墩CBD综合管廊市政工程武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇深基坑(深度45m)武汉阳逻长江公路大桥南锚碇（深45米）800mm，深55m地连墙交通工程工业和特殊地下构筑物包头神华煤化工项目卸储煤装置翻车机房（25.0m，黄河漫滩上）规模宏大的地铁车站基坑临近立交桥和建筑物的地铁车站基坑1.2

当前深基坑工程的发展趋势超深---基坑开挖的深度越来越深；深度超过15m,甚至20m～30m地下达3层，甚至4~6层超大---基坑规模越来越大；单个地块基坑面积超过20000m2超紧---场地愈来愈紧凑、狭小，环境更加严峻；中心城区，人流密集，交通繁忙，周边建筑林立，管网线众多。基坑的环境越来越复杂。如博翰工程基坑几乎贴着红线，使得围护桩几乎无施工操作场地；保利广场地下室也紧挨着地铁4号线。新的、更复杂的基坑工程环境：紧邻立交桥、地铁隧道、车站或轨道交通的深基坑（如保利文化广场、浙商大厦）紧邻长江或汉江的深基坑（如过江隧道开挖）相邻地块深基坑同时施工同一地块深基坑分期施工交通干道中的深基坑（如中南路地铁站基坑）技术发展以桩、撑（包括圆环支撑）为主导；“两墙合一”地下连续墙的应用支护体系土钉墙、复合喷锚、排桩、SMW工法桩、桩锚、双排桩地下水控制降 水封底与降水结合五面封堵降水为主、侧封结合工 法三轴搅拌桩、高压旋喷桩、地下连续墙、旋喷锚杆、玻纤锚杆、可回收锚杆、旋喷锚杆、TRD、CSMTRD（等厚水泥土地下连续墙）工法玻纤锚杆CSM（双轮铣深搅）工法地下连续墙正在从传统的点式仪器监测向分布式、自动化、高精度和远程监测的方向发展。深基坑工程监测技术的发展基坑工程自动化监测及远程监控技术水位观测测斜围护结构钢筋计支撑结构钢筋计土压力计孔隙水压力计管线全站仪

周围建筑水准尺线缆计算机处理

计算机处理锚杆轴力计线缆自动监测现场示意图现场自动监测实景2021061-96--193-131188数据自动分析报警功能实现12345345241532015年武汉市基坑设计项目分布示意图（按工程类型分）工民建项目一般市政项目轨道交通项目深基坑工程问题依然是当前工程建设中的热点、难点问题。越来越多的超深基坑、超大基坑，各种特殊岩土介质（如长江一级阶地、滨海地区高承压水头及富水地层，深厚软土、黄土及膨胀性岩土地层）和各种严峻环境条件下地铁建设中的超深基坑工程更是给广大岩土工程技术人员带来了前所未有的挑战。深基坑工程的设计理论还滞后于工程实践的发展；对深基坑工程，尤其是超深基坑工程设计方法的研究显得尤为重要。深基坑工程概念设计的基本思想2 第二部分岩土工程问题：单纯依靠计算是不可靠的工程地质条件的不确知性岩土参数的不确定性计算条件的模糊性信息的不完全性计算假定计算模式计算方法计算参数等与实际之间存在很多不一致2.1 岩土工程概念设计的意义“不求计算精确，只求判断正确”十分强调概念设计关键在于对地质条件的判断依靠工程地质专家岩土工程问题：强调综合判断和概念设计概念设计：框架设计、方案设计，从总体上勾勒出设计框架和思路，以备进一步细化（而非数值计算和细节设计或结构设计）。广义的概念设计可以理解为一种设计思想！岩土工程概念设计：必须依靠对岩土力学和工程地质分析原理的深刻理解，依靠丰富的岩土工程经验，从岩土工程问题宏观和本质上把握设计方案，并对设计的实施效果有基本正确的判断！侠义的广义的2.2 深基坑工程的特点和设计流程众多外力与作用荷载、变形的不确定性和难以准确预测！形变的时空效应特点！理论往往滞后于工程实践，强调概论设计、准确判断（而非仅仅精确计算）和信息化施工！深基坑工程的特点动态的系统工程 施工过程力学原理岩土介质的地域性、不均匀性和各向异性的本构模型与周边环境的耦合作用 环境效应特点施工设计技术设计方案设计目标分析分 综析 合评价决策逻辑方法深基坑工程设计系统既是过程，也是结果！决策评分法等值梁、自由端法m法有限元其它解决方案深基坑工程设计系统和流程时间第一级优化：面向问题的概念设计(方案优化)第二级优化：面向技术经济的结构设计(结构优化)第三级优化：面向施工过程的动态反演分析

(实时优化)深基坑工程工程地质条件支护方案岩土工程条件基坑特

征水文地质条件周边环境条件当地气候条件深度形状地 施 工面 工超 条载 件 期地下

水处理方案土 方开挖方案环 境保护方案监测方案支挡结构设计防渗止水设计环境保护设计工 期(合理)安全度(可靠)造 价(经济)环 境（保护）深基坑工程优化设计流程图2.3 深基坑工程概念设计[1]

[2]的基本思想深基坑工程的概念设计是深基坑工程的一种整体设计思想，也是面向问题的方案设计方法。从深基坑工程定性的概念分析入手，抓住某个特定深基坑工程所要面对的关键问题，着眼于工程判断、方案的筛选和优化。也即目标分析和方案设计。徐杨青，“深基坑工程设计的优化原理与途经”，《岩石力学与工程学报》，

Vol.20,

No.2,

2001；徐杨青，“论深基坑工程的概念设计”，《资源环境与工程》，VOL.20

suup.,2006.经典土压力理论得到的是极限值2.3.1

正确理解经典土压力理论的适应性Coulomb-Rankine土压力理论应用条件与基坑工程差别：（1）Coulomb-Rankine理论前提与基坑工程在支挡结构的形式、土的性质、施工次序、土中应力路径均有很大不同。（2）Coulomb-Rankine理论假定的破裂面是平面，破坏土楔是刚体，假定的墙为无限长，故其处理的是平面（应变）问题，只考虑挡墙的平移或转动等刚性位移；而深基坑工程是空间问题，围护结构都是柔性的，会产生比较大的变形。（3）Coulomb和Rankine土压力理论所计算的主动和被动土压力均为挡土墙后土体处于两种不同极限平衡状态时作用在墙背上的两种压力。原状土

弹性结构支点挠曲原状土原状土平移或转动刚性结构填土深基坑工程支护结构与挡土墙对比分析图超深基坑的空间效应更明显（侧压减少）(a）△

σ

x

(压缩）（卸荷试验）（直剪试验）(b）基底隆起△

σ

z

(卸荷）支护结构变形（侧压减少试验）(c）地表下沉基坑开挖过程中土体的变形和应力状态的变化超深基坑的卸载效应更显著---考虑应力路径对抗剪强度的影响线线压缩剪切起始点起始点伸长σ'n-σ

'r2线软粘土不排水三轴试验应力路径用两种试验指标计算的结果试验方法取土深度（m）开挖深度（m）土的重度（kN/m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（

）被动土压力

kPa压缩试验12.0～12.8819.81536.5371.5卸荷试验12.0～12.8819.82231.0325.0饱和软土试样两种应力路径的三轴不排水试验结果：由三轴压缩试验得到的不排水强度比卸荷试验得到的高；产生被动状态涉及的应力变化幅度较大，这是破坏应变较大的原因之一。如果取与主动极限状态相同的应变，则被动区土体所能发挥的强度要低得多。

理论上计算基坑外侧的主动土压力应该采用侧压减少试验所测得的抗剪强度指标；计算基坑开挖的墙前被动土压力时，应该采用卸荷试验测得的抗剪强度指标。基坑开挖卸载使坑底土体发生膨胀，其抗剪强度随时间或逐渐排水而减小，土的不排水强度（由于负孔隙水压力存在）将大于排水强度。对正常固结软粘土，长期的或排水条件下的基坑稳定性是最不利的，安全系数随时间而降低。超深基坑多支撑挡墙土压力的发展过程a)浇筑地下墙

b)开挖第一深度

c)加支撑1

d)开挖第二深度

e)加支撑2f)开挖第三深度超深基坑土压力变化特点多支撑围护结构上作用的土压力的变化与挡墙位移、支撑轴力、挖土步骤与顺序等有关。上图对有预加轴力的多支撑式板桩墙比较合适，对刚度相对较大的地下连续墙加钢筋混凝土支撑的围护结构，变形和受力又会有所不同。而且，超深基坑支撑多、工况多，支护结构刚度大，挡墙变形随着支撑（锚）的施加、开挖深度的变化而变化，土压力分布形式亦随之不断变化。土压力盒布置示意图（4道钢筋混凝土支撑+2道钢支撑，2000.10—2001.7）墙后主动土压力实测曲线与郎肯主动土压力、静压力超深基坑土压力实测曲线（一般粘性土）从图可见,墙后实测主动区土压力沿深度成中间大、两头小的近似梯形分布形式

,而且,这种近似梯形分布形式随开挖深度的增加基本保持不变；除基坑上部及墙底外,实测土压力基本均大于朗肯主动土压力

,甚至大于静止土压力。对于类似本工程的大型超深基坑工程,在基坑底面上采用主动土压力计算是不合理,这样偏于危险

。大约16m--20m处是开挖深度的分界点。土压力的模式和大小出现明显变化。理论上，理论分析和工程监测结果表明，随着基坑开挖深度的加深，实测土压力及其与理论朗肯极限土压力会出现绝然不同的形式，这个开挖深度可以说是一般深度基坑和超深基坑深度的分界点。安全上，愈深，事故的后果愈严重！开挖深度是划分基坑重要性等级最重要的参数之一。超深基坑在学术上尚没有一个严格定义，在工程实践中，随着基坑技术水平的不断提高，也会有不同的定义和认识。15m、20m？模糊的、相对的？新的设计方法、理论和施工工法，相互促进2.3.2

面向场地岩土工程条件和问题的深基坑概念设计思想-----以武汉为例深厚软土的高含水量、高灵敏度、高压缩性和低强度；高水头，减压和疏干排水承压水。汉口等Ⅰ级阶地：武昌、汉阳等Ⅲ级阶地：

下蜀粘土-- Q3、Q2洪-冲积、残坡积相老粘性土,高度超固结的裂隙粘土,具卸荷膨胀、干缩开裂、浸水软化的特性；岩土压力，沿基岩面的滑动和稳定性问题；岩溶与岩溶裂隙水。武汉地区岩土工程条件特点汉口等地Ⅰ级阶地典型地层剖面示意图---二元结构沉积韵律深厚软土地区深基坑工程问题整体失稳

★坑底隆起

★围护结构倾覆失稳围护结构滑移失稳围护结构底部地基承载力失稳“踢脚”失稳支、锚体系失稳破坏★围护结构的结构性破坏★★为超深基坑主要失效模式汉口某深厚淤泥地层基坑边坡失稳及坑内管桩的破坏（汉口新华下路）潜水、上层滞水渗流产生的异常沉降和变形承压水突涌引起大面积地面沉陷降水引起基坑周边较大范围的规律性地面沉降地下水引起的深基坑岩土工程问题

汉口等长江一级阶地上的含水层：潜水或上层滞水、过渡层承压水、下层承压水层；岩溶裂隙（承压）水。止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏•承压水突涌引起大面积地面沉陷仅仅由于土压力作用而产生支护桩（墙）顶位移，造成外侧地面下沉，影响范围在大致与基坑深度相当的范围内，地面下沉量略小于桩（墙）顶位移量；而流土（塑流、管涌、突涌）或涌水有可能造成更大范围的地面下沉或滑移，往往酿成深基坑周围环境灾难性的变形和破坏后果。冠梁沉降-时间曲线图-90-80-70-60-50-40-300-10-2010-610-810-1010-1210-1410-1610-1810-2010-2210-2410-2610-2810-3011-111-311-511-711-9时间（日期）累计沉降量（mm）B-52B-53B-54B-55B-56B-57B-58金色雅园地铁车站深基坑突涌大面积地面沉降散水、踏步等位置的差异沉降•降水引起基坑周边较大范围的地面沉降在武汉地区，特别是Ⅰ、Ⅱ阶地上开挖深基坑其他地下水的控制设计侧壁止水坑底封堵坑内外降水尤其重要和不可或缺老粘性土场地深基坑工程问题老粘性土为超固结土，天然状态下的粘聚力c值通常达到70～100kpa。但开挖暴露后，由于卸荷膨胀、干缩开裂、浸水软化等，强度迅速衰减。所谓“晴天一把刀，雨天一团糟”；衰减的幅度则与暴露时间的长短、环境条件的优劣、支挡保护是否得当有关。0.25～0.35CBA45+/2A-B-C老粘性土的潜在破裂面AB’45+/2A’土压力零点朗肯破裂面A’-B’一般土质的潜在破裂面锚杆自由段、有效段的不同划分老黏性土土压力模式老粘性土边坡的变形破坏坏。老粘性土基坑边坡破坏形式老粘土边坡变形破坏过程，一般很少见到沿朗肯破裂线BC一次性的滑动，而多属由表及里的层层推进，沿老粘性土裂隙面由表及里片帮式的倾倒破或沿厚层填土与老性粘土接触面、老粘性土与残积土或顺基岩接触面的整体滑动或塌滑。顺倾向坑内岩层面的滑坡也极易发生。••等效内摩擦角计算不稳定块体平衡计算岩层的产状和软弱结构面的组合性状是岩层稳定性和失稳方式的决定性因素。当理论计算不需要进行边坡支护时，也应按工程经验和构造要求进行岩体基坑边坡工程支护。岩质基坑破坏模式及侧压力计算对岩层应提供产状。隐伏岩层应根据区域地质资料判断走向和倾向，倾角可根据岩芯测定。岩层侧压力的确定：顺向坡：当岩层层面倾向基坑内时，顺层（面）的变形、失稳是基本形式。变形、失稳条件：φ＜α（

φ：层间内摩擦角，

α：岩层倾角）反向坡：当地层层面倾向坑外时，坡体的变形、失稳控制面是反倾向裂隙同层面的组合。在低强度砂泥岩互层中呈现为坠溃形失稳。切向坡：坡体的变形、失稳形式及规模取决于裂隙产状同岩层面产状之间的关系。滑动常常发生在顺坡的层面、节理面、饱水的岩土接触面等软弱面。武昌老粘性土基坑的片帮垮塌王家湾地铁基坑事故（2012.12.31）超深基坑工程的概念设计方法和工程实践3 第三部分3.1 超深基坑工程的概念设计方法

系统设计理念

支护结构与主体结构相结合的总体设计思路

面向问题和环境的支护结构概念设计

超大基坑分区、分块的概念设计

变形控制设计理论

大环梁支撑结构设计

地下水控制的优化设计技术3.2 超深基坑工程的系统设计理念超深基坑工程---按系统工程进行设计，是战略、全局的整体设计。整体、通盘考虑挡土结构、支撑结构、止水结构、土方开挖运输方案和地下结构的施工顺序和相互衔接。超大基坑：考虑工期，分区分片。工程桩施工及保护措施。主楼地上结构与裙楼基坑同步施工采用“突出主楼、分期施工”的钢筋混凝土支撑方案。支撑体系平面布置图3.3 支护结构与主体结构相结合的总体设计思路基坑的支护结构与主体结构相结合的总体设计，即在施工期间利用地下结构的外墙或地下结构的梁、板、柱兼作基坑的支护结构，不设置或仅设置部分临时围护支护体系，则不但能减少浪费，还能更有效的控制基坑的变形，其技术和社会经济效益将非常显著。支护结构与主体结构相结合的类型按结合方式：地下室外墙---围护墙体；结构水平梁板构件---水平支撑体系；结构竖向构件---支护结构竖向支承系统。按结合程度：“两墙合一”地连墙---坑内临时支撑系统（顺作）周边临时围护体---坑内水平梁板体系替代支撑（逆作）支护结构---主体结构全面相结合。（逆作）（地铁车站）盖挖逆作法施工的优势有效地控制基坑变形；最大可能地缓解交通（倒边施工）；能够尽快地恢复交通；最大程度地提供临建场地。二号线中南路站二期工程浇筑顶板本车站采用盖挖逆作法施工，主体基坑290m×42.9m，主体基坑开挖深度约为16.3m～18.2m；施工顶板结构时的浅基坑采用明挖法分期倒边施工，浅基坑开挖深度约为4m。主体围护结构采用800mm厚的地下连续墙，各层楼板作为支撑体系使用，中间柱下设独立桩基，桩基在使用阶段兼作抗拔桩；浅基坑一、二期分界处的围护结构为钻孔灌注桩+止水帷幕。点号成槽期间变化量（mm）最终沉降量（mm）基坑开挖期间变化量（mm）6-1-3.47-3.180.296-2-3.51-3.70-0.196-3-2.89-3.21-0.326-4-3.16-3.57-0.416-5-4.76-4.300.466-6-4.07-4.83-0.766-7-4.04-4.39-0.356-8-4.38-5.64-1.266-9-5.30-5.050.256-10-5.00-4.100.96-11-4.03-3.550.48基坑冠梁沉降最大沉降量为-5.99mm，冠梁水平位移量最大为20.30mm，周边地表沉降量最大为-6.45mm，周边建筑物最大沉降量为-5.76mm，基坑施工未对周边环境产生较大影响；钢管柱的沉降变化最大值为-11.16mm

。沉降量均很小，且主要发生在开挖前的地连墙施工期间。基坑周边沉降量3.4 面向问题和环境的方案设计根据基坑周边环境的严峻程度，结合基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件来确定支护方案，实际上就是一种面向问题的设计方法；赋予不同环境条件约束下的基坑不同的“安全度”，以便采用不同的支护手段；施工工法的选择需要考虑地层条件、周边空间和环境的约束。以香港路地铁站深基坑为例香港路站总平面布置图1期基坑2期基坑3期基坑总平面布置图车站效果图建设大道香港路排水箱涵3号线37号线6号线基坑地质纵断面（建设大道方向）分三期开挖施工。一期基坑开挖深度18.7米；六号线部分主体结构开挖深度12.3～13.9米，5号风亭开挖深度18.7米。二期基坑（三七号线）基坑深度28.6m～30.7

m综合香港路特点、周边环境、水文地质条件和工程造价，主要围护结构选用地下连续墙+6道砼内支撑的围护结构形式，地连连续墙采用工字钢接头。一期基坑概况一期基坑围护结构一期基坑第一道支撑平面图一期基坑第2～3道支撑平面图五号风亭五号风亭一期基坑围护结构纵断面图（Ⅺ

-

Ⅺ剖面）三七号外挂站厅5号风亭一期基坑围护结构一期基坑围护结构纵断面图（X-X剖面二）一期基坑围护结构一期基坑围护结构纵断面图（X-X剖面一）二期基坑围护结构二期基坑第一道支撑平面图二期基坑第二道支撑平面图二期基坑围护结构二期基坑第三道支撑平面图二期基坑第四道支撑平面图二期基坑围护结构二期基坑第五道支撑平面图二期基坑第六道支撑平面图二期基坑围护结构二期基坑横剖面图（2-2）浙商大厦（紧临香港路地铁站）开挖15米深，近20m的深厚淤泥，临近三条地铁线，并共地下结构墙体。地下连续墙+三层环形钢筋砼支撑+槽壁和被动区加固+回灌技术等。全长为1.8km，宽度约20米，开挖深度12m云南省玉溪市南北大街人防工程深基坑工程深基坑周边环境极为严峻，各种不同基础形式的建筑物紧邻基坑，最近处不到1.0m，几无施工空间。场地地层：一般性粉质粘土、下部以细砂层以及强透水的砾砂层为主，丰富的地下水也给施工以及基坑变形控制带来很大挑战。基坑支护：采用钻孔灌注桩+一层双拼钢管内支撑，道路交汇处采用钻孔灌注桩+一层圆环混凝土内支撑；基坑侧壁止水：分别采用了三轴搅拌桩、高压旋喷桩；承压地下水：采用深井降水。

本工程的概念设计体现在支护结构施工工法的选择和地下水的处理支护桩施工采用大直径长螺旋压灌桩与旋挖钻孔灌注桩相结合的施工工艺，最大限度地降低工程造价，提高工作效率。周边环境紧张地段采用三轴搅拌桩与支护桩套打工艺，在节省空间的同时大大提高了施工效率，开挖后侧壁止水与深井降水效果显著。大直径长螺旋压灌桩与旋挖钻孔灌注桩相结合的施工工艺三轴搅拌桩与支护桩套打工艺，节省施工空间，开挖后侧壁止水效果显著基坑开挖后，变形控制良好，未对周边环境造成影响3.5 超大基坑的分区、分块概念设计对于超大超深基坑，采取“分区、分段设计、轻重结合”的设计理念，可以达到如下目的：基坑规模超大，将其分区分块后便于控制变形，确保安全，但必须采取有效措施减小相邻区（段）间不平衡力及差异变形以避免应力集中；满足业主对不同单体的进度要求；进行重点保护区域及非重点保护区域划分，有针对性地制定支护措施，达到经济、合理目的。A区

基坑基坑全貌开挖深度13.0m，面积达5.7万㎡

，2009.7-2010.3武汉新华西路万达广场深基坑支护工程B区基坑基坑全貌基坑边坡最大位移值仅23.2mm，最大沉降量仅24.0mm；武汉新华西路万达广场深基坑支护工程设两层地下室。基坑开挖深度最大达13.0m，开挖面积达5.7万㎡；地层主要为湖泊相新近沉积的软塑~流塑状淤泥或淤泥质粉质粘土层，厚达17.2m，具有触变性（灵敏度St高达3.6）、流变性、高压缩性及低强度（fak=40kPa）；（1）采取

“分区（段）设计、轻重结合”的设计理念和“支护桩+对顶撑”、“支护桩+角撑结合边桁架”、“双排悬臂桩”等多手段联合支护方案，既保证了基坑安全稳定，又方便了土方开挖及主体结构施工，大大缩短工期。对主楼基坑及主楼电梯井均采用

“叠加式盆式开挖”，而开挖范围外基坑通过坑内留土反压确保其稳定性，从而优先施工主楼。深厚软土层中超大深基坑的土方挖运通道专项设计，并在武汉市首次将内支撑与栈桥联合布置设计；3.6 变形控制设计支护结构设计措施①

支护结构措施：加强支撑、加大支护墙体的刚度；②

对软土地区深基坑工程，对被动区土体进行高喷或注浆加固、坡顶设置隔离桩等，以控制地层位移和保护周边环境；③

临近基坑建筑物的软托换设计（树根桩、高压旋喷桩、静压注浆、钢管桩、锚杆静压桩等）。控制变形的支护结构和加固设计考虑时空效应的软土深基坑开挖方案设计在基坑工程施工中科学地利用土体自身的控制地层位移的潜力，通过适当减小每步开挖土方的空间尺寸，并减少每步开挖所暴露的部分基坑挡墙的未支撑的暴露时间。“分段、分层、随挖随撑、限时施加预应力，作好基坑排水，减少基坑暴露时间"，从而达到控制围护变形和周边地面变形的挖土与支撑两道工序组合工况效应。地铁车站深基坑长方形、对撑为主的支护结构。主要技术要点：分段、逐段开挖和浇筑底板；每段开挖中又分层、分小段开挖，并限时完成每小段的开挖和支撑。地铁深基坑开挖及浇筑底板分段示意图组合型的土方开挖方案在方案设计时，可以根据深基坑工程的具体情况将中心岛式、盆式开挖方法加以组合，以发挥各自的优点，形成最经济合理的方案。可以在立面上组合，也可以在平面上组合。先岛后盆式开挖方法分层分块的土方开挖方式材料、设备堆放处3.7 超深基坑大环梁支撑结构设计中侨官邸深基坑---武汉第一例双圆环支撑结构（2003.9-2004.5）平面尺寸为58m×125m，开挖深度：13m圆环直径52m、57mm。完成时间：2003.9-2004.5坡顶开挖边线支护梁下土开挖完成后位移曲线（2004.4.8）支护梁下土开挖前位移曲线（2004.2.2）

SID4测斜监测状态图0-1-1-2-2-3-3-4-4-5-5-6-6-7-7-8-8-9-9-10-10-11-11-12-12-13-10010位移值（mm）20 30深度（m）支护桩位移桩顶位移：最大位移为11mm。桩身位移：支护桩桩身位移一般呈弧形，桩身最大位移在桩顶下5m~7m之间，最大位移量26mm。支撑结构位移支撑围檩变形最大处位于东侧南端（大圆环中部），为11mm。一般地段均小于5mm。基坑周边坡顶水平位移为15mm-34mm。周边沉降为18mm～32mm，保利文化广场（四层地下室，2007.10—2008.8）双圆环内支撑支护结构武汉第一例民建四层地下室，基坑开挖面积约1.1万M2；开挖深度24m；四层双环梁内支撑，直径73m、31m；岩溶裂隙承压水--

7口降水井。基坑支护桩测斜支护桩体变形很小，最大变形位置均小于20mm。其变形主要集中在深度10.0m~13.0m范围内，即在基坑开挖深度的“中部”。环形支撑体系的优越性(1)

基坑中间无支撑网盖, 使大型挖土机械可直接进入坑内进行土方挖运，土方挖运工期和费用可减少一半；(2)

提供了90% 的大空间, 便于地下室施工；(3)该体系将坑内的水平推力通过边桁架和环梁转化为环梁的轴向均衡受压,

变形性能优异,

整体刚度好,

做到了安全可靠与施工方便相统一。(4)

结构工程量较小, 拆除量也相应较小, 支护结构总体费用较其它体系可降低20%～30%

。3.8

地下水控制的优化设计技术截挡抽排截、排联合地铁车站长江Ⅰ级阶地超深基坑坑底位于含水层中采用地下连续墙两种设计理念截挡为主抽排为主造价低、施工简单、工期短环境影响较大（地面沉降）环境影响较小（地面沉降）造价高、施工复杂、工期长关于地下水控制的两种极端观念否定深井降水对环境的影响；片面强调止水帷幕、地连墙嵌岩或落底。？关于两个被忽视的资源和环境问题深基坑降水带来的水资源的浪费。假设一个中等规模的基坑，18口降水井总抽水量约为30000吨/天,武汉市每天30个类似基坑工程的总排水量就是近百万吨/天；嵌岩地连墙对地下水渗流场的永久影响。项目名称基坑面积（m2）基坑深度/最深开挖深度(m)支护形式范湖地铁站3680（184×20）15.9/17.2悬挂地连墙Φ800L=26.5~28m20口降水井，2口备用，l=35m，Smax=22.4mm循礼门地铁站3600（180×20）21/24嵌岩地连墙Φ800L=50m16口降水井，实际使用13口，3口备用，Smax=7-10mm浙商大厦800016/24悬挂地连墙Φ800~1000L=26~28m26口降水井，40口回灌井，

Smax=20mm协和医院外科楼550012~14悬挂式帷幕L=13.5m12口50T+6口80T/h，26000T/D，Smax=10~104mm，0.02~0.52﹪关于嵌岩地连墙，是把“双刃剑”能较好的减少降水量，从而降低深基坑降水对周边环境的影响；由于地连墙深度加深及嵌岩带来施工难度的增加，除了工期和造价的巨大上升外，对确保地连墙的施工质量（渗漏）是很大的挑战；由于武汉地区基岩的特点，基岩裂隙水绕地连墙墙趾的渗流不容忽视；一旦地连墙局部有裂隙，坑内外巨大的水位差带来的水枪效应，会给周边环境带来急剧的损伤。地下连续墙型钢格构柱地下室顶板地下一层楼板地下二层楼板地下三层楼板第四道砼支撑砼围檩支撑中心：-11.600第三道砼支撑第二道砼支撑砼围檩4690杂填土80008200粉质粘土夹粉土粉质粘土与粉土粉砂互层细砂72002300第一道砼支撑砼围檩支撑中心：-1.600支撑中心：-6.600支撑中心：-15.900自然地面：-0.600(25.80)

砼围檩钻孔灌注桩或利用工程桩型钢格构柱型钢格构柱TRD水泥土搅拌墙钻孔灌注桩或利用工程桩钻孔灌注桩或利用工程桩地下连续墙厚1000mm及1200mm，平均深度为47m;地墙外侧单排850mm厚TRD工法等厚度水泥土搅拌连续墙止水，墙身进入中风化泥岩不浅于200㎜。方案110007000250032503250X325060002600

1200200032503500 3500218502000 35506850Y1）围护结构采用1000mm

“两墙合一”地连墙，地连墙上下分为计算配筋段和构造配筋段，计算配筋段有效长度28.1～29.6m，构造配筋段长度17.5～21m（设计总墙长49.6m)。保证墙底进入（9-1）强风化砂砾岩层500mm以上；2)在地下连续墙两侧设计三轴搅拌桩作为止水帷幕，桩径800mm，桩间距600mm，咬合250mm，桩长25～26m。方案23-5粉土4-3-2粘土3-4粉质粘土夹粉质粘土、粉砂4-1细砂2-1细砂中粗砂4-2-2细砂1、在基坑内布置管井降水，将地下水位降低至开挖面以下1.5m的同时，对开挖范围内地层进行有效疏干；2、

降水井滤管主要布置在基坑底板以下，底板以上为实管，便于后期封井；同1时5b-1弱胶结砂砾为增加地层的垂向渗透性能，降水井全孔岩回填滤料，对开挖范围内地层起到引渗疏干效果。为增加疏干效果，可取部分疏干井在开挖面以上加设滤管。3、坑外设置水位观测兼备用井：①平时作为坑外水位观测井使用，监测坑外水位变化情4-3

况，并提前判断围护结构止水效果；②一旦围护结构出现渗漏或者管涌，且因坑外水头压力过大难以封堵时，可开启坑外备用井适当降低坑外水头压力后进行封堵，避免问题的进一步恶化；③根据工程经验，围护结构实际施工15b-2中等胶结砂砾岩时，达不到100%的止水效果，当坑外水位降深过大时，可对坑外井进行回灌，控制坑外水位降深。砂性地层降水井全孔投滤料降水效果示意图降水设计思路方案33-23-4粉质粘土3-5粉土夹粉质粘土、粉砂4-1细砂4-2