1、6-2 基坑工程近年來我國隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，工程愈來愈多。建筑的多層室、地鐵車站、車庫、商場、倉庫和人防工程等施工時(shí)都需開挖較深的基坑，有的建筑多層室平面面積達(dá)數(shù)萬平方米，深度有的達(dá) 26.68m，施工難度較大。大量深基坑工程的出現(xiàn)，促進(jìn)了設(shè)計(jì)計(jì)算理論的提高和施工工藝的發(fā)展，通過大量的工程實(shí)踐和科學(xué)，逐步形成了基坑工程這一新的學(xué)科，它涉及多個(gè)學(xué)科，是土木工程領(lǐng)域內(nèi)目前發(fā)展最迅速的學(xué)科之一，也是工程實(shí)踐要求最迫切的學(xué)科之一。對基坑工程進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)和施工，能帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，對加快工程進(jìn)度和保護(hù)周圍環(huán)境能發(fā)揮重要作用。6-2-1 基坑工程的內(nèi)容基坑開挖的施工工藝一般有兩種

2、：放坡開挖（無支護(hù)開挖）和在支護(hù)體系保護(hù)下開挖（有支護(hù)開挖）。前者既簡單又經(jīng)濟(jì)，在空曠地區(qū)或周圍環(huán)境允許時(shí)能保證邊坡穩(wěn)定的條件下應(yīng)優(yōu)先選用。但是在城市中心地帶、建筑物稠密地區(qū)，往往不具備放坡開挖的條件。因?yàn)榉牌麻_挖需要基坑平面以外有足夠的空間供放坡之用，如在此空間內(nèi)存在鄰近建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、管線、道路等，都不允許放坡，此時(shí)就只能采用在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行垂直開挖的施工方法。對支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求，一方面是創(chuàng)造條件便于基坑土方的開挖，但在建（構(gòu)）筑物稠密地區(qū)更重要的是保護(hù)周圍的環(huán)境?；油练降拈_挖是基坑工程的一個(gè)重要內(nèi)容，基坑土方如何組織開挖，不但影響工期、造價(jià)，而且還影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全和變形值，直接影

3、響環(huán)境的保護(hù)。為此，對較大的基坑工程一定要編制較詳細(xì)的土方工程的施工方案，確定挖土機(jī)械、挖土的工況、挖土的順序、土方外運(yùn)方法等。在軟土地區(qū)水位往往較高，采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)一般要求降水或擋水。在開挖基坑土方過程中坑外的水在支護(hù)結(jié)構(gòu)阻擋下，一般不會(huì)進(jìn)入坑內(nèi)，但如土質(zhì)含水量過高、土質(zhì)松軟，挖土機(jī)械下坑挖土和澆筑圍護(hù)墻的支撐有一定。此外，在圍護(hù)墻的土壓力區(qū)，通過降低水位還可使土體產(chǎn)生固結(jié)，有利于提高土壓力，減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。所以在軟土地區(qū)對深度較大的大型基坑，在坑內(nèi)都進(jìn)行降低水位，以便利基坑土方開挖和有利于保護(hù)環(huán)境。支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算計(jì)算，近年雖有很大提高，但由于影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的眾多，土質(zhì)的物理力學(xué)性能、計(jì)算

4、假定、土方開挖方式、降水質(zhì)量、氣候等都對其產(chǎn)生影響。因此其內(nèi)力和變形的計(jì)算值和實(shí)測值往往存在一定差距。為有利于信息化施工，在基坑土方開挖過程中，隨時(shí)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的發(fā)展情況、水位的變化、基坑周圍保護(hù)對象（鄰近的管線、建筑物基礎(chǔ)、道路等）的變形情況，對重要的基坑工程都要進(jìn)行工程監(jiān)測，它亦成為基坑工程的內(nèi)容之一。為此，基坑工程包括勘測；支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工；基坑土方工程的開挖和；控制水位；基坑土方開挖過程中的工程監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)等。6-2-2 基坑工程的設(shè)計(jì)原則與基坑安全等級6-2-2-1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99 的規(guī)定，根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用

5、以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，可以分為下列兩類：1承載能力極限狀態(tài)這種極限狀態(tài)，對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞。2正常使用極限狀態(tài)這種極限狀態(tài)，對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙結(jié)構(gòu)施工，或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，對于安全等級為一級及對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級建筑基坑側(cè)壁對基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。6-2-2-2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99 規(guī)定，其坑側(cè)壁的安全等級分為三級，不同等級采用相對應(yīng)的重要性系數(shù)，基坑側(cè)壁的安全

6、等級分級如表 6-64 所示?；觽?cè)壁安全等級及重要性系數(shù) 表 6-64注：有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級可根據(jù)具體情況另行確定。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、水的變化對周邊環(huán)境的水平與豎向變形的影響。對于安全等級為一級的和對周邊環(huán)境變形有限定要求的二級建筑基坑側(cè)壁，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性，對變形適應(yīng)能力和土的性質(zhì)等，確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值。當(dāng)水位較高時(shí)，應(yīng)根據(jù)基坑及周邊區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)形式等，確定水的控制方法。當(dāng)基坑周圍有地表水匯流、排泄或水管滲漏時(shí)，應(yīng)妥善對基坑采取保護(hù)措施。對于安全等級為一級及對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級建筑基坑側(cè)壁，應(yīng)對

7、基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。基坑工程分級的標(biāo)準(zhǔn)，各種規(guī)范和各地也不盡相同，各地區(qū)、各城市根據(jù)自己的特點(diǎn)和要求作了相應(yīng)的規(guī)定，以便于進(jìn)行巖土勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基坑工程施工方案等用。建筑地礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50202-2002 對基坑分級和變形值作如下規(guī)定：基坑變形的值（cm）表 6-65注：1符合下列情況之一，為一級基坑：重要工程或支護(hù)結(jié)構(gòu)做主體結(jié)構(gòu)的一部分；開挖深度大于 10m；（3）與建筑物、重要設(shè)施的距離在開挖深度以內(nèi)的基坑；（4）基坑范圍內(nèi)有歷史、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需保護(hù)的基坑。2三級基坑為開挖深度小于 7m，周圍環(huán)境無特別要求的基坑?；宇悇e圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻頂位移值

8、圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體最大位移值地面最大沉降值一級基坑353二級基坑686三級基坑81010安全等級破壞重要性系數(shù) 0一級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90除一級和三級外的基坑屬二級基坑。與周圍已有的設(shè)施有特殊要求時(shí)，符合這些要求。位于地鐵、隧道等大型設(shè)施安全保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的基坑工程，以及城市生命線工程或?qū)ξ灰朴刑厥庖蟮木軆x器使用場所附近的基坑工程，應(yīng)遵照有關(guān)的專門文件或規(guī)定執(zhí)行。6-2-3 基坑工

9、程勘察為了正確地進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理地組織施工，在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前。需要對影響基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)資料，全面地進(jìn)行收集，并加以深入了解和分析，以便其能很好地為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工服務(wù)。在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，主要需要收集下面面的資料；工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料；場地周圍環(huán)境及管線狀況；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料?，F(xiàn)分述如下。6-2-3-1 巖土勘察基坑工程的巖土勘察一般不單獨(dú)進(jìn)行，應(yīng)與主體建筑的地基勘察同時(shí)進(jìn)行。在制定地基勘察方案時(shí)，除滿足主體建筑設(shè)計(jì)要求外，亦應(yīng)同時(shí)滿足基坑工程設(shè)計(jì)和施工要求，因此，宜布置勘察要求。如果已經(jīng)有了勘察資料，但其不能滿足基坑工程設(shè)計(jì)和施工要求時(shí)，宜再進(jìn)行補(bǔ)充勘察。

10、基坑工程的巖土勘察一般應(yīng)提供下列資料：場地土層的成因類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、土層性質(zhì)及夾砂情況；基坑及圍護(hù)墻邊界附近，場地填土、暗洪、古河道及地質(zhì)現(xiàn)象的分布范圍與深度，并表明其對基坑的影響；物等不良3場地淺層潛水和坑底深部承壓水的埋藏情況、土層的滲流特性及產(chǎn)生管涌、流砂的可能性；4支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工所需的土、水等參數(shù)。巖土勘察測試的土工參數(shù)，應(yīng)根據(jù)基坑等級、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、基坑工程的設(shè)計(jì)和施工要求而定，一般基坑工程設(shè)計(jì)和施工要求提供的勘探資料和土工參數(shù)見表 6-66?；庸こ淘O(shè)計(jì)和施工所需的勘探資料和土工參數(shù)表 6-66標(biāo)高（m）壓縮指數(shù) Cc深度（m）固結(jié)系數(shù) Cv對特殊的不良土層，尚需查明其膨脹性、

11、濕陷性、觸變性、凍脹性、液化勢等參數(shù)。在基坑范圍內(nèi)土層夾砂變化較復(fù)雜時(shí)，宜采用現(xiàn)場抽水試驗(yàn)方法，測定土層的滲透系數(shù)。內(nèi)摩擦角和粘聚力，宜采用直剪固結(jié)快剪試驗(yàn)取得，要提供峰值和平均值?？倯?yīng)力抗剪強(qiáng)度（cu、ccu）、有效抗剪強(qiáng)度（、c），宜采用三軸固結(jié)不排水剪試驗(yàn)、直剪慢剪試驗(yàn)取得。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要時(shí)，還可采用專門原位測試方法，測定設(shè)計(jì)所需的基床系數(shù)等參數(shù)?；臃秶案浇乃磺闆r，對基坑工程設(shè)計(jì)和施工有直接影響，尤其在軟土地區(qū)和附近有水體時(shí)。為此在進(jìn)行巖土勘察時(shí)，應(yīng)提供下列數(shù)據(jù)和情況：12各含水層的視見水位和水位；各土層中水的補(bǔ)給情況和動(dòng)態(tài)變化情況，與附近水體的連通情況；3基坑坑底以下承壓水

12、的水頭高度和含水層的界面；4當(dāng)水對支護(hù)結(jié)構(gòu)有腐蝕性影響時(shí)，應(yīng)查明污染源及水流向。物的勘察，對基坑工程的順利進(jìn)行十分重要。在基坑開挖之前，要弄清基坑范圍內(nèi)和圍護(hù)墻附近的性質(zhì)、規(guī)模、埋深等，以便采用適當(dāng)措施加以處理?？辈熘攸c(diǎn)內(nèi)容如下：1是否存在舊建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)和樁；2是否存在廢棄的室、水池、設(shè)備基礎(chǔ)、人防工程、廢井、駁岸等；3是否存在厚度較大的工業(yè)和建筑。層厚（m）回彈系數(shù) Cs土的名稱超固結(jié)比 OCR土天然重度c（kN/m3）內(nèi)摩擦角 （）天然含水量 w（%）粘聚力 c（kPa）液限 wL（%）總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度塑限 wP（%）有效抗剪強(qiáng)度塑性指數(shù) IP無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 qu（kPa）孔隙比 e板

13、抗剪強(qiáng)度 cu（kPa）不均勻系數(shù)（d60/d10）滲透系數(shù)（cm/s）水平 kh壓縮模量 Es（MPa）垂直 kv6-2-3-2 周圍環(huán)境勘察基坑開挖帶來的水平位移和地層沉降會(huì)影響周圍鄰近建（構(gòu)）筑物、道路和管線，該影響如果超過一定范圍，則會(huì)影響正常使用或帶來較嚴(yán)重的。所以基坑工程設(shè)計(jì)和施工，一定要采用措施保護(hù)周圍環(huán)境，使該影響限制在允許范圍內(nèi)。為限制基坑施工的影響，在施工前要對周圍環(huán)境進(jìn)行應(yīng)有的，做到心中有數(shù)，以便采取針對性的有效措施。1基坑周圍鄰近建（構(gòu)）筑物狀況在大中城市建筑物稠密地區(qū)進(jìn)行基坑工程施工，宜對下述內(nèi)容：周圍建（構(gòu)）筑物的分布，及其與基坑邊線的距離；周圍建（構(gòu)）筑物的上部結(jié)

14、構(gòu)形式、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及埋深、有無樁基和對沉降差異的敏感程度，需要時(shí)要收集和參閱有關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙；（3）周圍建筑物是否屬于歷史的要求；或近代優(yōu)秀建筑，或?qū)κ褂糜刑厥鈬?yán)格（4）如周圍建（構(gòu)）筑物在基坑開挖之前已經(jīng)存在傾斜、裂縫、使用不正常等情況，需通過拍片、繪圖等收集有關(guān)資料。必要時(shí)要請有資質(zhì)的事先進(jìn)行分析鑒定。2基坑周圍管線狀況在大中城市進(jìn)行基坑工程施工，基坑周圍的主要管線為煤氣、上水、下水和電纜。（1）煤氣管道。應(yīng)掌握下述內(nèi)容：與基坑的相對位置、埋深、管徑、管內(nèi)壓力、接頭構(gòu)造、管材、每個(gè)管節(jié)長度、埋設(shè)年代等。煤氣管的管材一般為和鑄鐵管，管節(jié)長度約 46m，管徑常用 100、150、200、250、3

15、00、400、500mm。鑄鐵管接頭構(gòu)造為承插連接、法蘭連接和機(jī)械連接；多為焊接或法蘭連接。（2）上水管道。應(yīng)掌握下述內(nèi)容：與基坑的相對位置、埋深、管徑、管材、管節(jié)長度、接頭構(gòu)造、管內(nèi)水壓、埋設(shè)年代等。上水管常用的管材有鑄鐵管、鋼筋混凝土管和，管節(jié)長度約 35m，管徑為 1002000mm。鑄鐵管接頭多為承插式接頭和法蘭接頭；鋼筋混凝土管多為承插式接頭；多用焊接。（3）下水管道。應(yīng)掌握下述內(nèi)容：與基坑的相對位置、管徑、埋深、管材、管內(nèi)水壓、管節(jié)長度、基礎(chǔ)形式、接頭構(gòu)造、窨井間距等。下水管道多用預(yù)制鋼筋混凝土管，其接頭有承插式、企口式、平口式等，管徑為 3002400mm。（4）電纜。電纜種類很

16、多，有高壓電纜、通訊電纜、照明電纜、防御設(shè)備電纜等。有的放在電纜溝內(nèi)，有的。有的用共同溝，多種電纜放在一起。電纜有普通電纜與光纜之分，光纜的要求更高。對電纜應(yīng)通過掌握下述內(nèi)容：與基坑的相對位置、埋深（或高度）、規(guī)格型號、使用要求、保護(hù)裝置等。3基坑周圍鄰近的構(gòu)筑物及設(shè)施的如基坑周圍鄰近有地鐵隧道、地鐵車站、車庫、商場、通道、人防、管線共同溝等，亦應(yīng)其與基坑的相對位置、埋設(shè)深度、基礎(chǔ)形式與結(jié)構(gòu)形式、對變形與沉降的敏感程度等。這些構(gòu)筑物及設(shè)施往往有較高的要求，進(jìn)行鄰近深基坑施工時(shí)要采取有效措施。4周圍道路狀況在城市繁華地區(qū)進(jìn)行基坑工程，鄰近常有道路。這些道路的重要性不相同，有些是次要道路，而有些則

17、屬城市干道，一旦因?yàn)樽冃芜^大而破壞，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重。道路狀況與施工亦有關(guān)。為此，在進(jìn)行深基坑施工之前應(yīng)下述內(nèi)容：周圍道路的性質(zhì)、類型、與基坑的相對位置；交通狀況與重要程度；交通通行規(guī)則（單行道、雙行道、道路的路基與路面結(jié)構(gòu)。5周圍的施工條件基坑現(xiàn)場周圍的施工條件，對基坑工程設(shè)計(jì)和施工有直接影響，事先必須加停車等）；以了解。（1）施工現(xiàn)場周圍的交通工期間對土方和材料、混凝土等、商業(yè)規(guī)模等特殊情況，了解在基坑工程施有，必要時(shí)是否允許階段性封閉施工等，這對選擇施工方案有影響；（2）了解施工現(xiàn)場附近對施工產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)的限制。如對施工噪聲和振動(dòng)有嚴(yán)格的限制，則影響樁型選擇和支護(hù)結(jié)構(gòu)的拆除混凝土支撐；（3

18、）了解施地條件，是否有足夠場地供車輛運(yùn)行、堆放材料、停放施工機(jī)械、加工鋼筋等，以便確定是全面施工、分區(qū)施工還是用逆作法施工。6-2-3-3 施工工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料主體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料，是基坑工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一，應(yīng)周密進(jìn)行收集和了解?；庸こ淘O(shè)計(jì)多在主體工程設(shè)計(jì)結(jié)束施工圖完成之后，基坑工程施工之前進(jìn)行。但為了使基坑工程設(shè)計(jì)與主體工程之間協(xié)調(diào)，使基坑工程的實(shí)施能更加經(jīng)濟(jì)，對大型深基坑工程，應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就著手進(jìn)行，以便協(xié)調(diào)基坑工程與主體工程結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，如結(jié)構(gòu)用逆作法施工，則圍護(hù)墻和中間支承柱（中柱樁）的布置就需與主體工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切結(jié)合；如大型深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其立柱的布置、

19、多層支撐的布置和換撐等，皆與主體結(jié)構(gòu)工程樁的布下結(jié)構(gòu)底板和樓蓋標(biāo)高等密切有關(guān)。進(jìn)行基坑工程設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對下述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行了解：1主體工程室的平面布置和形狀，以及與建筑紅線的相對位置。這是選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、進(jìn)行支撐布置等必須參考的資料。如基坑邊線貼近建筑紅線，便需選擇厚度較小的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻；如平面尺寸大、形狀復(fù)雜，則在布置支撐時(shí)需加以特殊處理。2主體工程基礎(chǔ)的樁位布置圖。在進(jìn)行圍護(hù)墻布置和確定立柱位置時(shí)，必須了解樁位布置。盡量利用工程樁作為立柱樁，以降低支護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用，實(shí)在無法利用工程樁時(shí)才另設(shè)立柱樁。3主體結(jié)構(gòu)根據(jù)天然地面標(biāo)高和室的層數(shù)、各層樓板和底板的布置與標(biāo)高，以及地面標(biāo)高。室底板底

20、標(biāo)高，便可確定基坑開挖深度，這是選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、確定降水和挖土方案的重要依據(jù)。了解各層樓蓋和底板的布置，則便于支撐的豎向布置和確定支撐的換撐方案，如樓蓋局部缺少時(shí)，還需考慮水平支撐換撐時(shí)如何傳力等。6-2-4 支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型和選型6-2-4-1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型和組成支護(hù)結(jié)構(gòu)（包括圍護(hù)墻和支撐）按其工作機(jī)理和圍護(hù)墻的形式分為下列幾種類型：水泥土擋墻式，依靠其本身自重和剛度保護(hù)坑壁，一般不設(shè)支撐，特殊情況下經(jīng)采取措施后亦可局部加設(shè)支撐。排樁與板墻式，通常由圍護(hù)墻、支撐（或土層錨桿）及防滲帷幕等組成。土釘墻由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴射的混凝土面層等組成?，F(xiàn)將常用的幾種支護(hù)結(jié)構(gòu)介紹如下。6

21、-2-4-2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型1圍護(hù)墻選型（1）攪拌水泥土樁墻攪拌水泥土樁墻圍護(hù)墻是用攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)制攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻（圖 6-48）。圖 6-48 水泥土圍護(hù)墻（a）砂土及碎石土；（b）粘性土及粉土水泥土加固體的滲透系數(shù)不大于 10-7cm/s，能止水防滲，因此這種圍護(hù)墻屬重力式擋墻，利用其本身重量和剛度進(jìn)行擋土和防滲，具有雙重作用。水泥土圍護(hù)墻截面呈格柵形，相鄰樁搭接長寬不小于 200mm，截面置換率對淤泥不宜小于 0.8，淤泥質(zhì)土不宜小于 0.7，一般粘性土、粘土及砂土不宜小于0.6。格柵長度比不宜大于 2。墻體寬度 b 和深度 hd，根據(jù)坑深、土層

22、分布及其物理力學(xué)性能、周圍環(huán)境情況、地面荷載等計(jì)算確定。在軟土地區(qū)當(dāng)基坑開挖深度 h5m 時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取 b（0.60.8）h，hd（0.81.2）h?；由疃纫话悴粦?yīng)超過 7m，此種情況下較經(jīng)濟(jì)。墻體寬度以 500mm 進(jìn)位，即 b2.7m、3.2m、3.7m、4.2m 等。插入深度前后排可稍有不同。水泥土加固體的強(qiáng)度取決于水泥摻入比（水泥重量與加固土體重量的比值），圍護(hù)墻常用的水泥摻入比為 12%14%。常用的水泥品種是強(qiáng)度等級為 32.5 的普通硅酸鹽水泥。水泥土圍護(hù)墻的強(qiáng)度以齡期 1 個(gè)月的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度0.8MPa。水泥土圍護(hù)墻未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前不得開挖基坑。qu 為標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)不低于如為

23、改善水泥土的性能和提高早期強(qiáng)度，可摻加木鈣、三乙醇胺、氯化鈣、碳酸鈉等。水泥土的施工質(zhì)量對圍護(hù)墻性能有較大影響。要保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定的水泥摻合量，要嚴(yán)格控制樁位和樁身垂直度；要控制水泥漿的水灰比0.45，否則樁身強(qiáng)度難以保證；要攪拌均勻，采用二次攪拌工藝，噴漿攪拌時(shí)控制好鉆頭的或下沉速度；要限制相鄰樁的施工間歇時(shí)間，以保證搭接成整體。水泥土圍護(hù)墻的優(yōu)點(diǎn)：由于坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化快速挖土；具有擋土、擋水的雙重功能；一般比較經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是不宜用于深基坑、一般不宜大于 6m；位移相對較大，尤其在基坑長度大時(shí)。當(dāng)基坑長度大時(shí)可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，紅線位置和周圍環(huán)境要作

24、得出才行，而且水泥土攪拌樁施工時(shí)要注意防止影響周圍環(huán)境。水泥土圍護(hù)墻宜用于基坑側(cè)壁安全等級為二、三級者；地基土承載力不宜大于 150kPa。高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿，只是施工機(jī)械和施工工藝不同。它是利用高壓經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體，相互搭接形成樁排，用來擋土和止水。高壓旋噴樁的施工費(fèi)用要高于攪拌水泥土樁，但它可用于空間較小處。施工時(shí)要控制好上提速度、噴射壓力和水泥漿噴射量。（2）鋼板樁1）槽鋼鋼板樁是一種簡易的鋼板樁圍護(hù)墻，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長 68m，型號由計(jì)算確定。打入后頂部接近地面處設(shè)一道拉錨或支撐。由于其截面抗彎能力弱，一般用于深度不

25、超過 4m 的基坑。由于搭接處不嚴(yán)密，一般不能完全止水。如水位高，需要時(shí)可用輕型井點(diǎn)降低水位。一般只用于一些小型工程。其優(yōu)點(diǎn)是材料來源廣，施工簡便，可以重復(fù)使用。2）熱軋鎖口鋼板樁（圖 6-49）熱軋鎖口鋼板樁的形式有 U 型、L 型、一字型、H 型和組合型。建筑工程中常用前兩種，基坑深度較大時(shí)才用后兩種，但我國較少用。我國生產(chǎn)的鞍 IV 型鋼板樁為“拉森式”（U 型），其截面寬 400mm、高 310mm，重 77kg/m，每延米樁墻的截面模量為 2042cm3。除國產(chǎn)者外，我國也使用一些從進(jìn)口的鋼板樁。、等國鋼板樁由于投資大，施工中多以租賃方式租用，用后拔出歸還。鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)是材料質(zhì)量可靠

26、，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而且簡便；有一定的擋水能力（小趾口者擋水能力更好）；可多次重復(fù)使用；一般費(fèi)用較低。其缺點(diǎn)是一般的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時(shí)支撐（或拉錨）工作量大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔除時(shí)易帶土，如處理不當(dāng)會(huì)引起土層移動(dòng)，可能危害周圍的環(huán)境。常用的 U 型鋼板樁，多用于周圍環(huán)境要求不甚高的深 58m 的基坑，視支撐（拉錨）加設(shè)情況而定。圖 6-49 鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)（a）內(nèi)撐方式；（b）方式1-鋼板樁；2-圍檁；3-角撐；4-立柱與支撐；5-支撐；6-桿（3）型鋼橫擋板（圖 6-50）型鋼橫擋板圍護(hù)墻亦稱樁板式支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種圍護(hù)墻由工字鋼（或

27、H 型鋼）樁和橫擋板（亦稱襯板）組成，再加上圍檁、支撐等則一種支護(hù)體系。施工時(shí)先按一定間距打設(shè)工字鋼或 H 型鋼樁，然后在開挖土方時(shí)邊挖邊加設(shè)橫擋板。施工結(jié)束拔出工字鋼或 H 型鋼樁，并在安全允許條件下盡可能回收橫擋板。圖 6-50 型鋼橫擋板支護(hù)結(jié)構(gòu)1-工字鋼（H 型鋼）；2-八字撐；3-腰梁；4-橫擋板；5-垂直聯(lián)系桿件；6-立柱；7-橫撐；8-立柱上的支撐件；9-水平聯(lián)系桿橫擋板直接承受土壓力和水壓力，由橫擋板傳給工字鋼樁，再通過圍檁傳至支撐或拉錨。橫擋板長度取決于工字鋼樁的間距和厚度由計(jì)算確定，多用厚度60mm 的木板或預(yù)制鋼筋混凝土薄板。型鋼橫擋板圍護(hù)墻多用于土質(zhì)較好、水位較低的地區(qū)

28、，我國鐵道工程和某些建筑的基坑工程曾使用過。（4）鉆孔灌筑樁（圖 6-51）根據(jù)目前的施工工藝，鉆孔灌筑樁為間隔排列，縫隙不小于 l00mm，因此它不具備擋水功能，需另做擋水帷幕，目前我國應(yīng)用較多的是厚 1.2m 的水泥土攪拌樁。用于水位較低地區(qū)則不需做擋水帷幕。鉆孔灌筑樁施工無噪聲、無振動(dòng)、無擠土，剛度大，抗彎能力強(qiáng)，變形較小，都有應(yīng)用。多用于基坑側(cè)壁安全等級為一、二、三級，坑深 715m幾乎在的基坑工程，在土質(zhì)較好地區(qū)已有 89m 懸臂樁，在軟土地區(qū)多加設(shè)內(nèi)支攪（或拉錨），懸臂式結(jié)構(gòu)不宜大于 5m。樁徑和配筋計(jì)算確定，常用直徑 600、700、mm。圖 6-51 鉆孔灌筑樁排圍護(hù)墻1-圍檁

29、；2-支撐；3-立柱；4-工程樁；5-鉆孔灌筑樁圍護(hù)墻；6-水泥土攪拌樁擋水帷幕；7-坑底水泥土攪拌樁加固有的工程為不用支撐簡化施工，采用相隔一定距離的雙排鉆孔灌筑樁與樁頂橫梁組成空間結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻，使懸臂樁圍護(hù)墻可用于-14.5m 的基坑（圖 6-52）。圖 6-52 雙排樁圍護(hù)墻1-鉆孔灌筑樁；2-聯(lián)系橫梁如基坑周圍狹窄，不允許在鉆孔灌筑樁后再施工 1.2m 厚的水泥土樁擋水帷幕時(shí)，可考慮在水泥土樁中套打鉆孔灌筑樁。（5）挖挖圍護(hù)墻也屬樁排式圍護(hù)墻，多在我國東南沿海地區(qū)使用。其成孔是人工挖土，多為大直徑樁，宜用于土質(zhì)較好地區(qū)。如土質(zhì)松軟、水位高時(shí)，需邊挖土邊施工襯圈，襯圈多為混凝土結(jié)構(gòu)。在水位

30、較高地區(qū)施工挖，還要注意擋水問題，否則水大量流入樁孔，大量的抽排水會(huì)引起鄰近地區(qū)水位下降，因土體固結(jié)而出現(xiàn)較大的地面沉降。挖由于人下孔開挖，便于檢驗(yàn)土層，亦易擴(kuò)孔；可多樁同時(shí)施工，施工速度可保證；大直徑挖用作圍護(hù)樁可不設(shè)或少設(shè)支撐。但挖勞動(dòng)強(qiáng)度高；施工條件差；如遇有流砂還有一定。（6）連續(xù)墻連續(xù)墻是于基坑開挖之前，用特殊挖槽設(shè)備、在泥漿護(hù)壁之下開挖深槽，然后下鋼筋籠澆筑混凝土形成的土中的混凝土墻。我國于 20 世紀(jì) 70 年代后期開始出現(xiàn)壁板式連續(xù)墻，此后用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。目前常用的厚度為 600、800、l000mm，多用于-12m 以下的深基坑。連續(xù)墻用作圍護(hù)墻的優(yōu)點(diǎn)是：施工時(shí)對周圍小，

31、能緊鄰建（構(gòu)）筑物等進(jìn)行施工；剛度大、整體性好，變形小，能用于深基坑；處理好接頭能較好地抗?jié)B止水；如用逆作法施工，可實(shí)現(xiàn)兩墻合一，能降低成本。由于具備上述優(yōu)點(diǎn)，我國一些、著名的建筑的深基坑，多采用連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻。適用于基坑側(cè)壁安全等級為一、二、三級者；在軟土中懸臂式結(jié)構(gòu)不宜大于 5m。連續(xù)墻如單純用作圍護(hù)墻，只為施工挖土服務(wù)則成本較高；泥漿需妥善處理，否則影響環(huán)境。（7）加筋水泥土樁法（SMW 工法）即在水泥土攪拌樁內(nèi)H 型鋼，使之成為同時(shí)具有受力和抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻（圖 6-53）?？由畲髸r(shí)亦可加設(shè)支撐。國外已用于坑深-20m 的基坑，我國已開始應(yīng)用，用于 810m 基坑

32、。圖 6-53 SMW 工法圍護(hù)墻1-插在水泥土樁中的 H 型鋼；2-水泥土樁加筋水泥土樁法施工機(jī)械應(yīng)為三根攪拌軸的攪拌機(jī)，全斷面攪拌，H 型鋼靠自重可順利下插至設(shè)計(jì)標(biāo)高。加筋水泥土樁法圍護(hù)墻的水泥摻入20%，因此水泥土的強(qiáng)度較高，與 H型鋼粘結(jié)好，能共同作用。（8）土釘墻土釘墻（圖 6-54）是一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù)，其作用與起擋土作用的上述圍護(hù)墻不同，它是起主動(dòng)嵌固作用，增加邊坡的穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。圖 6-54 土釘墻1-土釘；2-噴射細(xì)石混凝土面層；3-墊板施工時(shí)，每挖深 1.5m 左右，掛細(xì)鋼筋網(wǎng)，噴射細(xì)石混凝土面層厚 50100mm，然后鉆孔鋼筋（長 1015m 左右，

33、間距 1.5m1.5m 左右），加墊板并灌漿，依次進(jìn)行直至坑底。基坑坡面有較陡的坡度。土釘墻用于基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地；基坑深度不宜大于 12m；當(dāng)亦有應(yīng)用。水位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。目前在軟土場地（9）逆作拱墻當(dāng)基坑平面形狀適合時(shí)，可采用拱墻作為圍護(hù)墻。拱墻有圓形閉合拱墻、橢圓形閉合拱墻和組合拱墻。對于組合拱墻，可將局部拱墻視為兩鉸拱。拱墻截面宜為 Z 字型（圖 6-55），拱壁的上、下端宜加肋梁（圖 6-55a）；當(dāng)基坑較深，一道 Z 字型拱墻不夠時(shí)，可由數(shù)道拱墻疊合組成（圖 6-55b），或沿拱墻高度設(shè)置數(shù)道肋梁（圖 6-55c），肋梁豎向間距不宜小于

34、2.5m。亦可不加設(shè)肋梁而用加厚肋壁（圖 6-55d）的辦法解決。圖 6-55 拱墻截面示意圖1-地面；2-基坑底；3-拱墻；4-肋梁圓形拱墻壁厚不宜小于 400mm，其他拱墻壁厚不宜小于 500mm。混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C25。拱墻水平方向雙面配筋，鋼筋總配筋率不小于 0.7%。拱墻在垂直方向應(yīng)分道施工，每道施工高度視土層直立高度而定，不宜超過2.5m。待上道拱墻合攏且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的，才可進(jìn)行下道拱墻施工。上下兩道拱墻的豎向施工縫應(yīng)錯(cuò)開，錯(cuò)開距離不宜小于 2m。拱墻宜連續(xù)施工，每道拱墻施工時(shí)間不宜超過 36h。逆作拱墻宜用于基坑側(cè)壁安全等級為三級者；淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜應(yīng)用；拱

35、墻軸線的矢跨比不宜小于 1/8；基坑深度不宜大于 12m；坑底面時(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施。水位高于基2支撐體系選型對于排樁、板墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)基坑深度較大時(shí)，為使圍護(hù)墻受力合理和受力后變形控制在一定范圍內(nèi)，需沿圍護(hù)墻豎向增設(shè)支承點(diǎn)，以減小跨度。如在坑內(nèi)對圍護(hù)墻加設(shè)支承稱為內(nèi)支撐；如在坑外對圍護(hù)墻設(shè)拉支承，則稱為拉錨（土錨）。內(nèi)支撐受力合理、安全可靠、易于控制圍護(hù)墻的變形，但內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖土和室結(jié)構(gòu)的支模和澆筑帶來一些不便，需通過換撐加以解決。用土結(jié)圍護(hù)墻，坑內(nèi)施工無任何阻擋，位于軟土地區(qū)土錨的變形較難控制，且土錨有一定長度，在建筑物密集地區(qū)如超出紅線尚需專門申請。一般情況下，在土質(zhì)好的

36、地區(qū)，如具備錨桿施工設(shè)備和技術(shù)，應(yīng)發(fā)展土錨；在軟土地區(qū)為便于控制圍護(hù)墻的變形，應(yīng)以內(nèi)支撐為主。對撐式的內(nèi)支撐見圖 6-56。圖 6-56 對撐式的內(nèi)支撐1-腰梁；2-支撐；3-立柱；4-樁（工程樁或?qū)ＴO(shè)樁）；5-圍護(hù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系包括腰梁或（圍檁）、支撐和立柱。腰梁固定在圍護(hù)墻上，將圍護(hù)墻承受的側(cè)壓力傳給支撐（兩個(gè)方向）。支撐是受壓構(gòu)件，長度超過一定限度時(shí)穩(wěn)定性不好，所以中間需加設(shè)立柱，立柱下端需穩(wěn)固，立即工程樁內(nèi)，實(shí)在對工程樁，只得另外專門設(shè)置樁（灌筑樁）。（1）內(nèi)支撐類型內(nèi)支撐按照材料分為鋼支撐和混凝土支撐兩類。1）鋼支撐：鋼支撐常用者為支撐和型鋼支撐兩種。支撐多用609，有多種壁

37、厚（10、12、14mm）可供選擇，壁厚大者承載能力高。亦有用較小直徑者，如580、406等；型鋼支撐（圖 6-57）多用 H 型鋼，有多種規(guī)格（表 6-67）以適應(yīng)不同的承載力。不過作為一種工具式支撐，要考慮能適應(yīng)多種情況。在向支撐的交叉部位，可用上下疊交固定（圖 6-57 所示）；亦可用專門加工的“十”形定型接頭，以便連接向支撐構(gòu)件。前者向支撐不在一個(gè)平面上，整體剛度差；后者則在一個(gè)平面上，剛度大，受力性能好。在端頭的活絡(luò)頭子和琵琶斜撐的具體構(gòu)造參見圖 6-58。圖 6-57 型鋼支撐構(gòu)造（a）示意圖；（b）支撐連接；（c）支撐與立柱連接1-鋼板樁；2-型鋼圍檁；3-連接板；4-斜撐連接件

38、；5-角撐；6-斜撐；7-橫向支撐；8-縱向支撐；9-三角托架；10-交叉部緊固件；11-立柱；12-角部連接件H 型鋼的規(guī)格表 6-67注：A型鋼斷面高度；B型鋼斷面寬度；t1型鋼腹板厚度；t2上、下翼緣厚度。尺寸（mm）重量（kg/m）斷面積（cm2）回轉(zhuǎn)半徑（cm）截面慣性矩（cm4）截面抵抗矩（cm3）ABt1t2WAixiyIxIyWxWy20020081249.963.538.625.024720160047216025025091472.492.1810.86.29108003650867292300300101594.0119.813.17.512040067501360450

39、3503501219137173.915.28.84403001360023007764004001321172218.717.510.106660022400333011205943021423175222.424.96.9046207017003001324185235.529.36.782010001080057607228003001423210267.433.06.622920001170072907829003001628243309.836.46.394110001260091408436002001224131166.424.54.39995003210332032160020

40、01534173220.024.44.5513100045504370456圖 6-58 琵琶撐與活絡(luò)頭子（a）琵琶撐；（b）活絡(luò)頭子鋼支撐的優(yōu)點(diǎn)是安裝和拆除方便、速度快，能盡快發(fā)揮支撐的作用，減小時(shí)間效應(yīng)，使圍護(hù)墻因時(shí)間效應(yīng)增加的變形減?。豢梢灾貜?fù)使用，多為租賃方式，便于專業(yè)化施工；可以施加預(yù)緊力，還可根據(jù)圍護(hù)墻變形發(fā)展情況，多次調(diào)整預(yù)緊力值以限制圍護(hù)墻變形發(fā)展。其缺點(diǎn)是整體剛度相對較弱，支撐的間距相對較??；由于兩個(gè)方向施加預(yù)緊力，使向支撐的連接處處于鉸接狀態(tài)。2）混凝土支撐：是隨著挖土的加深，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的位置現(xiàn)場支模澆筑而成。其優(yōu)點(diǎn)是形狀多樣性，可澆筑成直線、曲線構(gòu)件，可根據(jù)基坑平面形狀

41、，澆筑成最優(yōu)化的布置型式；整體剛度大，安全可靠，可使圍護(hù)墻變形小，有利于保護(hù)周圍環(huán)境；可方便地變化構(gòu)件的截面和配筋，以適應(yīng)其內(nèi)力的變化。其缺點(diǎn)是支撐成型和發(fā)揮作用時(shí)間長，時(shí)間效應(yīng)大，使圍護(hù)墻因時(shí)間效應(yīng)而產(chǎn)生的變形增大；屬的，不能重復(fù)利用；拆除相對，如用控制拆除，有時(shí)周圍環(huán)境不允許，如用人工拆除，時(shí)間較長、勞動(dòng)強(qiáng)度大?；炷林蔚幕炷翉?qiáng)度等級多為 C30，截面尺寸經(jīng)計(jì)算確定。腰梁的截面尺寸常用 600mm800mm（高寬）、800mm1000mm 和 1000mm1200mm；支撐的截面尺寸常用 600mm800mm（高寬）、800mm1000mm, 800mm1200mm 和 l000mm1

42、200mm。支撐的截面尺寸在高度方向要與腰梁高度相匹配。配筋要經(jīng)計(jì)算確定。對平面尺寸大的基坑，在支撐交叉點(diǎn)處需設(shè)立柱，在垂直方向支承平面支撐。立柱可為四個(gè)角鋼組成的格構(gòu)式鋼柱、圓或型鋼。考慮到承臺施工時(shí)便于穿鋼筋，格構(gòu)式鋼柱較好，應(yīng)用較多。立柱的下端最好作為工程樁使用的灌筑樁內(nèi)，深度不宜小于 2m，如立柱不對準(zhǔn)工程樁的灌筑樁，立柱就要作的灌筑樁基礎(chǔ)。在軟土地區(qū)有時(shí)在同一個(gè)基坑中，上述兩種支撐同時(shí)應(yīng)用。為了控制地面變形、保護(hù)好周圍環(huán)境，上層支撐用混凝土支撐；基坑下部為了加快支撐的裝拆、加快施工速度，采用鋼支撐。從發(fā)展看，就該繼續(xù)完善和推廣鋼支撐，使鋼支撐實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工具化，建立鋼支撐制作、裝拆、

43、使用、維修的專業(yè)隊(duì)伍。（2）內(nèi)支撐的布置和型式內(nèi)支撐的布置要綜合考慮下列：基坑平面形狀、尺寸和開挖深度；基坑周圍的環(huán)境保護(hù)要求和鄰近工程的施工情況；3）主體工程結(jié)構(gòu)的布置；4）土方開挖和主體工程結(jié)構(gòu)的施工順序和施工方法。支撐布置不應(yīng)妨礙主體工程結(jié)構(gòu)的施工，為此事先應(yīng)詳細(xì)了解結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙。對于大的基坑，基坑工程的施工速度，在很大程度上取決于土方開挖的速度，為此，內(nèi)支撐的布置應(yīng)盡可能便利土方開挖，尤其是機(jī)械下坑開挖。相鄰支撐之間的水平距離，在結(jié)構(gòu)合理的前提下，盡可能擴(kuò)大其間距，以便挖土機(jī)。支撐體系在平面上的布置形式（圖 6-59），有角撐、對撐、桁架式、框架式、環(huán)形等。有時(shí)在同一基坑中混合使用，如角撐加對撐、環(huán)邊桁（框）架、環(huán)角撐等。