1、基坑工程方案比選完整基坑工程方案比選一、概述 隨著經濟的發展，城市化步伐的加快，結合城市建設和改造開發大型地下 空間已成為一種必然，如上海市地下空間開發面積達103 0萬平方米的地下綜 合體項目近年來多達幾十個，基坑開挖面積一般可達 26萬平方米。進入二十 一世紀以來基坑工程呈現“大、深、緊、近”等特點，近年來建筑基坑工程呈 現新的特點,各種新型的圍護型式、 施工工藝不斷涌現 .因此有必要對基坑工程的 設計方案進行比選。1、基坑工程的特點 : 基坑工程的最基本的作用是為了給地下工程敞開開挖創造條件。正是因為 這個基本作用，決定了基坑工程的特點 :(1) 、安全儲備小、風險大。一般情況下，基坑工

2、程作為臨時性措施，基 坑圍護體系在設計計算時有些荷載，如地震荷載不加考慮 ,相對于永久性結構而 言,在強度、變形、防滲、耐久性等方面的要求較低一些，安全儲備要求可小一 些。 。因此,基坑工程具有較大的風險性 ,必須要有合理的應對措施；(2) 、制約因素多。基坑工程與自然條件的關系較為密切，設計施工中必 須全面考慮氣象、工程地質及水文地質條件及其在施工中的變化，充分了解工 程所處的工程地質及水文地質、周圍環境與基坑開挖的關系及相互影響。另外 還要受到相鄰的建筑物、地下構筑物和地下管線等的影響，周邊環境的容許變 形量、重要性等也會成為基坑工程設計和施工的制約因素，甚至成為基坑工程 成敗的關鍵 .(

3、3 )、計算理論不完善。基坑工程作為地下工程，所處的地質條件復雜 ,影 響因素眾多 ,人們對巖土力學性質的了解還不深入 ,很多設計計算理論 ,如巖土壓 力、巖土的本構關系等，還不完善，還是一門發展中的學科；(4)、綜合性知識經驗要求高。基坑工程的設計和施工不僅需要巖土工程方 面的知識，也需要結構工程方面的知識。同時，基坑工程中設計和施工是密不 可分的，設計計算的工況必須和施工實際的工況一致才能確保設計的可靠性。2、設計條件：2 .1、工程地質與水文地質條件基坑支護結構的設計、施工，首先要閱讀和分析巖土工程地質勘察報告， 了解土層分布情況及其物理、力學性質、水文地質情況等，以便選擇合適的支 護結

4、構體系和進行設計計算。工程地質與水文地質條件是進行基坑支護結構設計、坑內地基加固設計、 降水設計、土方開挖等的依據 .基坑工程的巖土勘察一般并不單獨進行，而是與 主體工程的地基勘察同步進行，因此勘察方案及勘察工作量應根據主體工程和 基坑工程的設計與施工要求統一制定。在進行基坑工程的巖土勘察前，委托方 應提供基本的工程資料和設計對勘察的技術要求、建設場地及周邊的地下管線 和設施資料、以及可能采用的支護方式、施工工藝要求等。2 .2、周邊環境條件環境保護是基坑工程的重要任務之一，在建筑物密集、管線眾多的區域尤 其突出。由于對周圍建（構）筑物及設施情況不了解，就盲目開挖造成損失的 實例很多 ,且有些

5、后果十分嚴重。因此基坑工程在支護設計前應開展環境調查工 作,了解影響區內道路、管線、建（構）筑物的詳細資料，從而為設計和施工采 用針對性的保護措施提供依據。2 3、主體結構設計條件與施工條件主體結構的設計資料是基坑支護結構設計必不可少的依據。基坑工程總體 方案設計時應具備建筑總平面圖、各層建筑、結構平面圖、建筑剖面圖、基礎 結構與樁基設計資料等 .基坑現場的施工條件也是支護結構設計的重要依據，主要應考慮工程所在 地的施工經驗與施工能力、場地周邊對施工期間在交通組織、噪音、振動以及 工地形象等方面的要求、當地政府對施工的有關管理規定、場地內部對土方、 材料運輸以及材料堆放等方面的要求等。2.4、

6、設計規范與標準 我國的巖土工程技術標準種類繁多，關系比較復雜，其中與基坑工程有關 的規范、規程，即有國家標準如：建筑邊坡工程技術規范（GE 50330）、建 筑地基基礎設計規范（GB 5 000 7 ）、錨桿噴射混凝土支護技術規范（GB 5 0 0 86）等;行業性的標準如：建筑基坑支護技術規程（JGJ12 0）、建筑基坑工 程技術規范（YB 9 2 5 8 ）;專業協會制定的標準如基坑土釘支護技術規程（CECS96）、巖土錨桿（索）技術規程（CESC 22）;各個省市地區制定的地 方性標準如：上海市標準基坑工程設計規程（D BJ 0 8-6 1）、天津市標準巖 土工程技術規范（DB29 20

7、）、廣東省標準建筑基坑支護工程技術規程（DBJ/T 1 5 20）、浙江省標準 建筑基坑工程技術規程（D B 33/T1008、等。二、基坑總體方案選型基坑工程總體方案主要有順作法和逆作法兩類基本形式，它們具有各自鮮 明的特點在同一個基坑工程中，順作法和逆作法也可以在不同的基坑區域組合 使用，從而在特定條件下滿足工程的技術經濟性要求方案分類如錯誤!未找到引 用源。所示:十宜存用阿護休索一一 i.n匕護I4汁"Lt左札丁廉飯仇系旦;j丄$ m j二1詔宀仝血恥匕-圖1基坑總體方案分類1、順作法方案基坑支護結構通常由圍護墻、隔水帷幕、水平內支撐系統（或錨桿系統）以及支撐的豎向支承系統組成

8、。所謂順作法，是指先施工周邊圍護結構，然后由 上而下分層開挖，并依次設置水平支撐（或錨桿系統），開挖至坑底后，再由下 而上施工主體地下結構基礎底板、豎向墻柱構件及水平樓板構件，并按一定的順 序拆除水平支撐系統，進而完成地下結構施工的過程。當不設支護結構而直接采 用放坡開挖時，則是先直接放坡開挖至坑底，然后自下而上依次施工地下結構。順作法是基坑工程的傳統開挖施工方法，施工工藝成熟，支護結構體系與主 體結構相對獨立，相比逆作法，其設計、施工均比較便捷。由于是傳統工藝，對 施工單位的管理和技術水平的要求相對較低，施工單位的選擇面較廣。另外順 作法相對于逆作法而言，其基坑支護結構的設計與主體設計關聯性

9、較低，受主體 設計進度的制約小，基坑工程有條件盡早開工。順作法常用的總體方案包括放坡開挖、直立式圍護體系和板式支護體系三 大類。1.1、放坡開挖放坡開挖一般適用于淺基坑由于基坑敞開式施工，因此工藝簡便、造價經 濟、施工進度快但這種施工方式要求具有足夠的施工場地與放坡范圍。放坡開1。2、直立式圍護體系(1) 水泥土重力式圍護和土釘支護采用水泥土重力式圍護和土釘支護的直立式圍護體系經濟性較好，由于基 坑內部開敞，土方開挖和地下結構的施工均比較便捷。但自立式圍護體需要占 用較寬的場地空間，因此設計時應考慮紅線的限制此外設計時應充分研究工程 地質條件與水文地質條件的適用性。由于圍護體施工質量難以進行直

10、觀的監督 易引起施工質量不佳問題，從而導致環境變形乃至工程事故。水泥土重力式圍 護和土釘支護的示意圖如 錯誤!未找到引用源。所示。圖3水泥土重力式圍護示意圖（左）、土釘支護示意圖（右）（2）懸臂板式支護懸臂板式支護可用于必須敞開式開挖、但對圍護體占地寬度有一定限制的基坑工程。其采用具有一定剛度的板式支護體，如鉆孔灌注樁或地下連續墻單排懸臂灌注樁樁支護一般用于淺基坑，在工程實踐中，由于其變形較大，且材 料性能難以充分發揮，經濟性不好，適用范圍很小。雙排樁、格形地下連續墻等 圍護體型式所構成的懸臂板式支護體系適用于中等開挖深度、且對圍護變形有 一定控制要求的基坑工程。雙排樁圍護的剖面示意圖、格型地

11、下連續墻支護的 平面示意圖如錯誤!未找到引用源。圖4 雙排樁支護剖面示意圖（左）、格形地下連續墻支護平面（右 ）1 .3、板式支護體系板式支護體系由圍護墻和內支撐（或錨桿）組成，圍護墻的種類較多，包括 地下連續墻、 灌注排樁圍護墻、型鋼水泥土攪拌墻、鋼板樁圍護墻及鋼筋混凝 土板樁圍護墻等。內支撐可采用鋼支撐或鋼筋混凝土支撐。1）圍護墻結合內支撐系統在基坑周邊環境條件復雜、變形控制要求高的軟土地區，圍護墻結合內支 撐系統是常用與成熟的支護型式當基坑面積不大時，其技術經濟性較好。但當基 坑面積達到一定規模時，由于需設置和拆除大量的臨時支撐，因此經濟性較差。 此外,支撐體系拆除時圍護墻會發生二次變形

12、，拆撐爆破以及拆撐后廢棄的混凝 土碎塊都也會對環境產生不利影響。典型的基坑支護剖面如圖5 （左）所示對于超大面積的基坑工程，采用如 錯誤!未找到引用源。（左）所示的支護方 式時存在支撐太長、支撐傳力效果不佳、支撐量大等問題，此時可采用中心島 式開挖方案，即先保留圍護墻處一定寬度的土體，以抵抗坑外側的土壓力，然 后將基坑中部的土體挖除，再施工中部的主體結構，再利用中部已施工好的主體 結構反力架設支撐，然后將周圍的土體挖除，施工周圍部分的主體結構，最后拆 除支撐。這種方案出土便捷，經濟效果好，但基坑周邊的地下結構需要二期施 工，工藝復雜.當基坑開挖深度較淺時，可采用如錯誤!未找到引用源。（右）所示

13、 的圍護墻結合斜坡撐形式，當基坑開挖深度較大時，可采用如錯誤!未找到引用 源。（左）所示的中心島結合周邊多道支撐形式。圖6中心島結合周邊多道支撐示意圖 （左）、圍護墻結合錨桿系統（右）2）圍護墻結合錨桿系統圍護墻結合錨桿系統采用錨桿來支承作用在圍護墻上的側壓力，它適用于 大面積的基坑工程。基坑敞開式開挖，為挖土和地下結構施工提供了極大的便 利，可縮短工期，經濟效益良好。錨桿需依賴土體本身的強度來提供錨固力，因此土體的強度越高，錨固效果越好，反之越差，因此這種支護方式不適用于軟弱 地層。當錨桿的施工質量不好時，可能會產生較大的地表沉降。圍護墻結合錨桿 系統的典型剖面如 錯誤!未找到引用源。（右）

14、所示.2、逆作法方案相對于順作法，逆作法則是每開挖一定深度的土體后，即支設模板澆筑永 久的結構梁板，用以代替常規順作法的臨時支撐，以平衡作用在圍護墻上的土壓 力因此當開挖結束時，地下結構即已施工完成。這種地下結構的施工方式是自上 而下澆筑，同常規順作法開挖到坑底后再自下而上澆筑地下結構的施工方法不 同，故成為逆作法當逆作地下結構的同時還進行地上結構的施工，則稱為全逆 作法，如錯誤!未找到引用源。（左）所示；當僅逆作地下結構而并不同步施工地 上結構時，則稱為半逆作法，如錯誤!未找到引用源。（右）所示。由于逆作法的 梁板重量較常規順作法的臨時支撐要大得多，因此必須考慮立柱和立柱樁的承 載能力問題。

15、尤其是采用全逆作法時，地上結構所能同時施工的最大層數應根 據立柱和立柱樁的承載力確定。地門圖7 全逆作法示意圖(左)、半逆作法示意圖(右) E1*-*丄(!邑卜.二工壯1底氏1逆作法通常采用支護結構與主體結構相結合，根據支護結構與主體結構相 結合的程度，逆作法可以有兩種類型，即周邊臨時圍護體結合坑內水平梁板體 系替代支撐采用逆作法施工、支護結構與主體結構全面相結合采用逆作法施工逆作法的主要優點如下：(1) 樓板剛度高于常規順作法的臨時支撐， 基坑開挖的安全度得到提高, 且一般而言基坑的變形較小，因而對基坑周邊環境的影響較小。(2) 當采用全逆作法時，地上和地下結構同時施工，因此可縮短工程的總

16、工期。(3) 地面樓板先施工完成后，可以為施工提供作業空間，因此可以解決施工場 地狹小的問題。(4 )逆作法采用支護結構與主體結構相結合，因此可以節省常規順作法中大 量臨時支撐的設置和拆除，經濟性好，且有利于降低能耗、節約資源。但逆作法也存在如下不足：(1) 技術復雜，垂直構件續接處理困難，接頭施工復雜.(2) 對施工技術要求高，例如對一柱一樁的定位和垂直度控制要求高，立柱之 間及立柱與連續墻之間的差異沉降控制要求高等。(3) 采用逆作暗挖，作業環境差，結構施工質量易受影響。(4) 逆作法設計與主體結構設計的關聯度大，受主體結構設計進度的制約。 當工程具有以下特征或技術經濟要求時，可以考慮選用

17、逆作法方案：(1) 大面積的深基坑工程，采用逆作法方案，節省臨時支撐體系費用。(2) 基坑周邊環境條件復雜，且對變形敏感，采用逆作法有利于控制基坑 的變形。(3) 施工場地緊張，利用逆作的地下首層樓板作為施工平臺.(4) 工期進度要求高 ,采用上下部結構同時的全逆作法設計方案，施工縮短 總工期。3、順逆結合方案 對于某些條件復雜或具有特別技術經濟性要求的基坑工程，采用單純的順 作法或逆作法都難以同時滿足經濟、技術、工期及環境保護等多方面的要求。 在工程實踐中 ,有時為了同時滿足多方面的要求 ,采用了順作法與逆作法結合的 方案，通過充分發揮順作法與逆作法的優勢，取長補短，從而實現工程的建設 目標

18、.工程中常用的順逆結合方案主要有： (1)主樓先順作、裙樓后逆作方案；( 2)裙樓先逆作、主樓后順作方案； ( 3)中心順作、周邊逆作方案。3.1. 主樓先順作、裙樓后逆作方案 超高層建筑通常由主樓與裙樓兩部分組成 ,其下一般整體設置多層地下室 , 因此超高層建筑的基坑多為深大基坑。在基坑面積較大、挖深較深、施工場地 狹小的情況下，若地下室深基礎采用明挖順作支撐方案施工，不僅操作非常困 難，耽誤了塔樓的施工進度，施工周期長，而且對周邊環境影響大，經濟性也 差。另一方面，主樓結構構件的重要性也決定了其不適合采用逆作法。一般來說主樓為超高層建筑工期控制的主導因素，在施工場地緊張的情況 下,可先采用

19、順作法施工主樓地下室 ,而裙樓暫時作為施工場地， 待主樓進入上部 結構施工的某一階段，再逆作施工裙樓地下室，這種順逆結合的方案即為主樓 先順作、裙樓后逆作方案。主樓先順作、裙樓后逆作具有其特有的優點 :(1) 該方案一方面解決了施工場地狹小、操作困難的問題；另一方面塔樓 順作基坑面積較小，可加快施工速度；裙樓逆作施工不占用絕對工期，縮短了 總工期,并可減少前期投資額。(2) 裙樓地下室逆作能夠有效地控制基坑的變形，可減小對周邊環境的影 響;同時又由于省去了常規順作法中支設和拆除大量的臨時支撐，經濟性較好。主樓先順作、裙樓后逆作方案用于滿足如下條件的基坑工程 :( 1)地下室幾乎用足建筑紅線，使

20、得施工場地狹小 ,地下工程施工階段需 要占用部分裙樓區域作為施工場地;(2)主樓為超高層建筑，是控制工期的主導因素，且業主對主樓工期要求 較高；(3) 裙樓地下室面積較大，開發商希望適當延緩投資又不影響主樓施工的進度;(4) 裙樓基坑周邊環境復雜、環境保護要求高.例：上海環球金融中心位于上海浦東陸家嘴金融貿易區東泰路和世紀大道路口周邊環境條件復雜，環境保護要求較高主樓建筑地上10 1層，高度492m，裙 樓地上三層，主樓和裙樓下均設三層地下室，基坑總面積約為225 0 0m2基坑開挖深度主樓區為17. 8519.85m。考慮到主樓為超高層建筑，業主對主樓工 期要求較高，同時希望在不影響主樓施工

21、進度的情況下，延緩部分投資，因此 本工程采用了主樓先順作和裙樓后逆作的總體設計方案主樓區域先采用直徑為100m的圓筒形地下連續墻并結合三道鋼筋混凝土環形圍檁作為支護結構，基坑順作開挖到底后施工主樓結構。當主樓區主體結構施工至地面層時，再逆作 施工裙樓區基坑。裙樓區逆作施工期間逐層向下拆除塔樓的圍護結構(圓筒形 地下連續墻)，并將塔樓的核心筒結構作為裙樓各樓層梁板結構的支撐點，依次開挖并施工裙樓地下室各層樓板結構。主、裙樓的分區如錯誤!未找到引用源。所示。3. 2。裙樓先逆作、主樓后順作方案對于由塔樓和裙樓組成的超高層建筑， 有時裙樓的工期要求非常高 （例如裙 樓作為商業建筑時往往希望能盡快投入

22、商業運營）而塔樓工期要求相對較低， 此時裙樓可先采用全逆作法地上地下同時施工，以節省工期，并在主樓區域設 置大空間出土口 （主樓由于其構件的重要性不適合采用逆作法） ，待裙樓地下結 構施工完成后，再順作施工主樓區地下結構，從而形成裙樓先逆作、主樓后順 作的方案。該方案具有以下特點 :（1）主樓區域設置的大空間出土口出土效率高， 可加快裙樓逆作的施工速 度；（2）裙樓區域在地下結構首層結構梁板施工完成后， 有條件立即向地上施 工，可大大縮短裙樓上部結構的工期 ;（3）裙樓區域結構梁板代支撐 ,支撐剛度大，對基坑的變形控制有利；（4）在逆作階段主樓區域的大空間出土口可以顯著地改善裙樓逆作區域地 下

23、作業的通風和采光條件 ;（5）由于主樓區域需要在裙樓區域逆作完成后再施工，因此一般情況下將 會增加主樓的工期與工程的總工期 .例：南京德基廣場二期工程主體建筑由一幢主樓及群樓組成，主樓地上 52層 , 地上建筑有效高度為244.5m；裙樓地上9層,地上建筑有效高度為55. 5m,主 樓和裙樓下整體設置4層地下室。基坑總面積16 0 00m2,主樓區普遍開挖深度 21. 5m,群樓區普遍開挖深度1 9°7m。基坑南側約1 3m處是運營中的地鐵區 間隧道，隧道底部埋深約16 m,基坑開挖實施過程中的環境保護要求高。由于 業主希望裙樓區商業用房能夠盡快投入運營, 且考慮到基坑的環境保護要求

24、高, 因此基坑圍護設計采用了裙樓先逆作、主樓后順作的總體設計方案 .裙樓基坑周 邊設置“兩墻合一”地下連續墻圍護體,坑內利用四層結構梁板代支撐,采用 逆作法先行施工，并同時開展裙樓區地上9層結構的施工；主樓區留設大面積 洞口,在地下室底板施工完成后再向上順作主樓結構 .錯誤 !未找到引用源。為主、 裙樓分區布置圖。圖9德基廣場二期基坑工程主、裙樓分區布置圖3。3。中心順作、周邊逆作方案對于超大面積的基坑工程，當基坑周邊環境保護要求不是很高時，可在基 坑周邊首先施工一圈具有一定水平剛度的環狀結構梁板(以下簡稱環板)，然后 在基坑周邊被動區留土，并采用多級放坡使中心區域開挖至基底，在中心區域結 構

25、向上順作施工并與周邊結構環板貫通后，再逐層挖土和逆作施工周邊留土放 坡區域，形成中心順作、周邊逆作的總體設計方案。該方案具有以下幾個顯著 特點：(1)將整個基坑分為中心順作區和周邊逆作區兩部分，周邊部分采用結構 梁板作為水平支撐，而中心部分則無需設置支撐，從而節省了大量臨時支撐。同 時由于中部采用敞開式施工，出土速度較快，大大加快了整體施工進度。(2) 在基坑周邊首先施工一圈具有一定水平剛度的結構環板 ，中心區域施工 過程中利用被動區多級放坡留土和結構環板約束圍護體的位移，從而達到控制 基坑變形、保護周圍環境的目的。(3) 由于僅周邊環板采用逆作法施工，可僅對首層邊跨結構梁板和一柱一 樁進行加

26、固，作為施工行車通道，并利用周邊圍護體作為施工行車通道的豎向支 承構件，減少了常規逆作法中施工行車通道區域結構梁板和支承立柱和立柱樁 的加固費用。中心順作、周邊逆作方案只有在同時滿足下列條件的工程中應用才能體現出其優越性和社會經濟效益：1。超大面積的深基坑工程 .基坑面積需達到幾萬平方米 ,基坑平面為多邊形 且至少設置兩層地下室。基坑面積必須足夠大是由以下因素決定 :周邊逆作區環 板必須具有足夠的寬度 ,以保證有足夠的剛度可以約束圍護體變形；為保證逆作 區坡體的穩定，周邊留土按一定坡度多級放坡至基底標高需要一定的寬度；在 除去逆作區面積后中心區域尚應有相當面積可以順作施工 .2。主體結構為框架

27、結構，無高聳塔樓結構或塔樓結構位于基坑中部。由 于中心區域結構最先施工 ,塔樓如位于中心區域可確保塔樓的施工進度不受影 響。3. 基地周邊環境有一定的保護要求， 但不是非常嚴格 .周邊逆作區結構環板 和留土放坡對圍護體的變形控制可滿足周邊環境的保護要求。仲盛商業中心上部建筑為 5 層鋼筋混凝土框架結構，設置三層地下室。基 坑面積約為5 0 000m2,基坑開挖深度約為13°3m .由于基坑面積極大，若采用 順作法方案 ,臨時支撐工程量巨大， 造價高；而采用全逆作法方案 ,暗挖土方工程 量巨大 , 施工難度高 , 降低了出土效率。 還需設置大量一柱一樁， 加大了施工難度 ; 采用傳統中

28、心島方案 ,挖土條件較好，可大大加快整體施工進度 ,節省水平支撐和 豎向支承構件費用。但周邊高土坡隨時間將產生持續位移 ,使圍護體產生較大變 形，對周邊環境的影響難以估量 .考慮基坑施工安全性、施工方式、工期及工程 造價等因素，本基坑采用了中心順作、周邊地下一層結構環板逆作的總體設計 方案.即將基坑分成中部順作區和周邊逆作區兩部分 ,基坑外側淺層卸土放坡 ,基 坑內側土方開挖至地下一層結構梁底標高，首先施工周邊逆作區地下一層結構 梁板，形成環狀支撐，然后在基坑周邊留土，并采用多級放坡使中心區域開挖 至基底。在中心部分結構向上順作施工并與周邊地下一層結構環板貫通后，再 以結構梁板作為水平支撐，逆

29、作施工周邊留土放坡區域。該方案減小了周邊放 坡高度，在中心島施工過程利用周邊結構環板剛度和周邊留土共同約束圍護墻 位移，以控制基坑變形 ,保護周邊環境。 錯誤!未找到引用源。 為該基坑的圍護剖 面圖。三、基坑周邊支護結構選型基坑周邊的圍護結構直接承受基坑施工階段側向土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐體系。在需采取隔水措施的基坑工程中，當周邊圍護結構不具 備自防水作用時，需在支護結構外側另行設置隔水帷幕。周邊圍護結構和隔水 帷幕共同形成基坑周邊支護體系。在基坑工程實踐中周邊圍護結構形成了多種成熟的類型，每種類型在適用 條件、工程經濟性和工期等方面各有側重，且周邊圍護結構形式的選用直接關系 到工

30、程的安全性、工期和造價，而對于每個基坑而言 ，其工程規模、周邊環境、 工程水文地質條件以及業主要求等也各不相同，因此在基坑周邊圍護結構設計 中需根據每個工程特性和每種圍護結構的特點，綜合考慮各種因素，合理選用周 邊圍護結構類型。常用支護結構的類型如r±u墻水泥土重力或圍護墻地下連續墻眛坑周邊國護結構炎型*灌注橋排餉科護墻型鋼水泥土攪拌墻鋼板樁圍護墻I鋼笳混凝土板樁圍護墻圖ii常用支護結構的類型1、土釘墻1。1、普通土釘墻土釘墻是用于土體開挖時保持基坑側壁或邊坡穩定的一種擋土結構，主要 由密布于原位土體中的細長桿件一土釘、粘附于土體表面的鋼筋混凝土面層及 土釘之間的被加固土體組成，是具

31、有自穩能力的原位擋土墻 這是土釘墻的基本 形式。土釘墻與各種隔水帷幕、微型樁及預應力錨桿 （索）等構件結合起來，又 可形成復合土釘墻。土釘墻基本形式如 錯誤!未找到引用源。（1）土釘墻維護結構有如下特點：a .施工設備及工藝簡單，對基坑形狀適應性強，經濟性較好；b. 坑內無支撐體系，可實現敞開式開挖；c. 柔性大，有良好的抗震性和延性，破壞前有變形發展過程；d .密封性好，完全將土坡表面覆蓋,阻止或限制了地下水從邊坡表面滲出， 防止了水土流失及雨水、地下水對坑壁的侵蝕 ；e。土釘墻靠群體作用保持坑壁穩定，當某條土釘失效時，周邊土釘會分擔 其荷載；f施工所需場地小，移動靈活，支護結構基本不單獨占

32、用場地內的空間；g。由于孔徑小，與樁等施工工藝相比，穿透卵石、漂石及填石層的能力更強;h。邊開挖邊支護便于信息化施工，能夠根據現場監測數據及開挖暴露的地 質條件及時調整土釘參數；i。需占用坑外地下空間；j.土釘施工與土方開挖交叉進行，對現場施工組織要求較高。（2） 土釘墻適用條件有：a. 開挖深度小于12 m、周邊環境保護要求不高的基坑工程；b. 地下水位以上或經人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結砂土的基坑 支護；c. 不適用于以下土層：（a）含水豐富的粉細砂、中細砂及含水豐富且較為 松散的中粗砂、礫砂及卵石層等；（b）黏聚力很小、過于干燥的砂層及相對密 度較小的均勻度較好的砂層;（c）有深

33、厚新近填土、淤泥質土、淤泥等軟弱土層 的地層及膨脹土地層；（d）周邊環境敏感，對基坑變形要求較為嚴格的工程，以及不允許支護結構超越紅線或鄰近地下建構筑物，在可實施范圍內土釘長度 無法滿足要求的工程。1。2、復合土釘墻復核土釘墻主要有土釘墻+預應力錨桿（索）、土釘墻+隔水帷幕和土釘墻+ 微型樁三種常用形式。由于復核土釘墻是土釘墻基本形式與其它圍護結構的組 合，因此土釘墻基本形式的特點和適用條件同樣適用于復合土釘墻。如錯誤！未找到引用源。圖13 土釘墻+預應力錨桿（左）、土釘墻+隔水帷幕（中）、土釘墻+微型樁（右）（1）土釘墻+預應力錨桿（索）與土釘墻基本形式相比，土釘墻+預應力錨索形成的復合土釘

34、墻對基坑穩定性和變形控制更加有利。該圍護形式適用于對基坑變形要求相對較高的基坑.（2）土釘墻+隔水帷幕土釘墻+隔水帷幕的圍護形式在基坑周邊設置封閉的隔水帷幕，可防止坑內降水對坑外環境產生影響.同時隔水帷幕對坑壁土體具有預加固作用，有利于坑 壁的穩定和控制基坑變形。該圍護形式適用于地下水位豐富，周邊環境對降水敏 感的工程，以及土質較差，基坑開挖較淺的工程 .(3) 土釘墻 +微型樁采用微型樁超前支護可減小基坑變形 .該圍護形式適用于填土、軟塑狀粘性 土等較軟弱土層 ,需要豎向構件增強整體性、復合體強度及開挖面臨時自立性能 的工程;2、水泥土重力式擋墻 水泥土重力式圍護墻是以水泥系材料為固化劑，通

35、過攪拌機械采用噴漿施 工將固化劑和地基土強行攪拌，形成具有一定厚度的連續搭接的水泥土柱狀加 固體擋墻。示意圖如 錯誤 !未找到引用源。 (左)水泥土重力式圍護墻具有以下特點 : (1)可結合重力式擋墻的水泥土樁形成封閉隔水帷幕，止水性能可靠；(2 )使用后遺留的地下障礙物相對比較容易處理；(3)圍護結構占用空間較大；(4) 圍護結構位移控制能力較弱，變形較大。(5) 當墻體厚度較大時，采用水泥土攪拌樁或高壓噴射注漿對周邊環境影 響較大。水泥土重力式圍護墻適用條件為 :(1)適用于軟土地層中開挖深度不超過 7。Om、周邊環境保護要求不高的 基坑工程。(2) 周邊環境有保護要求時， 采用水泥土重力

36、式擋墻圍護的基坑不宜超過5. Om;(3) 對基坑周邊距離1 2倍開挖深度范圍內存在對沉降和變形敏感的建構 筑物時，應慎重選用廠n雖楂用VT型婷秋亠軽角槽段/Z< >z><1> IULT圖14 土釘墻+微型樁（左）、常規現澆地下連續墻平面示意圖（右 ）3、地下連續墻地下連續墻可分為現澆地下連續墻和預制地下連續墻兩大類，目前在工程中 應用的現澆地下連續墻的槽段形式主要有壁板式、t型和n形等，并可通過將各種形式槽段組合，形成格形、圓筒形等結構形式.3.1、常規現澆地下連續墻現澆地下連續墻是采用原位連續成槽澆筑形成的鋼筋混凝土圍護墻。地下連續墻具有擋土和隔水雙重作用。示

37、意圖如 錯誤!未找到引用源。（右）（1）常規現澆地下連續墻特點如下：a. 施工具有低噪音、低震動等優點，工程施工對環境的影響小；b. 剛度大、整體性好，基坑開挖過程中安全性高，支護結構變形較小；c. 墻身具有良好的抗滲能力，坑內降水時對坑外的影響較小 ；d .可作為地下室結構的外墻，可配合逆作法施工，以縮短工程的工期、降低工 程造價.e. 受到條件限制墻厚無法增加的情況下，可采用加肋的方式形成T型槽段或n 型槽段增加墻體的抗彎剛度。f。存在棄土和廢泥漿處理、粉砂地層易引起槽壁坍塌及滲漏等問題，需采取相關的措施來保證連續墻施工的質量.g. 由于地下連續墻水下澆筑、槽段之間存在接縫的施工工藝特點

38、，地墻墻身 以及接縫位置存在防水的薄弱環節，易產生滲漏水現象.用于“兩墻合一”需進行 專項防水設計.h。 由于兩墻合一地下連續墻作為永久使用階段的地下室外墻，需結合主體結構 設計 ,在地下連續墻內為主體結構留設預埋件。 “兩墻合一”地下連續墻設計必 須在主體建筑結構施工圖設計基本完成方可開展。（2）常規現澆地下連續墻適用條件為：a。深度較大的基坑工程，一般開挖深度大于10m才有較好的經濟性；b。鄰近存在保護要求較高的建、構筑物，對基坑本身的變形和防水要求較高 的工程；c基地內空間有限，地下室外墻與紅線距離極近，采用其它圍護形式無法滿足留設施工操作空間要求的工程；d. 圍護結構亦作為主體結構的一

39、部分，且對防水、抗滲有較嚴格要求的工程；e采用逆作法施工，地上和地下同步施工時，一般采用地下連續墻作為圍護 墻;f.在超深基坑中，例如3 Om50m的深基坑工程，采用其它圍護體無法滿足 要求時，常采用地下連續墻作為圍護體。3. 2、圓筒形地下連續墻 圓筒形地下連續墻是現澆地下連續墻的一種組合結構形式 ,是采用壁板式 槽段或轉角槽段組合成圓筒形結構形式。示意圖見 錯誤 !未找到引用源。（左）（1 ）圓筒形地下連續墻特點為a。充分利用了土的拱效應，降低了作用在支護結構上的土壓力；b。圓形結構具有更好的力學性能，與常規形狀的基坑不同，它可將作用在 其上面的荷載基本上轉化為地下連續墻的環向壓力，可充分

40、發揮混凝土抗壓性 能好的特點 ,有利于控制基坑變形。c。在工程中圓筒形地下連續墻平面形狀實際為多邊形，并非理想的圓形結 構,其受力狀態以環向受壓為主，受彎為輔。（2）圓筒形地下連續墻適用條件為a。主體地下結構為圓形或接近圓形的工程.b. 受到條件限制或為了方便施工需采用無支撐大空間施工的工程。T型槽段圖15圓筒形地下連續墻平面示意圖（左）、格形地下連續墻平面示意圖 （右）3.3、格形地下連續墻格形地下連續墻是現澆地下連續墻的一種組合結構形式.格形地下連續墻 是靠其自身重量穩定的半重力式結構，是一種涉及建（構）筑物地基開挖的無支 撐空間坑壁結構.示意圖如錯誤!未找到引用源。（右）（1）格形地下連

41、續墻特點為a. 是靠其自身重量穩定的半重力式結構，基坑開挖階段無需設置支撐體系；b. 相對于其它無自立式圍護結構，基坑變形較小，對周邊環境保護較為有利；c. 受到自身結構的限制，一般槽段數量較多。（2）格形地下連續墻適用條件為a. 適用于無法設置內支撐體系，且對變形控制要求較嚴格的深基坑工程b。多用于船塢及特殊條件下無法設置水平支撐的基坑工程 ，目前也有應用 于大型的工業基坑。3o4、預制地下連續墻預制地下連續墻即采用常規的泥漿護壁成槽，在成槽后，插入預制構件并在 構件間采用現澆混凝土將其連成一個完整的墻體。如預制地下連續墻平面示意 圖用澆A1筋混離上按頭*>cc)預制地下連徭墻'

42、;鯉地下連統牆圖16預制地下連續墻平面示意圖(1) 預制地下連續墻特點a。工廠化制作可充分保證墻體的施工質量，墻體構件外觀平整，可直接 作為地下室的建筑內墻，不僅節約了成本，也增大了地下室面積。b。由于工廠化制作，預制地下連續墻與基礎底板、剪力墻和結構梁板的 連接處預埋件位置準確，不會出現鋼筋連接器脫落現象。c. 墻段預制時可通過采取相應的構造措施和節點形式達到結構防水的要 求，并改善和提高了地下連續墻的整體受力性能。d。為便于運輸和吊放，預制地下連續墻大多采用空心截面，減小自重節省 材料，經濟性好。e. 可在正式施工前預制加工，制作與養護不占絕對工期；現場施工速度快； 采用預制墻段和現澆接頭

43、，免掉了常規拔除鎖口管或接頭箱的過程，節約了成 本和工期。f. 由于大大減少了成槽后泥漿護壁的時間， 因此增強了槽壁穩定性，有利于 保護周邊環境。(2) 預制地下連續墻適用條件在現階段的工程實踐中，由于受到起重和吊裝能力的限制，墻段總長度受到 了一定限制，一般僅用于67米以內的淺基坑，且大多將預制地下連續墻用作 主體結構地下室外墻。4、灌注樁排樁圍護墻灌注樁排樁圍護墻是采用連續的柱列式排列的灌注樁形成了圍護結構。工 程中常用的灌注樁排樁的形式有分離式、雙排式和咬合式 .4.1、分離式排樁分離式排樁是工程中灌注樁排樁圍護墻最常用，也是較簡單的圍護結構形 式。灌注樁排樁外側可結合工程的地下水控制要

44、求設置相應的隔水帷幕。如 誤!未找到引用源。(1)分離式排樁特點a。施工工藝簡單、工藝成熟、質量易控制、造價經濟。b. 噪聲小、無振動、無擠土效應，施工時對周邊環境影響小C。可根據基坑變形控制要求靈活調整圍護樁剛度。d。在基坑開挖階段僅用作臨時圍護體，在主體地下室結構平面位置、埋置 深度確定后即有條件設計、實施。e. 在有隔水要求的工程中需另行設置隔水帷幕。其隔水帷幕可根據工程的土層情況、周邊環境特點、基坑開挖深度以及經濟性等要求的綜合選用.(2)分離式排樁適用條件a. 軟土地層中一般適用于開挖深度不大于 2 0 m的深基坑工程。b. 地層適用性廣，對于從軟粘土到粉砂性土、卵礫石、巖層中的基坑

45、均適 用。4.2、雙排式排樁為增大排樁的整體抗彎剛度和抗側移能力時，可將樁設置成為前后雙排 ，將 前后排樁樁頂的冠梁用橫向連梁連接，就形成了雙排門架式擋土結構。如 錯誤! 未找到引用源。腌水幡幕OO'O-圖18雙排式排樁平面示意圖（左）、雙排式排樁圍護墻剖面示意圖（右）（1）雙排式排樁特點a。抗彎剛度大，施工工藝簡單、工藝成熟、質量易控制、造價經濟。b。可作為自立式懸臂支護結構，無需設置支撐體系。c。圍護體占用空間大。d .自身不能隔水，在有隔水要求的工程中需另設隔水帷幕.（2）雙排式排樁適用條件：適用于場地空間充足，開挖深度較深，變形控制要求較高，且無法內支撐體系的工程。4。3、咬合

46、式排樁有時因場地狹窄等原因，無法同時設置排樁和隔水帷幕時，可采用樁與樁之 間咬合的形式,形成可起到止水作用的咬合式排樁圍護墻咬合式排樁圍護墻的 先行樁采用素混凝土樁或鋼筋混凝土樁，后行樁采用鋼筋混凝土樁。如 錯誤! 未找到引用源。先行樁（素混凝土或鋼筋混凝土樁后行樁（鋼筋混凝土）圖19咬合式排樁平面示意圖(1)咬合式排樁特點a. 受力結構和隔水結構合一，占用空間較小。b. 整體剛度較大，防水性能較好。c. 施工速度快，工程造價低。d. 施工中可干孔作業，無須排放泥漿，機械設備噪音低、振動少，對環境污染小.e. 對成樁垂直度要求較高，施工難度較高。(2)咬合式排樁適用條件a。適用于淤泥、流砂、地

47、下水富集的軟土地區.b. 適用于鄰近建構筑物對降水、地面沉降較敏感等環境保護要求較高的基 坑工程。5、型鋼水泥土攪拌墻型鋼水泥土攪拌墻是一種在連續套接的三軸水泥土攪拌樁內插入型鋼形成的復合擋土隔水結構。如 錯誤!未找到引用源。omo HHEO© CTHIO心型鋼蠱硒型(b)型鋼插跳一<c)型鋼捕-跳一圖20型鋼水泥土攪拌墻平面布置圖(1)型鋼水泥土攪拌墻特點a受力結構與隔水帷幕合一，圍護體占用空間小。b。圍護體施工對周圍環境影響小。c。采用套接一孔施工，實現了相鄰樁體完全無縫銜接，墻體防滲性能好d。三軸水泥土攪拌樁施工過程無需回收處理泥漿 ，且基坑施工完畢后型鋼 可回收，環保節

48、能。e。適用土層范圍較廣，還可以用于較硬質地層。f。工藝簡單、成樁速度快，圍護體施工工期短。g。 在地下室施工完畢后型鋼可拔除，實現型鋼的重復利用，經濟性較好。h。僅在基坑開挖階段用作臨時圍護體，在主體地下室結構平面位置、埋置深度確定后即有條件設計、實施。i. 由于型鋼拔除后在攪拌樁中留下的孔隙需采取注漿等措施進行回填，特別是鄰近變形敏感的建構筑物時，對回填質量要求較高(2)型鋼水泥土攪拌墻適用條件a從黏性土到砂性土，從軟弱的淤泥和淤泥質土到較硬、較密實的砂性土, 甚至在含有砂卵石的地層中經過適當的處理都能夠進行施工。b. 軟土地區一般用于開挖深度不大于13. Om的基坑工程。c. 適用于施工

49、場地狹小，或距離用地紅線、建筑物等較近時，采用排樁結合隔水帷幕體系無法滿足空間要求的基坑工程.d。型鋼水泥土攪拌墻的剛度相對較小，變形較大，在對周邊環境保護要求 較高的工程中,例如基坑緊鄰運營中的地鐵隧道、歷史保護建筑、重要地下管線 時，應慎重選用。e。當基坑周邊環境對地下水位變化較為敏感，攪拌樁樁身范圍內大部分為 砂(粉)性土等透水性較強的土層時，應慎重選用。6鋼板樁圍護墻鋼板樁是一種帶鎖口或鉗口的熱軋(或冷彎)型鋼，鋼板樁打入后靠鎖口或鉗口相互連接咬合，形成連續的鋼板樁圍護墻，用來擋土和擋水。如錯誤!未找到引用源圖21鋼板樁圍護墻平面圖(1)鋼板樁圍護墻特點a. 具有輕型、施工快捷的特點。

50、b。基坑施工結束后鋼板樁可拔除，循環利用，經濟性較好.c. 在防水要求不高的工程中，可采用自身防水。在防水要求高的工程中，可另行設置隔水帷幕。d。鋼板樁抗側剛度相對較小，變形較大。e .鋼板樁打入和拔除對土體擾動較大。鋼板樁拔除后需對土體中留下的孔 隙進行回填處理(2)鋼板樁圍護墻適用條件a. 由于其剛度小，變形較大，一般適用于開挖深度不大于7m,周邊環境 保護要求不高的基坑工程。b. 由于鋼板樁打入和拔除對周邊環境影響較大，鄰近對變形敏感建構筑物的 基坑工程不宜采用.7、鋼筋混凝土板樁圍護墻鋼筋混凝土板樁圍護墻是由鋼筋混凝土板樁構件連續沉樁后形成的基坑圍 護結構.如錯誤!未找到引用源。圖22

51、鋼筋混凝土板樁圍護墻立面圖(1)鋼筋混凝土板樁圍護墻特點a .具有強度高、剛度大、取材方便、施工簡易等優點。b.其外形可以根據需要設計制作，槽榫結構可以解決接縫防水。(2)鋼筋混凝土板樁圍護墻適用條件a. 開挖深度小于10 m的中小型基坑工程，作為地下結構的一部分，則更為 經濟；b. 大面積基坑內的小基坑即“坑中坑”工程，不必坑內拔樁，降低作業難 度；c. 較復雜環境下的管道溝槽支護工程，可替代不便拔除的鋼板樁；d .水利工程中的臨水基坑工程，內河駁岸、小港碼頭、港口航道、船塢船 閘、河口防汛墻、防浪堤及其他河道海塘治理工程四、內支撐與錨桿體系選型1、內支撐系統支撐結構選型包括支撐材料和體系的

52、選擇以及支撐結構布置等內容 .支撐 結構選型從結構體系上可分為平面支撐體系和豎向斜撐體系；從材料上可分為 鋼支撐、鋼筋混凝土支撐和鋼和混凝土組合支撐的形式。各種形式的支撐體系 根據其材料特點具有不同的優缺點和應用范圍。1 .1、鋼支撐體系鋼支撐體系是在基坑內將鋼構件用焊接或螺栓拼接起來的結構體系 .鋼支 撐架設和拆除速度快、架設完畢后不需等待強度即可直接開挖下層土方，而且 支撐材料可重復循環使用的特點，對節省基坑工程造價和加快工期具有顯著優 勢，適用于開挖深度一般、平面形狀規則、狹長形的基坑工程中。鋼支撐幾乎 成為地鐵車站基坑工程首選的支撐體系 .但由于鋼支撐節點構造和安裝復雜以 及目前常用的

53、鋼支撐材料截面承載力較為有限等特點1.2、鋼筋混凝土支撐體系鋼筋混凝土支撐具有剛度大、整體性好的特點，而且可采取靈活的平面布 置形式適應基坑工程的各項要求 .1.3、圓環支撐形式圓環支撐體系具有如下幾點方面典型的優點 :a。受力性能合理.采用圓環內支撐形式，從根本上改變了常規的支撐結構 方式, 這種以水平受壓為主的圓環內支撐結構體系， 能夠充分發揮混凝土材料 的受壓特性， 具有足夠的剛度和變形小的特點。b。加快土方挖運的速度采用圓環內支撐結構， 在基坑平面形成的無支撐 面積達到70%左右，為挖運土的機械化施工提供了良好的多點作業條件，挖 土速度可成倍提高 ,同時有利于基坑變形的時效控制。c。

54、經濟效益十分顯著。深基坑施工中采用圓環內支撐結構， 用料節省顯 著， 與各類支撐結構相比節省大量鋼材和水泥， 其單位土方的開挖費用較其 他支撐相比有較大幅度的下降， 施工費用節約可觀， 社會效益十分顯著。d。可適用于狹小場地施工。在施工場地狹小或四周無施工場地的工程中 使用圓環內支撐也是較合適的。因本支撐剛度大， 可通過配筋、調整立柱間距 等措施， 提高其橫向承載能力 .亦可在上面搭設堆料平臺， 安裝施工機械， 便 于施工的正常進行。以上為圓環體系的一些較為突出的優點，當然也存在不利的因素，如根據 該支撐形式的受力特點，要求土方開挖流程應確保圓環支撐受力的均勻性，圓 環四周坑邊應土方均勻、對稱的挖除，同時要求土方開挖必須在上道支撐完全 形成后進行 .1。4、鋼與混凝土組合支撐形式 鋼支撐具有架設以及拆除施工速度快、可以通過施