1、第一節第一節 降低地下水與基坑開挖降低地下水與基坑開挖一、降低地下水一、降低地下水 開挖深基坑時，土的含水層常被切斷，地下水就會不開挖深基坑時，土的含水層常被切斷，地下水就會不斷地滲流入基坑內。為了保證施工的正常進行，防止邊坡斷地滲流入基坑內。為了保證施工的正常進行，防止邊坡塌方和地基承載力下降，深基坑開挖與支護工程采取降水、塌方和地基承載力下降，深基坑開挖與支護工程采取降水、止水、排水以及防管涌等技術措施是十分重要的。止水、排水以及防管涌等技術措施是十分重要的。什么是管涌？什么是管涌？ 在滲透水流作用下，土中細顆粒在粗顆粒所形成的孔在滲透水流作用下，土中細顆粒在粗顆粒所形成的孔隙通道中移動，

2、流失，土的孔隙不斷擴大，滲流量也隨之隙通道中移動，流失，土的孔隙不斷擴大，滲流量也隨之加大，最終導致土體內形成貫通的滲流通道，土體發生破加大，最終導致土體內形成貫通的滲流通道，土體發生破壞的現象。壞的現象。 常見的排水方法：重力排水法和強制排水法。常見的排水方法：重力排水法和強制排水法。 集水井降水集水井降水，是在開挖基坑時沿坑底周圍開挖排水溝，是在開挖基坑時沿坑底周圍開挖排水溝，再于坑底設集水井，使基坑內的水經排水溝流向集水井，再于坑底設集水井，使基坑內的水經排水溝流向集水井，然后用水泵抽出坑外。但是，在深基坑中，容易引起流沙、然后用水泵抽出坑外。但是，在深基坑中，容易引起流沙、管涌和邊坡失

3、穩。管涌和邊坡失穩。 輕型井點降低地下水位輕型井點降低地下水位，是沿基坑周圍以一定的間距，是沿基坑周圍以一定的間距埋入井管（下端為濾管），在地面上用水平鋪設的集水總埋入井管（下端為濾管），在地面上用水平鋪設的集水總管將各井管連接起來，再于一定位置設置真空泵和離心泵，管將各井管連接起來，再于一定位置設置真空泵和離心泵，開動真空泵和離心泵后，地下水在真空吸力作用下，經濾開動真空泵和離心泵后，地下水在真空吸力作用下，經濾管進入井管，然后經集水總管排出，這樣就降低了地下水管進入井管，然后經集水總管排出，這樣就降低了地下水位。位。 噴射井點有噴水井點和噴氣井點兩種噴射井點有噴水井點和噴氣井點兩種，工作原

4、理相同，工作原理相同，只是工作流體不同，前者以壓力水作為工作流體，后者以只是工作流體不同，前者以壓力水作為工作流體，后者以壓縮空氣作為工作流體。壓縮空氣作為工作流體。噴射井點的定義？噴射井點的定義？ 噴射井點，是用來降低地下水位的一種抽水方式。噴射井點，是用來降低地下水位的一種抽水方式。噴射井點降水是在井點管內部裝設特制的噴射器，用高壓噴射井點降水是在井點管內部裝設特制的噴射器，用高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水泵或空氣壓縮機通過井點管中的內管向噴射器輸入高壓水（噴水井點）或壓縮空氣（噴氣井點）形成水氣射流，水（噴水井點）或壓縮空氣（噴氣井點）形成水氣射流，將地下水經井

5、點外管與內管之間的縫隙抽出排走。將地下水經井點外管與內管之間的縫隙抽出排走。特點：特點：本方法設備較簡單，排水深度大，可達到本方法設備較簡單，排水深度大，可達到8-20m，比多，比多層輕型井點降水設備少，基坑土方開挖量少，施工快，費層輕型井點降水設備少，基坑土方開挖量少，施工快，費用低。用低。適用范圍：適用范圍：適合于基坑開挖較深、降水度大于適合于基坑開挖較深、降水度大于6m、土滲透系數、土滲透系數0.1-20.0m/d的填土、粉土、黏性土、砂土中使用。的填土、粉土、黏性土、砂土中使用。 工作水要干凈，不得含泥沙和其他雜物，尤其在工作工作水要干凈，不得含泥沙和其他雜物，尤其在工作初期更應該注意

6、工作水的干凈，因為此時抽出的地下水可初期更應該注意工作水的干凈，因為此時抽出的地下水可能比較渾濁。如果不經過很好的沉淀即用作工作水，會使能比較渾濁。如果不經過很好的沉淀即用作工作水，會使噴嘴、混合室等部位很快的磨損。如果揚水裝置已磨損，噴嘴、混合室等部位很快的磨損。如果揚水裝置已磨損，在使用前應及時更換。為防止產生工作水反灌現象，在濾在使用前應及時更換。為防止產生工作水反灌現象，在濾管下端最好增設逆止球閥。管下端最好增設逆止球閥。 逆止閥（又名止回閥）是指依靠介質本身流動而自動逆止閥（又名止回閥）是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質倒流的閥門，又稱逆止閥、單開、閉閥瓣，用來防止介

7、質倒流的閥門，又稱逆止閥、單向閥、逆流閥、和背壓閥。向閥、逆流閥、和背壓閥。 電滲井點排水是利用井點管（輕型或噴射井點管）本電滲井點排水是利用井點管（輕型或噴射井點管）本身作陰極，沿基坑外圍布置，以鋼管（身作陰極，沿基坑外圍布置，以鋼管（50-75mm）或）或鋼筋（鋼筋（25mm以上）作陽極，垂直埋設在井點內側，陰以上）作陽極，垂直埋設在井點內側，陰陽極分別用電線連接成通路，并對陽極施加強直流電電流。陽極分別用電線連接成通路，并對陽極施加強直流電電流。適用范圍：適用范圍： 在滲透系數小于在滲透系數小于0.1m/d的粉質粘土中降水施工的情的粉質粘土中降水施工的情況下可以采用本施工工藝標準。況下可

8、以采用本施工工藝標準。電滲井點降水、止水電滲井點降水、止水 應用電壓比降使帶負電的土粒向陽極移動（即電泳作應用電壓比降使帶負電的土粒向陽極移動（即電泳作用），帶正電荷的孔隙水則向陰極方向集中產生電滲現象。用），帶正電荷的孔隙水則向陰極方向集中產生電滲現象。在電滲與真空的雙重作用下，強制粘土中的水在井點管附在電滲與真空的雙重作用下，強制粘土中的水在井點管附近積集，由井點管快速排出，使井點管連續抽水，地下水近積集，由井點管快速排出，使井點管連續抽水，地下水位逐漸降低。而電極間的土層，則形成電帷幕，由于電場位逐漸降低。而電極間的土層，則形成電帷幕，由于電場作用，從而阻止地下水從四面流入坑內。作用，從

9、而阻止地下水從四面流入坑內。 管井井點就是沿開挖的基坑，每隔一定距離（管井井點就是沿開挖的基坑，每隔一定距離（2050m）設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵（潛水泵、離心設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵（潛水泵、離心泵）進行抽水，降低地下水位。泵）進行抽水，降低地下水位。 用這種方法可以降低地下水位用這種方法可以降低地下水位510m，適用于滲透，適用于滲透系數較大、地下水量多的土層中。系數較大、地下水量多的土層中。 帶真空的深井泵是近年來在上海等地區應用較多的一帶真空的深井泵是近年來在上海等地區應用較多的一種深層降水設備。種深層降水設備。組成：組成： 每一個深井泵由井管和濾管組成，單獨配

10、備一臺電動每一個深井泵由井管和濾管組成，單獨配備一臺電動機和一臺真空泵，開動后達到一定的真空度，則可達到深機和一臺真空泵，開動后達到一定的真空度，則可達到深層降水的目的，在滲透系數較小的淤泥質粘土中也能夠降層降水的目的，在滲透系數較小的淤泥質粘土中也能夠降水。水。 深井泵由于井管比較長，挖土至一定深度后，自由端深井泵由于井管比較長，挖土至一定深度后，自由端比較長，井管應與附近的支護結構支撐或立柱等連接，予比較長，井管應與附近的支護結構支撐或立柱等連接，予以固定。以固定。在挖土過程中，要注意保護深井泵，避免挖土機在挖土過程中，要注意保護深井泵，避免挖土機撞擊。在軟土中，每臺泵的降水服務范圍約為撞

11、擊。在軟土中，每臺泵的降水服務范圍約為200。 降水方法的選擇：視土的滲透系數、降水深度、設備降水方法的選擇：視土的滲透系數、降水深度、設備條件及經濟比較等而定。條件及經濟比較等而定。 滲透系數？滲透系數？ 滲透系數又稱水力傳導系數。在各向同性介質中，它滲透系數又稱水力傳導系數。在各向同性介質中，它定義為單位水力梯度下的單位流量，表示流體通過孔隙骨定義為單位水力梯度下的單位流量，表示流體通過孔隙骨架的難易程度，表達式為：架的難易程度，表達式為：=kg/，式中，式中k為孔隙介為孔隙介質的滲透率，它只與固體骨架的性質有關，質的滲透率，它只與固體骨架的性質有關，為滲透系數；為滲透系數；為動力粘滯性系

12、數；為動力粘滯性系數；為流體密度；為流體密度；g為重力加速度。在為重力加速度。在各向異性介質中，滲透系數以張量形式表示。各向異性介質中，滲透系數以張量形式表示。 滲透系數愈大，巖石透水性愈強。強透水的粗砂礫石滲透系數愈大，巖石透水性愈強。強透水的粗砂礫石層滲透系數層滲透系數10米米/晝夜；弱透水的亞砂土滲透系數為晝夜；弱透水的亞砂土滲透系數為10.01米米/晝夜；不透水的粘土滲透系數晝夜；不透水的粘土滲透系數0.001米米/晝夜。據此可見土壤滲透系數決定于土壤質地。晝夜。據此可見土壤滲透系數決定于土壤質地。 一般輕型井點降低水位的深度，一層井點為一般輕型井點降低水位的深度，一層井點為36m，當

13、地下水位較高，而當地下水位較高，而基坑較深基坑較深時，用輕型井點降水，則需時，用輕型井點降水，則需要要兩層甚至多層井點兩層甚至多層井點進行降水。這樣，設備數量多，基坑進行降水。這樣，設備數量多，基坑挖土量大。如果改用挖土量大。如果改用“噴射井點噴射井點”進行降水，其降水深度進行降水，其降水深度可達可達820m。所以，進行深層降水宜用噴射井點的方法。所以，進行深層降水宜用噴射井點的方法。 當降水深度更大，在管井內用一般的水泵滿足不了要當降水深度更大，在管井內用一般的水泵滿足不了要去時，可改用特制的深井泵，此方法即去時，可改用特制的深井泵，此方法即“深井泵降水法深井泵降水法”。適用于土的滲透系數適

14、用于土的滲透系數K=1080m/d、降水深度大于、降水深度大于15m的情況。的情況。 為了減少井點降水對四鄰的影響和危害，為了減少井點降水對四鄰的影響和危害，主要采取以主要采取以下幾項措施：下幾項措施：采用密封形式的擋土墻或采取其他的密封措施；采用密封形式的擋土墻或采取其他的密封措施；適當調整井點管的埋置深度；適當調整井點管的埋置深度；采用井點降水與回灌相結合的技術；采用井點降水與回灌相結合的技術；采用注漿固土技術防止水土流失。采用注漿固土技術防止水土流失。什么是注漿？什么是注漿？ 注漿注漿(grouting method) 是用適當的方法將某些能是用適當的方法將某些能固化的漿液注入巖土地基的

15、裂縫或孔隙中，通過置換、充固化的漿液注入巖土地基的裂縫或孔隙中，通過置換、充填、擠壓等方式以改善其物理力學性質的方法。填、擠壓等方式以改善其物理力學性質的方法。目的：目的：1.防滲防滲 2.堵水堵水 3.固結固結 4.防止滑坡防止滑坡 5.降低地表下沉降低地表下沉 6.提提高地基承載力高地基承載力 7.回填回填 8.加固加固二、基坑土方開挖二、基坑土方開挖 高層建筑的基坑，由于有地下室，一般深度較大，開高層建筑的基坑，由于有地下室，一般深度較大，開挖時，除用推土機進行場地平整和開挖表層外，多利用反挖時，除用推土機進行場地平整和開挖表層外，多利用反鏟挖土機和抓斗、拉鏟挖土機進行開挖，根據開挖深度

16、，鏟挖土機和抓斗、拉鏟挖土機進行開挖，根據開挖深度，可分一層、二層或多層進行開挖，要與支護結構計算的工可分一層、二層或多層進行開挖，要與支護結構計算的工況相吻合。況相吻合。 常見的開挖方式有分層全開挖、分層分區開挖、中心常見的開挖方式有分層全開挖、分層分區開挖、中心島法開挖、土壕溝式開挖。島法開挖、土壕溝式開挖。反鏟挖土機反鏟挖土機抓斗抓斗拉鏟挖土機拉鏟挖土機拉鏟挖土機拉鏟挖土機 在制定基坑開挖施工組織設計前，應認真研究工程場在制定基坑開挖施工組織設計前，應認真研究工程場地的工程地質和水文地質條件、氣象資料、場地內和鄰近地的工程地質和水文地質條件、氣象資料、場地內和鄰近地區地下管線圖和有關資料

17、以及鄰近建筑物、構筑物的結地區地下管線圖和有關資料以及鄰近建筑物、構筑物的結構、基礎情況等。構、基礎情況等。 深基坑開挖工程的施工組織設計的內容一般包括如下深基坑開挖工程的施工組織設計的內容一般包括如下幾個方面：幾個方面：1、開挖機械的選擇、開挖機械的選擇 除很小的基坑外，一般基坑開挖均優先采用機械開挖除很小的基坑外，一般基坑開挖均優先采用機械開挖方案。方案。 挖土機械選擇應考慮到地基土的性質、工程量的大小、挖土機械選擇應考慮到地基土的性質、工程量的大小、挖土機和運輸設備的行駛條件等。挖土機和運輸設備的行駛條件等。2、開挖程序的確定、開挖程序的確定 較淺基坑可以一次開挖到底，較淺基坑可以一次開

18、挖到底，較深大一點的基坑則一較深大一點的基坑則一般采用分層開挖方案般采用分層開挖方案，每次開挖深度可結合支撐位置來確，每次開挖深度可結合支撐位置來確定，挖土進度應根據預估位移速率及氣候情況來確定，并定，挖土進度應根據預估位移速率及氣候情況來確定，并在實際開挖后進行調整。在實際開挖后進行調整。 為保持基坑底土體的原裝結構，應根據土體情況和挖為保持基坑底土體的原裝結構，應根據土體情況和挖土機械類型，土機械類型，在坑底以上保留在坑底以上保留530cm土層由人工挖除土層由人工挖除。進行兩層或多層開挖時，挖土機和運土汽車需下至基坑內進行兩層或多層開挖時，挖土機和運土汽車需下至基坑內施工，故在適當部位需留

19、設坡道，以便運土汽車上下，坡施工，故在適當部位需留設坡道，以便運土汽車上下，坡道兩側有時需加固處理。道兩側有時需加固處理。3、施工現場平面布置、施工現場平面布置4、降、排水措施及冬期、雨期、汛期施工措施的擬定、降、排水措施及冬期、雨期、汛期施工措施的擬定 當地下水位較高且土體的滲透系數較大時應進行井點當地下水位較高且土體的滲透系數較大時應進行井點降水。降水。5、合理施工監測計劃的擬定、合理施工監測計劃的擬定 施工監測計劃是基坑開挖施工組織計劃的重要組成部施工監測計劃是基坑開挖施工組織計劃的重要組成部分，從工程實踐來看，凡是在基坑過程中進行詳細監測的分，從工程實踐來看，凡是在基坑過程中進行詳細監

20、測的工程，其失事率遠小于未進行監測的基坑工程。工程，其失事率遠小于未進行監測的基坑工程。6、合理應急措施的擬定、合理應急措施的擬定 為預防在基坑開挖過程中出現意外，應事先對工程進為預防在基坑開挖過程中出現意外，應事先對工程進展情況預估，并制定可行的應急措施，做到防患于未然。展情況預估，并制定可行的應急措施，做到防患于未然。7、基坑土方開挖施工應重視的幾個問題、基坑土方開挖施工應重視的幾個問題 深基坑工程有著與其他工程不同的特點，它是一項系深基坑工程有著與其他工程不同的特點，它是一項系統工程，而基坑土方開挖施工是這一系統中的一個重要環統工程，而基坑土方開挖施工是這一系統中的一個重要環節，它對工程

21、的成敗起著相當大的作用，因此，在施工中節，它對工程的成敗起著相當大的作用，因此，在施工中必須非常重視以下幾個方面：必須非常重視以下幾個方面：（1）做好施工管理工作，在施工前制定好施工組織計劃，）做好施工管理工作，在施工前制定好施工組織計劃，并在施工期間根據工程進展及時作必要調整；并在施工期間根據工程進展及時作必要調整；（2）對基坑開挖的環境效應做出事先評估，開挖前對周）對基坑開挖的環境效應做出事先評估，開挖前對周圍環境做深入的了解，并與相關單位協調好關系，確定施圍環境做深入的了解，并與相關單位協調好關系，確定施工期間的重點保護對象，制定周密的監測計劃，實行信息工期間的重點保護對象，制定周密的監

22、測計劃，實行信息化施工；化施工；（3）當采用擠土和半擠土樁時應重視其擠土效應對環境）當采用擠土和半擠土樁時應重視其擠土效應對環境的影響；的影響；（4）重視支護結構的施工質量，包括支護樁（墻）、擋）重視支護結構的施工質量，包括支護樁（墻）、擋水帷幕、支撐以及坑底加固處理等；水帷幕、支撐以及坑底加固處理等；（5）重視坑內及地面的排水措施，以確保開挖后土體不）重視坑內及地面的排水措施，以確保開挖后土體不受雨水沖涮，并減少雨水滲入；在開挖期間若發現基坑外受雨水沖涮，并減少雨水滲入；在開挖期間若發現基坑外圍土體出現裂縫，應及時用水泥砂漿灌堵，以防雨水滲入，圍土體出現裂縫，應及時用水泥砂漿灌堵，以防雨水滲

23、入，導致土體強度降低；導致土體強度降低；（6）當支護體系采用鋼筋混凝土或水泥土時，基坑土方）當支護體系采用鋼筋混凝土或水泥土時，基坑土方開挖應注意其養護齡期，以保證其達到設計強度；開挖應注意其養護齡期，以保證其達到設計強度；（7）挖出的土方以及鋼筋、水泥等建筑材料和大型施工）挖出的土方以及鋼筋、水泥等建筑材料和大型施工機械不宜堆放在坑邊，應盡量減少坑邊的地面堆載；機械不宜堆放在坑邊，應盡量減少坑邊的地面堆載；（8）當采用機械開挖時，嚴禁野蠻施工和超挖，挖土機）當采用機械開挖時，嚴禁野蠻施工和超挖，挖土機的挖斗嚴禁碰撞支撐，注意組織好挖土機械及運輸車輛的的挖斗嚴禁碰撞支撐，注意組織好挖土機械及運

24、輸車輛的工作場地和行走路線，盡量減少它們對支護結構的影響；工作場地和行走路線，盡量減少它們對支護結構的影響；（9）基坑開挖前應了解工程的薄弱環節，嚴格按施工組）基坑開挖前應了解工程的薄弱環節，嚴格按施工組織規定的挖土程序、挖土速度進行挖土，并備好應急措施，織規定的挖土程序、挖土速度進行挖土，并備好應急措施，做到防患于未然；做到防患于未然；（10）注意各部門的密切協作，尤其是要注意保護好檢測）注意各部門的密切協作，尤其是要注意保護好檢測單位設置的測點，為監測單位提供方便。單位設置的測點，為監測單位提供方便。第二節第二節 深基坑擋土的支護結構深基坑擋土的支護結構一、支護結構的選型一、支護結構的選型

25、 從基坑支護機理來講，基坑支護方法的發展最早有放從基坑支護機理來講，基坑支護方法的發展最早有放坡開挖，然后有懸臂支護、支撐支護、組合型支護等。最坡開挖，然后有懸臂支護、支撐支護、組合型支護等。最早用木樁，現在常用鋼筋混凝土樁、地下連續墻、鋼板樁早用木樁，現在常用鋼筋混凝土樁、地下連續墻、鋼板樁以及通過地基處理方法采用水泥擋墻、土釘墻等。以及通過地基處理方法采用水泥擋墻、土釘墻等。 鋼筋混凝土樁設置方法有鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、鋼筋混凝土樁設置方法有鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沉管灌注樁和預制樁等。沉管灌注樁和預制樁等。基坑擋土、支撐、開挖組合分類基坑擋土、支撐、開挖組合分類:（1）板樁式擋土結構（

26、懸臂）板樁式擋土結構（懸臂）+分層全開挖（只適用于分層全開挖（只適用于淺基坑）淺基坑）（2）板樁式擋土結構）板樁式擋土結構+內支撐、土錨、拉錨內支撐、土錨、拉錨+分層全開挖分層全開挖（3）板樁式擋土結構）板樁式擋土結構+支撐（水平撐、換撐、斜撐）支撐（水平撐、換撐、斜撐）+島島區式開挖區式開挖（4）板樁式擋土結構）板樁式擋土結構+內支撐內支撐+壕溝式開挖壕溝式開挖（5）板樁式擋土結構（連續墻）板樁式擋土結構（連續墻）+逆作法開挖逆作法開挖（6）重力式擋土結構（自立式）重力式擋土結構（自立式）+分層全開挖分層全開挖（7）剛性重力式（自立式）擋土結構和柔性板樁式的擋）剛性重力式（自立式）擋土結構和

27、柔性板樁式的擋土結構組合，各種內支撐和土錨、拉錨組合。土結構組合，各種內支撐和土錨、拉錨組合。板樁式擋土結構板樁式擋土結構重力式擋土結構重力式擋土結構 懸臂式支護結構常采用鋼筋混凝土排樁墻、木板樁、懸臂式支護結構常采用鋼筋混凝土排樁墻、木板樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續墻等形式。鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續墻等形式。 鋼筋混凝土樁常采用鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、鋼筋混凝土樁常采用鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、沉管灌注樁及預制樁。沉管灌注樁及預制樁。 懸臂式支護結構依靠足夠的入土深度和支護墻體的抗懸臂式支護結構依靠足夠的入土深度和支護墻體的抗彎能力來維護整體穩定和結構的安全，它對開挖深

28、度很敏彎能力來維護整體穩定和結構的安全，它對開挖深度很敏感，容易產生較大的變形，而對周圍環境產生不利影響，感，容易產生較大的變形，而對周圍環境產生不利影響，因而適用于土質較好、開挖深度較淺的基坑工程。因而適用于土質較好、開挖深度較淺的基坑工程。懸臂式支護結構懸臂式支護結構懸臂式支護結構懸臂式支護結構鉆孔灌注樁：鉆孔灌注樁： 灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同依照成孔方法不

29、同，灌注樁，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鉆孔灌注樁示意圖鉆孔灌注樁示意圖 水泥土與其包圍的天然土形成重力式擋墻支擋周圍土水泥土與其包圍的天然土形成重力式擋墻支擋周圍土體，保證基坑邊坡穩定。體，保證基坑邊坡穩定。 水泥攪拌樁重力式支護結構常應用于軟黏土地區開挖水泥攪拌樁重力式支護結構常應用于軟黏土地區開挖深度約為深度約為6m左右的基坑工程。左右的基坑工程。 由于水泥土抗拉強度低，因此適用于較淺的基坑工程，由于水泥土抗拉強度低，因此適

30、用于較淺的基坑工程，其變形也較大。其變形也較大。優點優點是挖土方便成本低。是挖土方便成本低。 水泥土攪拌樁（或稱深層攪拌樁）支護結構是近年來水泥土攪拌樁（或稱深層攪拌樁）支護結構是近年來發展起來的一種重力式支護結構。它是通過攪拌樁機將水發展起來的一種重力式支護結構。它是通過攪拌樁機將水泥與土進行攪拌，形成柱狀水泥土墻，泥與土進行攪拌，形成柱狀水泥土墻，它既具有擋土作用，它既具有擋土作用，又兼具有隔水作用又兼具有隔水作用。它適用于。它適用于4至至6m深的基坑，最深可達深的基坑，最深可達7至至8m。 攪拌樁成樁工藝可采用攪拌樁成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌一次噴漿、二次攪拌”或或“二次噴漿，三

31、次攪拌二次噴漿，三次攪拌”工藝，主要依據水泥滲入比及土工藝，主要依據水泥滲入比及土質情況而定。水泥滲量較小，土質疏松時，可用前者；反質情況而定。水泥滲量較小，土質疏松時，可用前者；反之，可用后者。之，可用后者。 “一次噴漿、二次攪拌一次噴漿、二次攪拌”施工工藝流程如圖，當采用施工工藝流程如圖，當采用“二次噴漿，三次攪拌二次噴漿，三次攪拌”工藝時可在圖示步驟（工藝時可在圖示步驟（e）作業）作業時也進行注漿，以后可重復一次（時也進行注漿，以后可重復一次（d）與（）與（e）的過程。）的過程。水泥攪拌樁重力式支護結構水泥攪拌樁重力式支護結構水泥攪拌樁重力式支護結水泥攪拌樁重力式支護結構構 內支撐式支護

32、結構由支護墻體和內支撐體系兩部分組內支撐式支護結構由支護墻體和內支撐體系兩部分組成。成。支護墻體可采用鋼筋混凝土排樁墻、地下連續墻或鋼支護墻體可采用鋼筋混凝土排樁墻、地下連續墻或鋼板樁等形式。板樁等形式。 內支撐體系可采用水平支撐和斜支撐。內支撐體系可采用水平支撐和斜支撐。樁加內支撐的組合結構樁加內支撐的組合結構內支撐加預應力錨索組合結構內支撐加預應力錨索組合結構 內支撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管（型鋼）支撐兩內支撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管（型鋼）支撐兩種。種。 鋼筋混凝土支撐體系的鋼筋混凝土支撐體系的優點優點：剛度大、變形小、布置：剛度大、變形小、布置靈活，而鋼支撐的靈活，而鋼支撐的優點優

33、點是可重復使用，施工速度快，且可是可重復使用，施工速度快，且可施加預壓力。施加預壓力。 內支撐式支護結構適用范圍廣，可適用于各種基坑和內支撐式支護結構適用范圍廣，可適用于各種基坑和基坑深度。基坑深度。剛度？剛度？ 剛度是指材料在受力時抵抗彈性變形的能力。是材料剛度是指材料在受力時抵抗彈性變形的能力。是材料彈性變形難易程度的一個象征。材料的剛度通常用彈性模彈性變形難易程度的一個象征。材料的剛度通常用彈性模量量E來衡量來衡量 。在彈性范圍內，剛度是零件荷載與位移成正。在彈性范圍內，剛度是零件荷載與位移成正比的比例系數，即引起單位位移所需的力。比的比例系數，即引起單位位移所需的力。結構內支撐體系結構

34、內支撐體系 拉錨式支護結構由支護墻體和錨固體系兩部分組成。拉錨式支護結構由支護墻體和錨固體系兩部分組成。支護墻體同內支撐式支護結構。錨固體系可分為土層錨桿支護墻體同內支撐式支護結構。錨固體系可分為土層錨桿和拉錨式兩種。隨著基坑深度的不同，土層錨桿可分為單和拉錨式兩種。隨著基坑深度的不同，土層錨桿可分為單層錨桿、雙層錨桿和多層錨桿。層錨桿、雙層錨桿和多層錨桿。 拉錨式需要有足夠的場地設置錨樁或其他錨固物。土拉錨式需要有足夠的場地設置錨樁或其他錨固物。土層錨桿式需要地基土能提供較大的錨固力，較適用于砂土層錨桿式需要地基土能提供較大的錨固力，較適用于砂土地基或黏土地基。由于黏土地基不能提供錨桿較大的

35、錨固地基或黏土地基。由于黏土地基不能提供錨桿較大的錨固力，所以很少使用。力，所以很少使用。 土釘一般通過鉆孔、插筋和注漿來設置，傳統上稱砂土釘一般通過鉆孔、插筋和注漿來設置，傳統上稱砂漿錨桿。也有采用打入或射入方式設置土釘。漿錨桿。也有采用打入或射入方式設置土釘。 施工時邊開挖基坑，邊在土坡中設置土釘，在坡面上施工時邊開挖基坑，邊在土坡中設置土釘，在坡面上鋪設鋼筋網，并通過噴射混凝土形成混凝土面板，形成土鋪設鋼筋網，并通過噴射混凝土形成混凝土面板，形成土釘墻支護結構。釘墻支護結構。 土釘墻支護結構的機理可理解為通過在基坑邊坡中設土釘墻支護結構的機理可理解為通過在基坑邊坡中設置土釘，形成似加筋土

36、重力式擋墻起到擋土作用。置土釘，形成似加筋土重力式擋墻起到擋土作用。土釘土釘鋼筋網片鋼筋網片鋼筋網片鋼筋網片其他形式的支護結構：其他形式的支護結構：（1）門架式支護結構）門架式支護結構 支護深度比懸臂式支護深度比懸臂式支護結構深，適用于基支護結構深，適用于基坑開挖深度超過懸臂式坑開挖深度超過懸臂式支護結構的基坑工程。支護結構的基坑工程。（2）拱式組合型支護結構）拱式組合型支護結構 水泥抗拉強度小，抗壓強度大，形成水泥拱可有效水泥抗拉強度小，抗壓強度大，形成水泥拱可有效利用材料性能，使材料得到充分發揮。利用材料性能，使材料得到充分發揮。 拱腳采用鋼筋混凝土樁，承受水泥土傳來的土壓力，拱腳采用鋼筋

37、混凝土樁，承受水泥土傳來的土壓力，通過內支撐平衡土壓力。合理地采用拱式組合型支護結構通過內支撐平衡土壓力。合理地采用拱式組合型支護結構可取得較好的經濟效益。可取得較好的經濟效益。在隧道中的應用在隧道中的應用（3）噴錨網支護結構）噴錨網支護結構 噴錨網支護結構是由錨桿（錨索），鋼筋網噴射混凝噴錨網支護結構是由錨桿（錨索），鋼筋網噴射混凝土面層與邊坡土體組成。其結構形式與土釘墻支護結構類土面層與邊坡土體組成。其結構形式與土釘墻支護結構類似，其受理機理同土層錨桿，常用與土坡穩定加固，也有似，其受理機理同土層錨桿，常用與土坡穩定加固，也有人將它歸屬于放坡開挖。人將它歸屬于放坡開挖。 分析計算主要考慮土

38、坡穩定，分析計算主要考慮土坡穩定，不適用于含淤泥土和流不適用于含淤泥土和流沙的土層。沙的土層。（4）加筋水泥土擋墻支護結構）加筋水泥土擋墻支護結構 由于水泥土的抗拉強度低，水泥重力式擋墻支護深度由于水泥土的抗拉強度低，水泥重力式擋墻支護深度小，為了克服這一個缺點，在水泥土中插入型鋼，形成加小，為了克服這一個缺點，在水泥土中插入型鋼，形成加筋水泥土擋墻支護結構。筋水泥土擋墻支護結構。 在重力式支護結構中，為了提高深層攪拌樁水泥土墻在重力式支護結構中，為了提高深層攪拌樁水泥土墻的抗拉強度，人們常在水泥土擋墻中插入毛竹或鋼筋。的抗拉強度，人們常在水泥土擋墻中插入毛竹或鋼筋。（5）沉井支護結構）沉井支

39、護結構 采用沉井支護結構形成支護體系。采用沉井支護結構形成支護體系。沉井支護？沉井支護？ 沉井基礎是以沉井法施工的地下結構物和深基礎的一種沉井基礎是以沉井法施工的地下結構物和深基礎的一種型式。是先在地表制作成一個井筒狀的結構物（沉井），型式。是先在地表制作成一個井筒狀的結構物（沉井），然后在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土，使沉井在自重然后在井壁的圍護下通過從井內不斷挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，達到預定設計標高后，再進行封底，構作用下逐漸下沉，達到預定設計標高后，再進行封底，構筑內部結構。筑內部結構。優點：優點： 技術上比較穩妥可靠，挖土量少，對鄰近建筑物的影技術上比較穩妥可靠，挖土量少，

40、對鄰近建筑物的影響比較小，沉井基礎埋置較深，穩定性好，能支承較大的響比較小，沉井基礎埋置較深，穩定性好，能支承較大的荷載。荷載。（6）凍結法支護）凍結法支護 通過凍結基坑四周土體，利用凍結土抗剪強度高，擋通過凍結基坑四周土體，利用凍結土抗剪強度高，擋水性能好的特性，保持基坑邊坡穩定。水性能好的特性，保持基坑邊坡穩定。凍結法對地基土使凍結法對地基土使用范圍廣用范圍廣，但應考慮其凍融過程周圍的影響，電源不能中，但應考慮其凍融過程周圍的影響，電源不能中斷，以及工程費用等問題。斷，以及工程費用等問題。 另外，通過對基坑支護體系被動區土質改良、降低地另外，通過對基坑支護體系被動區土質改良、降低地下水位等

41、措施可有效改善支護結構的受力狀況。下水位等措施可有效改善支護結構的受力狀況。 凍結法的定義：凍結法的定義：用人工制冷的方法，將待開挖地下空用人工制冷的方法，將待開挖地下空間周圍的土體中的水凍結為冰并與土體膠結在一起，形成間周圍的土體中的水凍結為冰并與土體膠結在一起，形成一個按照設計輪廓的凍土墻或密閉的凍土體，用以抵抗土一個按照設計輪廓的凍土墻或密閉的凍土體，用以抵抗土壓力，隔絕地下水，并在凍土墻的保護下，進行地下工程壓力，隔絕地下水，并在凍土墻的保護下，進行地下工程施工的一種巖土特殊施工方法。施工的一種巖土特殊施工方法。 凍結技術是利用人工制冷技術，凍結技術是利用人工制冷技術， 使地層中的水結

42、冰，使地層中的水結冰， 把天然巖土變成凍土，增加其強度和穩定性，隔絕地下水把天然巖土變成凍土，增加其強度和穩定性，隔絕地下水與地下工程的聯系，以便在凍結壁的保護下進行地下工程與地下工程的聯系，以便在凍結壁的保護下進行地下工程掘砌施工的特殊施工技術。掘砌施工的特殊施工技術。 其實質其實質是利用人工制冷臨時改變巖土性質以固結地層。是利用人工制冷臨時改變巖土性質以固結地層。凍結壁凍結壁是一種臨時支護結構，是一種臨時支護結構， 永久支護形成后，永久支護形成后， 停止凍停止凍結，結， 凍結壁融化。凍結壁融化。二、支護結構的計算分析二、支護結構的計算分析1、支護結構設計方案考慮的因素、支護結構設計方案考慮

43、的因素（1）基坑的幾何尺寸：基坑場地的形狀、深度和寬度等。）基坑的幾何尺寸：基坑場地的形狀、深度和寬度等。（2）基坑支護結構所受的荷載）基坑支護結構所受的荷載側向土壓力荷載；垂直地面荷載；施工動荷載；側向土壓力荷載；垂直地面荷載；施工動荷載；工期長的大型工程還要考慮地震荷載。工期長的大型工程還要考慮地震荷載。（3）基坑場地的工程地質和水文地質情況）基坑場地的工程地質和水文地質情況勘測資料報告；勘探數據測試方法；地下水情況及勘測資料報告；勘探數據測試方法；地下水情況及分布，地表水位、承壓水層、承壓氣體。分布，地表水位、承壓水層、承壓氣體。 （4）環境條件）環境條件基坑施工所在地及周圍的地區性質；

44、基坑施工所在地及周圍的地區性質；基坑周圍建筑物狀況；基坑周圍建筑物狀況；基坑周圍公用設施分布及地下構筑物管線狀況；基坑周圍公用設施分布及地下構筑物管線狀況；基坑周圍交通狀況及水域（河流）狀況；基坑周圍交通狀況及水域（河流）狀況；基坑所處地區環境特殊情況對基坑施工的特殊要求。基坑所處地區環境特殊情況對基坑施工的特殊要求。（5）基坑施工其建筑物的基礎結構及上部結構情況要求。）基坑施工其建筑物的基礎結構及上部結構情況要求。（6）基坑開挖及排水方法。）基坑開挖及排水方法。（7）對基坑支護結構施工（噪聲、振動、地面污染）的）對基坑支護結構施工（噪聲、振動、地面污染）的要求。要求。（8）基坑場地周圍已有基

45、坑支護結構形式或類似基坑支）基坑場地周圍已有基坑支護結構形式或類似基坑支護結構的形式在施工中的成功、失敗原因、教訓。護結構的形式在施工中的成功、失敗原因、教訓。（9）現已應用的各種支護技術的特點及適用范圍。）現已應用的各種支護技術的特點及適用范圍。2、非重力式支護結構計算分析、非重力式支護結構計算分析 支護結構承受的荷載，一般包括土壓力、水壓力和墻支護結構承受的荷載，一般包括土壓力、水壓力和墻后地面荷載引起的附加荷載。后地面荷載引起的附加荷載。（1）土壓力）土壓力庫倫土壓力基本原理：庫倫土壓力基本原理： 庫倫于庫倫于1776年根據研究擋土墻墻后滑動土楔體的靜年根據研究擋土墻墻后滑動土楔體的靜力

46、平衡條件，提出了計算土壓力的理論。他力平衡條件，提出了計算土壓力的理論。他假定擋土墻是假定擋土墻是剛性的剛性的，墻后填土是無粘性土。當墻背移離或移向填土，墻后填土是無粘性土。當墻背移離或移向填土，墻后土體達到極限平衡狀態時，填后填土是以一個三角形墻后土體達到極限平衡狀態時，填后填土是以一個三角形滑動土楔體的形式，沿墻背和填土土體中某一滑裂平面通滑動土楔體的形式，沿墻背和填土土體中某一滑裂平面通過墻踵同時向下發生滑動。根據三角形土楔的力系平衡條過墻踵同時向下發生滑動。根據三角形土楔的力系平衡條件，求出擋土墻對滑動土楔的支承反力，從而解出擋土墻件，求出擋土墻對滑動土楔的支承反力，從而解出擋土墻墻背

47、所受的總土壓力。墻背所受的總土壓力。朗肯土壓力理論：朗肯土壓力理論： 為了滿足土體的極限平衡條件，朗肯在其基本理論推為了滿足土體的極限平衡條件，朗肯在其基本理論推導中，作了如下假定：墻是剛性的，墻背鉛直；墻后導中，作了如下假定：墻是剛性的，墻背鉛直；墻后填土表面水平；墻背光滑，墻背與填土之間沒有摩擦力。填土表面水平；墻背光滑，墻背與填土之間沒有摩擦力。因此，墻背后土體中的應力狀態可視為一個半無限體，而因此，墻背后土體中的應力狀態可視為一個半無限體，而墻背可假想為半無限體內部的一個鉛直平面。墻背可假想為半無限體內部的一個鉛直平面。不同及使用范圍：不同及使用范圍： 朗肯土壓力理論是根據半空間的應力

48、狀態和土單元體朗肯土壓力理論是根據半空間的應力狀態和土單元體的極限平衡條件而得出的土壓力古典理論之一。而庫倫土的極限平衡條件而得出的土壓力古典理論之一。而庫倫土壓力理論是以整個滑動土體上力系的平衡條件來求解主動壓力理論是以整個滑動土體上力系的平衡條件來求解主動土壓力，被動土壓力計算的理論公式。土壓力，被動土壓力計算的理論公式。 朗肯土壓力的朗肯土壓力的使用范圍使用范圍：假設墻背光滑，直立，填土：假設墻背光滑，直立，填土面水平。面水平。 庫倫土壓力的庫倫土壓力的使用范圍使用范圍：墻后填土是理想的散粒體，：墻后填土是理想的散粒體，滑動破壞面為一平面，滑動土楔體視為滑動破壞面為一平面，滑動土楔體視為

49、剛體剛體。剛體的定義：剛體的定義： 在任何力的作用下，體積和形狀都不發生改變的物體在任何力的作用下，體積和形狀都不發生改變的物體叫做剛體。在物理學內，理想的剛體是一個固體的，尺寸叫做剛體。在物理學內，理想的剛體是一個固體的，尺寸值有限的，形變情況可以被忽略的物體。值有限的，形變情況可以被忽略的物體。 不論有否受力，在剛體內任意兩點的距離都不會改變。不論有否受力，在剛體內任意兩點的距離都不會改變。在運動中，剛體上任意兩條平行直線在各個時刻的位置都在運動中，剛體上任意兩條平行直線在各個時刻的位置都保持平行。保持平行。（2）水壓力）水壓力 作用于支護結構上的水壓力，一般按作用于支護結構上的水壓力，一

50、般按靜水壓力靜水壓力考慮，考慮，水的重力密度為水的重力密度為10KN/m3，有，有三角形分布和梯形分布三角形分布和梯形分布兩兩種。種。靜水壓力：靜水壓力： 靜水壓力靜水壓力由均質流體作用于一個物體上的壓力。這是由均質流體作用于一個物體上的壓力。這是一種全方位的力，并均勻地施向物體表面的各個部位。靜一種全方位的力，并均勻地施向物體表面的各個部位。靜水壓力增大，會使受力物體的體積縮小，但不會改變其形水壓力增大，會使受力物體的體積縮小，但不會改變其形狀。狀。 至于水壓力與土壓力是分算還是合算，目前有兩種情至于水壓力與土壓力是分算還是合算，目前有兩種情況均有采用。況均有采用。在黏性土中水主要是結晶水和結合水，合算。在黏性土中水主要是結晶水和結合水，合算。在砂性土中土顆粒之間的空隙