基坑工程方案比選

1、基坑工程方案比選一、概述隨著經(jīng)濟的進展，城市化步伐的加快，結合城市建設和改造開發(fā)大型地下空間已成為一種必定，如上海市地下空間開發(fā)面積達1030萬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(xiàn)“大、深、緊、近”等特點，近年來建筑基坑工程呈現(xiàn)新的特點，各種新型的圍護型式、施工工藝不斷涌現(xiàn)。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放開開挖制造條件。正是由于這個基本作用，打算了基坑工程的特點：（1）、平安儲備小、風險大。一般狀況下，基坑工程作為臨時性措施，基坑圍護體系在設計計算時有些荷載

2、，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，平安儲備要求可小一些。因此，基坑工程具有較大的風險性，必需要有合理的應對措施；（2）、制約因素多?；庸こ膛c自然條件的關系較為親密，設計施工中必需全面考慮氣象、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件及其在施工中的變化，充分了解工程所處的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、四周環(huán)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(huán)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）、計算理論不完善?；庸こ套鳛榈叵鹿こ?，所處的地質(zhì)條件簡單，影響因素眾多

3、，人們對巖土力學性質(zhì)的了解還不深化，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，還是一門進展中的學科；（4）、綜合性學問閱歷要求高。基坑工程的設計和施工不僅需要巖土工程方面的學問，也需要結構工程方面的學問。同時，基坑工程中設計和施工是密不行分的，設計計算的工況必需和施工實際的工況全都才能確保設計的牢靠性。2、設計條件：2.1、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)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(zhì)勘察報告，了解土層分布狀況及其物理、力學性質(zhì)、水文地質(zhì)狀況等，以便選擇合適的支護結構體系和進行設計計算。工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件是進行基坑支護結構設計、坑內(nèi)地基加固設計、降水設計、土方

4、開挖等的依據(jù)?；庸こ痰膸r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依據(jù)主體工程和基坑工程的設計與施工要求統(tǒng)一制定。在進行基坑工程的巖土勘察前，托付方應供應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、以及可能接受的支護方式、施工工藝要求等。2.2、周邊環(huán)境條件環(huán)境愛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(qū)域尤其突出。由于對四周建（構）筑物及設施狀況不了解，就盲目開挖造成損失的實例很多，且有些后果格外嚴峻。因此基坑工程在支護設計前應開展環(huán)境調(diào)查工作，了解影響區(qū)內(nèi)道路、管線、建（構）筑物的具體資料，從而為設計和施

5、工接受針對性的愛護措施供應依據(jù)。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行少的依據(jù)?；庸こ炭傮w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?；蝇F(xiàn)場的施工條件也是支護結構設計的重要依據(jù)，主要應考慮工程所在地的施工閱歷與施工力量、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?shù)卣畬κ┕さ挠嘘P管理規(guī)定、場地內(nèi)部對土方、材料運輸以及材料堆放等方面的要求等。2.4、設計規(guī)范與標準我國的巖土工程技術標準種類繁多，關系比較簡單，其中與基坑工程有關的規(guī)范、規(guī)程，即有國家標準如：建筑邊坡工程技術規(guī)范（GB5

6、0330）、建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007）、錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（GB50086）等；行業(yè)性的標準如：建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120）、建筑基坑工程技術規(guī)范（YB9258）；專業(yè)協(xié)會制定的標準如基坑土釘支護技術規(guī)程（CECS96）、巖土錨桿（索）技術規(guī)程（CESC 22）；各個省市地區(qū)制定的地方性標準如：上海市標準 基坑工程設計規(guī)程（DBJ08-61）、天津市標準巖土工程技術規(guī)范（ DB29-20）、廣東省標準建筑基坑支護工程技術規(guī)程（DBJ/T15-20）、浙江省標準 建筑基坑工程技術規(guī)程（DB33/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

7、類基本形式，它們具有各自鮮亮的特點。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(qū)域組合使用，從而在特定條件下滿足工程的技術經(jīng)濟性要求。方案分類如圖 1所示：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(nèi)支撐系統(tǒng)（或錨桿系統(tǒng)）以及支撐的豎向支承系統(tǒng)組成。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(tǒng)），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，并按肯定的挨次拆除水平支撐系統(tǒng)，進而完成地下結構施工的過程。當不設支護結構而直接接受放坡開挖時，則是先直接放坡開挖至坑底，然后自下而上

8、依次施工地下結構。順作法是基坑工程的傳統(tǒng)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(tǒng)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(lián)性較低，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。由于基坑放開式施工，因此工藝簡便、造價經(jīng)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。放坡開挖示意圖如圖 2圖 2 放坡開挖示意圖1.2

9、、直立式圍護體系（1）水泥土重力式圍護和土釘支護接受水泥土重力式圍護和土釘支護的直立式圍護體系經(jīng)濟性較好，由于基坑內(nèi)部開敞，土方開挖和地下結構的施工均比較便捷。但獨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。此外設計時應充分爭辯工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件的適用性。由于圍護體施工質(zhì)量難以進行直觀的監(jiān)督，易引起施工質(zhì)量不佳問題，從而導致環(huán)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圖 3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需放開式開挖、但對圍護體占地寬度有肯定限制的基坑工程。其接受具有肯定剛度的板式支護

10、體，如鉆孔灌注樁或地下連續(xù)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(fā)揮，經(jīng)濟性不好，適用范圍很小。雙排樁、格形地下連續(xù)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、且對圍護變形有肯定把握要求的基坑工程。雙排樁圍護的剖面示意圖、格型地下連續(xù)墻支護的平面示意圖如圖 4。圖 4 雙排樁支護剖面示意圖（左）、格形地下連續(xù)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(nèi)支撐（或錨桿）組成，圍護墻的種類較多，包括地下連續(xù)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(nèi)支撐可接受鋼支撐或鋼筋混凝土支撐。1

11、）圍護墻結合內(nèi)支撐系統(tǒng)在基坑周邊環(huán)境條件簡單、變形把握要求高的軟土地區(qū)，圍護墻結合內(nèi)支撐系統(tǒng)是常用與成熟的支護型式。當基坑面積不大時，其技術經(jīng)濟性較好。但當基坑面積達到肯定規(guī)模時，由于需設置和拆除大量的臨時支撐，因此經(jīng)濟性較差。此外，支撐體系拆除時圍護墻會發(fā)生二次變形，拆撐爆破以及拆撐后廢棄的混凝土碎塊都也會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。典型的基坑支護剖面如圖 5（左）所示圖 5 典型的圍護墻結合內(nèi)支撐系統(tǒng)示意圖（左）、圍護墻結合斜坡支撐示意圖（右）對于超大面積的基坑工程，接受如圖 5（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，此時可接受中心島式開挖方案，即先保留圍護墻處肯定寬

12、度的土體，以抵制坑外側(cè)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，然后將四周的土體挖除，施工四周部分的主體結構，最終拆除支撐。這種方案出土便捷，經(jīng)濟效果好，但基坑周邊的地下結構需要二期施工，工藝簡單。當基坑開挖深度較淺時，可接受如圖 5（右）所示的圍護墻結合斜坡?lián)涡问?，當基坑開挖深度較大時，可接受如圖 6（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(tǒng)（右）2）圍護墻結合錨桿系統(tǒng)圍護墻結合錨桿系統(tǒng)接受錨桿來支承作用在圍護墻上的側(cè)壓力，它適用于大面積的基坑工程?；臃砰_式開挖，為挖土和地

13、下結構施工供應了極大的便利，可縮短工期，經(jīng)濟效益良好。錨桿需依靠土體本身的強度來供應錨固力，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脆弱地層。當錨桿的施工質(zhì)量不好時，可能會產(chǎn)生較大的地表沉降。圍護墻結合錨桿系統(tǒng)的典型剖面如圖 6（右）所示。2、逆作法方案相對于順作法，逆作法則是每開挖肯定深度的土體后，即支設模板澆筑永久的結構梁板，用以代替常規(guī)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(guī)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

14、地上結構的施工，則稱為全逆作法，如圖 7（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，如圖 7（右）所示。由于逆作法的梁板重量較常規(guī)順作法的臨時支撐要大得多，因此必需考慮立柱和立柱樁的承載力量問題。尤其是接受全逆作法時，地上結構所能同時施工的最大層數(shù)應依據(jù)立柱和立柱樁的承載力確定。圖 7 全逆作法示意圖（左）、半逆作法示意圖（右）逆作法通常接受支護結構與主體結構相結合，依據(jù)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(nèi)水平梁板體系替代支撐接受逆作法施工、支護結構與主體結構全面相結合接受逆作法施工。逆作法的主要優(yōu)點如下：（1）樓板剛度高于常

15、規(guī)順作法的臨時支撐，基坑開挖的平安度得到提高，且一般而言基坑的變形較小，因而對基坑周邊環(huán)境的影響較小。（2）當接受全逆作法時，地上和地下結構同時施工，因此可縮短工程的總工期。（3）地面樓板先施工完成后，可以為施工供應作業(yè)空間，因此可以解決施工場地狹小的問題。（4）逆作法接受支護結構與主體結構相結合，因此可以節(jié)省常規(guī)順作法中大量臨時支撐的設置和拆除，經(jīng)濟性好，且有利于降低能耗、節(jié)省資源。但逆作法也存在如下不足：（1）技術簡單，垂直構件續(xù)接處理困難，接頭施工簡單。（2）對施工技術要求高，例如對一柱一樁的定位和垂直度把握要求高，立柱之間及立柱與連續(xù)墻之間的差異沉降把握要求高等。（3）接受逆作暗挖，作

16、業(yè)環(huán)境差，結構施工質(zhì)量易受影響。（4）逆作法設計與主體結構設計的關聯(lián)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(jīng)濟要求時，可以考慮選用逆作法方案：（1）大面積的深基坑工程，接受逆作法方案，節(jié)省臨時支撐體系費用。（2）基坑周邊環(huán)境條件簡單，且對變形敏感，接受逆作法有利于把握基坑的變形。（3）施工場地緊急，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，接受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簡單或具有特殊技術經(jīng)濟性要求的基坑工程，接受單純的順作法或逆作法都難以同時滿足經(jīng)濟、技術、工期及環(huán)境愛護等多方面的要求。在工程實踐中，有時為了

17、同時滿足多方面的要求，接受了順作法與逆作法結合的方案，通過充分發(fā)揮順作法與逆作法的優(yōu)勢，取長補短，從而實現(xiàn)工程的建設目標。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、施工場地狹小的狀況下，若地下室深基礎接受明挖順作支撐方案施工，不僅操作格外困難，耽擱了塔樓的施工進度，施工周期長，而且對周邊環(huán)境影響大，經(jīng)濟性也差。另一方面，主樓結構構件的重要性也打算了

18、其不適合接受逆作法。一般來說主樓為超高層建筑工期把握的主導因素，在施工場地緊急的狀況下，可先接受順作法施工主樓地下室，而裙樓臨時作為施工場地，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(yōu)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確定工期，縮短了總工期，并可削減前期投資額。（2）裙樓地下室逆作能夠有效地把握基坑的變形，可減小對周邊環(huán)境的影響；同時又由于省去了常規(guī)順作法中支設和拆除大量的臨時支撐，經(jīng)濟性較好。主樓先順作、裙

19、樓后逆作方案用于滿足如下條件的基坑工程：（1）地下室?guī)缀跤米憬ㄖt線，使得施工場地狹小，地下工程施工階段需要占用部分裙樓區(qū)域作為施工場地；（2）主樓為超高層建筑，是把握工期的主導因素，且業(yè)主對主樓工期要求較高； （3）裙樓地下室面積較大，開發(fā)商期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(huán)境簡單、環(huán)境愛護要求高。例：上海環(huán)球金融中心位于上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)東泰路和世紀大道路口，周邊環(huán)境條件簡單，環(huán)境愛護要求較高。主樓建筑地上101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22500m2，基坑開挖深度主樓區(qū)為17.8519.85m?？紤]到主樓為超

20、高層建筑，業(yè)主對主樓工期要求較高，同時期望在不影響主樓施工進度的狀況下，延緩部分投資，因此本工程接受了主樓先順作和裙樓后逆作的總體設計方案。主樓區(qū)域先接受直徑為100m的圓筒形地下連續(xù)墻并結合三道鋼筋混凝土環(huán)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(qū)主體結構施工至地面層時，再逆作施工裙樓區(qū)基坑。裙樓區(qū)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(xù)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(qū)如圖 8所示。圖 8 上海金融中心基坑的主樓和裙樓分區(qū)狀況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

21、超高層建筑，有時裙樓的工期要求格外高（例如裙樓作為商業(yè)建筑時往往期望能盡快投入商業(yè)運營）而塔樓工期要求相對較低，此時裙樓可先接受全逆作法地上地下同時施工，以節(jié)省工期，并在主樓區(qū)域設置大空間出土口（主樓由于其構件的重要性不適合接受逆作法），待裙樓地下結構施工完成后，再順作施工主樓區(qū)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(qū)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(qū)域在地下結構首層結構梁板施工完成后，有條件馬上向地上施工，可大大縮短裙樓上部結構的工期；（3）裙樓區(qū)域結構梁板代支撐，支撐剛度大，對基坑的變形把握有利；（4）在逆作階段主

22、樓區(qū)域的大空間出土口可以顯著地改善裙樓逆作區(qū)域地下作業(yè)的通風和采光條件；（5）由于主樓區(qū)域需要在裙樓區(qū)域逆作完成后再施工，因此一般狀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?；涌偯娣e16000m2，主樓區(qū)普遍開挖深度21.5m，群樓區(qū)普遍開挖深度19.7m?；幽蟼?cè)約13m處是運營中的地鐵區(qū)間隧道，隧道底部埋深約16m，基坑開挖實施過程中的環(huán)境愛護要求高。由于業(yè)主期望裙樓區(qū)商業(yè)用房能夠盡快投入運營，且考慮到基坑的環(huán)境愛護

23、要求高，因此基坑圍護設計接受了裙樓先逆作、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(xù)墻圍護體，坑內(nèi)利用四層結構梁板代支撐，接受逆作法先行施工，并同時開展裙樓區(qū)地上9層結構的施工；主樓區(qū)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。圖 9為主、裙樓分區(qū)布置圖。圖 9 德基廣場二期基坑工程主、裙樓分區(qū)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(huán)境愛護要求不是很高時，可在基坑周邊首先施工一圈具有肯定水平剛度的環(huán)狀結構梁板（以下簡稱環(huán)板），然后在基坑周邊被動區(qū)留土，并接受多級放坡使中心區(qū)域開挖至基底，在中心區(qū)域結構向上順作施工并與周邊結構環(huán)

24、板貫穿后，再逐層挖土和逆作施工周邊留土放坡區(qū)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(qū)和周邊逆作區(qū)兩部分，周邊部分接受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(jié)省了大量臨時支撐。同時由于中部接受放開式施工，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肯定水平剛度的結構環(huán)板，中心區(qū)域施工過程中利用被動區(qū)多級放坡留土和結構環(huán)板約束圍護體的位移，從而達到把握基坑變形、愛護四周環(huán)境的目的。（3）由于僅周邊環(huán)板接受逆作法施工，可僅對首層邊跨結構梁板和一柱一樁進行加固，作為施工行車通道，并利用周邊圍護體作為施工

25、行車通道的豎向支承構件，削減了常規(guī)逆作法中施工行車通道區(qū)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(xiàn)出其優(yōu)越性和社會經(jīng)濟效益：1. 超大面積的深基坑工程?；用娣e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?；用娣e必需足夠大是由以下因素打算：周邊逆作區(qū)環(huán)板必需具有足夠的寬度，以保證有足夠的剛度可以約束圍護體變形；為保證逆作區(qū)坡體的穩(wěn)定，周邊留土按肯定坡度多級放坡至基底標高需要肯定的寬度；在除去逆作區(qū)面積后中心區(qū)域尚應有相當面積可以順作施工。2. 主體結構為框架結構，無高聳塔樓結構或塔樓結構位于基坑中部。由于中心區(qū)域結構最

26、先施工，塔樓如位于中心區(qū)域可確保塔樓的施工進度不受影響。3. 基地周邊環(huán)境有肯定的愛護要求，但不是格外嚴格。周邊逆作區(qū)結構環(huán)板和留土放坡對圍護體的變形把握可滿足周邊環(huán)境的愛護要求。仲盛商業(yè)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50000m2，基坑開挖深度約為13.3m。由于基坑面樂觀大，若接受順作法方案，臨時支撐工程量巨大，造價高；而接受全逆作法方案，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；接受傳統(tǒng)中心島方案，挖土條件較好，可大大加快整體施工進度，節(jié)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(chǎn)生持續(xù)位移，使圍護體

27、產(chǎn)生較大變形，對周邊環(huán)境的影響難以估量。考慮基坑施工平安性、施工方式、工期及工程造價等因素，本基坑接受了中心順作、周邊地下一層結構環(huán)板逆作的總體設計方案。即將基坑分成中部順作區(qū)和周邊逆作區(qū)兩部分，基坑外側(cè)淺層卸土放坡，基坑內(nèi)側(cè)土方開挖至地下一層結構梁底標高，首先施工周邊逆作區(qū)地下一層結構梁板，形成環(huán)狀支撐，然后在基坑周邊留土，并接受多級放坡使中心區(qū)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(huán)板貫穿后，再以結構梁板作為水平支撐，逆作施工周邊留土放坡區(qū)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(huán)板剛度和周邊留土共同約束圍護墻位移，以把握基坑變形，愛護周邊環(huán)境。圖

28、10為該基坑的圍護剖面圖。圖 10 仲盛商貿(mào)中心基坑中心順作、周邊逆作剖面示意圖三、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(cè)向土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐體系。在需實行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(cè)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(jīng)濟性和工期等方面各有側(cè)重，且周邊圍護結構形式的選用直接關系到工程的平安性、工期和造價，而對于每個基坑而言，其工程規(guī)模、周邊環(huán)境、工程水文地質(zhì)條件以及業(yè)主要求等也各不相同，因此在基坑周邊圍護結

29、構設計中需依據(jù)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圖 11 常用支護結構的類型1、土釘墻1.1、一般土釘墻土釘墻是用于土體開挖時保持基坑側(cè)壁或邊坡穩(wěn)定的一種擋土結構，主要由密布于原位土體中的瘦長桿件土釘、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，是具有自穩(wěn)力量的原位擋土墻。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。土釘墻基本形式如圖 12圖 12 土釘墻基本形式剖面圖（1）土釘墻維護結構有如下特點：a.施工設備及工藝簡潔，對基坑外形適應性強，經(jīng)濟性較好；b

30、.坑內(nèi)無支撐體系，可實現(xiàn)放開式開挖；c.柔性大，有良好的抗震性和延性，破壞前有變形進展過程；d.密封性好，完全將土坡表面掩蓋，阻擋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(wěn)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，移動機敏，支護結構基本不單獨占用場地內(nèi)的空間；g.由于孔徑小，與樁等施工工藝相比，穿透卵石、漂石及填石層的力量更強；h.邊開挖邊支護便于信息化施工，能夠依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)及開挖暴露的地質(zhì)條件準時調(diào)整土釘參數(shù)；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(xiàn)場施工組織要求較高。（2）土釘墻適用條

31、件有：a.開挖深度小于12m、周邊環(huán)境愛護要求不高的基坑工程；b.地下水位以上或經(jīng)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)有深厚新近填土、淤泥質(zhì)土、淤泥等脆弱土層的地層及膨脹土地層；(d)周邊環(huán)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(nèi)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

32、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。如圖 13 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墻對基坑穩(wěn)定性和變形把握更加有利。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(nèi)降水對坑外環(huán)境產(chǎn)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(wěn)定和把握基坑變形。該圍護形式適用于地下水位豐富，周邊環(huán)境對降水敏

33、感的工程，以及土質(zhì)較差，基坑開挖較淺的工程。（3）土釘墻+微型樁接受微型樁超前支護可減小基坑變形。該圍護形式適用于填土、軟塑狀粘性土等較脆弱土層，需要豎向構件增加整體性、復合體強度及開挖面臨時獨立性能的工程；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，通過攪拌機械接受噴漿施工將固化劑和地基土強行攪拌，形成具有肯定厚度的連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。示意圖如圖 14（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，止水性能牢靠；（2）使用后遺留的地下障礙物相對比較簡潔處理；（3）圍護結構占用空間較大；（4）圍護結構位移把握力量較弱，變形較

34、大。（5）當墻體厚度較大時，接受水泥土攪拌樁或高壓噴射注漿對周邊環(huán)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7.0m、周邊環(huán)境愛護要求不高的基坑工程。（2）周邊環(huán)境有愛護要求時，接受水泥土重力式擋墻圍護的基坑不宜超過5.0m；（3）對基坑周邊距離12倍開挖深度范圍內(nèi)存在對沉降和變形敏感的建構筑物時，應慎重選用。 圖 14 土釘墻+微型樁（左）、常規(guī)現(xiàn)澆地下連續(xù)墻平面示意圖（右）3、地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻可分為現(xiàn)澆地下連續(xù)墻和預制地下連續(xù)墻兩大類，目前在工程中應用的現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的槽段形式主要有壁板式、T型和形等，并可通過將各種形式槽段組合，形成格形、圓筒形等結

35、構形式。3.1、常規(guī)現(xiàn)澆地下連續(xù)墻現(xiàn)澆地下連續(xù)墻是接受原位連續(xù)成槽澆筑形成的鋼筋混凝土圍護墻。地下連續(xù)墻具有擋土和隔水雙重作用。示意圖如圖 14（右）（1）常規(guī)現(xiàn)澆地下連續(xù)墻特點如下：a.施工具有低噪音、低震驚等優(yōu)點，工程施工對環(huán)境的影響小；b.剛度大、整體性好，基坑開挖過程中平安性高，支護結構變形較??；c.墻身具有良好的抗?jié)B力量，坑內(nèi)降水時對坑外的影響較小；d.可作為地下室結構的外墻，可協(xié)作逆作法施工，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狀況下，可接受加肋的方式形成T型槽段或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，需實

36、行相關的措施來保證連續(xù)墻施工的質(zhì)量。g.由于地下連續(xù)墻水下澆筑、槽段之間存在接縫的施工工藝特點，地墻墻身以及接縫位置存在防水的薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)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(xù)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(xù)墻內(nèi)為主體結構留設預埋件?！皟蓧弦弧钡叵逻B續(xù)墻設計必需在主體建筑結構施工圖設計基本完成方可開展。（2）常規(guī)現(xiàn)澆地下連續(xù)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(jīng)濟性；b.鄰近存在愛護要求較高的建、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(nèi)空間有限，地下室外墻與紅線距離極近，接受

37、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部分，且對防水、抗?jié)B有較嚴格要求的工程；e.接受逆作法施工，地上和地下同步施工時，一般接受地下連續(xù)墻作為圍護墻；f.在超深基坑中，例如30m50m的深基坑工程，接受其它圍護體無法滿足要求時，常接受地下連續(xù)墻作為圍護體。3.2、圓筒形地下連續(xù)墻圓筒形地下連續(xù)墻是現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的一種組合結構形式，是接受壁板式槽段或轉(zhuǎn)角槽段組合成圓筒形結構形式。示意圖見圖 15（左）（1）圓筒形地下連續(xù)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(guī)外形的基坑不同，它可將作用在其上面

38、的荷載基本上轉(zhuǎn)化為地下連續(xù)墻的環(huán)向壓力，可充分發(fā)揮混凝土抗壓性能好的特點，有利于把握基坑變形。c.在工程中圓筒形地下連續(xù)墻平面外形實際為多邊形，并非抱負的圓形結構，其受力狀態(tài)以環(huán)向受壓為主，受彎為輔。（2）圓筒形地下連續(xù)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便利施工需接受無支撐大空間施工的工程。 圖 15 圓筒形地下連續(xù)墻平面示意圖（左）、格形地下連續(xù)墻平面示意圖（右）3.3、格形地下連續(xù)墻格形地下連續(xù)墻是現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的一種組合結構形式。格形地下連續(xù)墻是靠其自身重量穩(wěn)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。示意圖如圖 15（右

39、）（1）格形地下連續(xù)墻特點為a.是靠其自身重量穩(wěn)定的半重力式結構，基坑開挖階段無需設置支撐體系；b.相對于其它無獨立式圍護結構，基坑變形較小，對周邊環(huán)境愛護較為有利；c.受到自身結構的限制，一般槽段數(shù)量較多。（2）格形地下連續(xù)墻適用條件為a.適用于無法設置內(nèi)支撐體系，且對變形把握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(yè)基坑。3.4、預制地下連續(xù)墻預制地下連續(xù)墻即接受常規(guī)的泥漿護壁成槽，在成槽后，插入預制構件并在構件間接受現(xiàn)澆混凝土將其連成一個完整的墻體。如圖 16圖 16 預制地下連續(xù)墻平面示意圖（1）預制地下連續(xù)墻特點a.工廠化制

40、作可充分保證墻體的施工質(zhì)量，墻體構件外觀平整，可直接作為地下室的建筑內(nèi)墻，不僅節(jié)省了成本，也增大了地下室面積。b.由于工廠化制作，預制地下連續(xù)墻與基礎底板、剪力墻和結構梁板的連接處預埋件位置精確，不會消滅鋼筋連接器脫落現(xiàn)象。c.墻段預制時可通過實行相應的構造措施和節(jié)點形式達到結構防水的要求，并改善和提高了地下連續(xù)墻的整體受力性能。d.為便于運輸和吊放，預制地下連續(xù)墻大多接受空心截面，減小自重節(jié)省材料，經(jīng)濟性好。e.可在正式施工前預制加工，制作與養(yǎng)護不占確定工期；現(xiàn)場施工速度快；接受預制墻段和現(xiàn)澆接頭，免掉了常規(guī)拔除鎖口管或接頭箱的過程，節(jié)省了成本和工期。f.由于大大削減了成槽后泥漿護壁的時間，

41、因此增加了槽壁穩(wěn)定性，有利于愛護周邊環(huán)境。（2）預制地下連續(xù)墻適用條件在現(xiàn)階段的工程實踐中，由于受到起重和吊裝力量的限制，墻段總長度受到了肯定限制，一般僅用于6-7米以內(nèi)的淺基坑，且大多將預制地下連續(xù)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接受連續(xù)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別式、雙排式和咬合式。4.1、分別式排樁分別式排樁是工程中灌注樁排樁圍護墻最常用，也是較簡潔的圍護結構形式。灌注樁排樁外側(cè)可結合工程的地下水把握要求設置相應的隔水帷幕。如圖 17圖 17 分別式排樁平面示意圖（1) 分別式排樁特點a.施工工藝簡潔、工藝成熟、質(zhì)

42、量易把握、造價經(jīng)濟。b.噪聲小、無振動、無擠土效應，施工時對周邊環(huán)境影響小。c.可依據(jù)基坑變形把握要求機敏調(diào)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。其隔水帷幕可依據(jù)工程的土層狀況、周邊環(huán)境特點、基坑開挖深度以及經(jīng)濟性等要求的綜合選用。（2) 分別式排樁適用條件a.軟土地層中一般適用于開挖深度不大于20m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(cè)移力量時，可將樁設置成為前后雙排，將前后排樁樁頂?shù)?/p>

43、冠梁用橫向連梁連接，就形成了雙排門架式擋土結構。如圖 18 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，施工工藝簡潔、工藝成熟、質(zhì)量易把握、造價經(jīng)濟。b.可作為獨立式懸臂支護結構，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：適用于場地空間充分，開挖深度較深，變形把握要求較高，且無法內(nèi)支撐體系的工程。4.3、咬合式排樁有時因場地狹窄等緣由，無法同時設置排樁和隔水帷幕時，可接受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接

44、受素混凝土樁或鋼筋混凝土樁，后行樁接受鋼筋混凝土樁。如圖 19 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(yè), 無須排放泥漿, 機械設備噪音低、振動少, 對環(huán)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、地下水富集的軟土地區(qū)。b.適用于鄰近建構筑物對降水、地面沉降較敏感等環(huán)境愛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(xù)套接的三軸水泥土攪拌樁內(nèi)插入型鋼形成的復合擋土隔水結構。如圖 20圖

45、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.圍護體施工對四周環(huán)境影響小。c.接受套接一孔施工，實現(xiàn)了相鄰樁體完全無縫連接，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(huán)保節(jié)能。e.適用土層范圍較廣，還可以用于較硬質(zhì)地層。f.工藝簡潔、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(xiàn)型鋼的重復利用，經(jīng)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實行注漿等措施進行回填，

46、特殊是鄰近變形敏感的建構筑物時，對回填質(zhì)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，從脆弱的淤泥和淤泥質(zhì)土到較硬、較密實的砂性土，甚至在含有砂卵石的地層中經(jīng)過適當?shù)奶幚矶寄軌蜻M行施工。b.軟土地區(qū)一般用于開挖深度不大于13.0m的基坑工程。c.適用于施工場地狹小，或距離用地紅線、建筑物等較近時，接受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(huán)境愛護要求較高的工程中，例如基坑緊鄰運營中的地鐵隧道、歷史愛護建筑、重要地下管線時，應慎重選用。e.當基坑周邊環(huán)境對地下水位變化較為敏感，攪拌樁樁身范圍內(nèi)大部分為砂（粉）性土

47、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(xù)的鋼板樁圍護墻，用來擋土和擋水。如圖 21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。b.基坑施工結束后鋼板樁可拔除，循環(huán)利用，經(jīng)濟性較好。c.在防水要求不高的工程中，可接受自身防水。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(cè)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

48、于7m，周邊環(huán)境愛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(huán)境影響較大，鄰近對變形敏感建構筑物的基坑工程不宜接受。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(xù)沉樁后形成的基坑圍護結構。如圖 22圖 22 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、取材便利、施工簡易等優(yōu)點。b.其外形可以依據(jù)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10m的中小型基坑工程，作為地下結構的一部分，則更為經(jīng)濟；b.大面積基坑內(nèi)的小基坑即“坑中坑”工程，不必坑內(nèi)拔樁，降低作業(yè)難度；c.較簡單環(huán)境下

49、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(nèi)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(nèi)支撐與錨桿體系選型1、內(nèi)支撐系統(tǒng)支撐結構選型包括支撐材料和體系的選擇以及支撐結構布置等內(nèi)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依據(jù)其材料特點具有不同的優(yōu)缺點和應用范圍。1.1、鋼支撐體系鋼支撐體系是在基坑內(nèi)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

50、循環(huán)使用的特點，對節(jié)省基坑工程造價和加快工期具有顯著優(yōu)勢，適用于開挖深度一般、平面外形規(guī)章、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(jié)點構造和安裝簡單以及目前常用的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，而且可實行機敏的平面布置形式適應基坑工程的各項要求。1.3、圓環(huán)支撐形式圓環(huán)支撐體系具有如下幾點方面典型的優(yōu)點：a.受力性能合理。接受圓環(huán)內(nèi)支撐形式, 從根本上轉(zhuǎn)變了常規(guī)的支撐結構方式, 這種以水平受壓為主的圓環(huán)內(nèi)支撐結構體系, 能夠充分發(fā)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。

51、b.加快土方挖運的速度。接受圓環(huán)內(nèi)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供應了良好的多點作業(yè)條件，挖土速度可成倍提高，同時有利于基坑變形的時效把握。c.經(jīng)濟效益格外顯著。深基坑施工中接受圓環(huán)內(nèi)支撐結構, 用料節(jié)省顯著, 與各類支撐結構相比節(jié)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(jié)省可觀, 社會效益格外顯著。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(huán)內(nèi)支撐也是較合適的。因本支撐剛度大, 可通過配筋、調(diào)整立柱間距等措施, 提高其橫向承載力量。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(huán)體系的一些較為突出的優(yōu)點，當然也存在不利的因素，如依據(jù)該支撐形式的受力特點，要求土方開挖流程應確保圓環(huán)支撐受力的均勻性，圓環(huán)四周坑邊應土方均勻、對稱的挖除，同時要求土方開挖必需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、可以通過施加和復加預應力把握基坑變形以及可以重