课题名称

广州市花都区勤天空港国际大厦

院（系）

交通学院

专业

勘查技术与工程

姓名

戴杨军

学号

1803110107

起讫日期

2015.3～2015.6

指导教师

朱定华

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1.1基坑支护的定义

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012对基坑支护的定义如下：为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。

基坑工程是一个古老而具有时代特点的岩土工程课题，放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。目前,高层建筑发展迅速,深基坑工程也越来越多。由于深基坑工程本身是一种多学科多专业的系统工程,实施时存在着较多风险,稍有不慎就会酿成重大事故。因此,深基坑工程也越来越被重视。随着城市建设的发展，高层建筑和市政工程大量涌现。1929年我国在上海建成14层的锦江饭店，1934年建成24层的国际饭店。但是我国高层建筑大规模发展还是从20世纪70年代末开始的。在北京、上海、广州等城市陆续建造了一大批的高层建筑。

基坑支护的原则与依据：

基坑支护的原则：安全可靠；经济合理；施工便利和工期保证。

基坑支护的依据：基坑支护设计的相关规范；基坑支护工程勘察报告；基坑支护结构设计资料；周边环境；基坑的深度。

1.2基坑支护常见类型

支护结构种类很多，合理的选择支护结构的类型应根据场地地质条件、周围环境、功能要求、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑而因地制宜的选择围护结构类型,支护结构按功能分常用的有以下一些:

挡土系统:常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩，钻孔灌注桩，地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡墙阻挡坑外土压力。

挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡坑外渗水。

支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与刚劲混凝土组合支撑。其功能是支撑围护结构侧力与限制围护结构位移。

(1)工字钢基坑支护

工字钢基坑支护在中等深度以下的基坑中较为常见，适用于一般黏质土、砂性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石基坑。该基坑支护类型的有点是成本低、施工简单快捷、受力性能好、刚度大、材料省。缺点是止水性能差。在地下水位高于基坑低标高时，一定要进行基坑降排水处理。工字钢基坑支护的施工工序为：开挖前，先插打工字钢，插打的深度严格按照设计要求，一般插打间距为800mm～1000mm，同时随开挖深度的加大，在两条工字钢与坑内土体之间放入木板，以支挡坑内土体的侧压力，板厚一般大于5mm。

(2)拉森钢板桩支护

拉森钢板桩作为一种新型建材多用于深基坑支护工程中，由于其止水性能卓越、围挡刚度强、施工简单、费用低、材料可多次使用的有点。在建筑同行中得到频繁运用，特别在大型管道、抗洪抢险和地下铁道中。但是由于其噪音大，因此较少被运用到市区。

(3)地下连续墙

在地下成槽后，浇筑混凝土，建造具有较高强度的钢筋混凝土挡墙，用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的情况。具有施工噪声低，振动小，就地浇制、墙接头止水效果较好，整体刚度大，对周围环境影响小等优点。适合于软弱土层和建筑设施密集城市市区的深基坑，高质量的刚性接头的地下连续墙可作永久性结构，并可采用逆筑法施工。

地下连续墙按成桩（成槽）形式的不同，划分为桩排式连续墙和壁式连续墙两大类，

前一类主要用各种类型的桩，相互连接或搭接以及交错的单桩连锁组成的直线、圆弧、圆形等形式的排桩组合，具有一定的入土深度，墙顶用压顶粱连在一起，形成地下连续墙的墙体。壁式地下连续墙具有多种功能，有着广泛的应用前景。最主要用于深基坑工程的围护，特别适合于软土地区深基坑的开挖。

(4)SMW工法（劲性水泥土搅拌桩）

SMW是利用多轴型钻探搅拌机就地钻掘切削土体，钻到预订深度后，边提钻边从钻头处喷出水泥浆，与地基土搅拌混合，然后在水泥混合物凝固前插入H型钢或其他型钢材，以此形成一道具有一定强刚度的、连续完整的、复合1均匀无接缝的地下连墙体。其主要特点是止水性能好，施工周期短，造价低廉和环境污染小，施工过程中对周边土体和邻近建筑的影响危害微小，同时，它可在黏性土、粉土、砂粒土和颗径为100mm以上的卵碎石土中使用，而且废土外运量比其他基坑支护类型要少，因此。SMW工法在轨道交通地下车站、地下建筑工程及市区深基坑工程中取得良好的社会和经济效益，在国内得到大范围的使用。

(5)土锚

用拉杆锚固支护基坑的开挖或用作抗拔桩抵抗浮托力等的应用已日益普遍。拉锚最大的优点是在基坑内部施工时，开挖土方与支撑互不干扰，尤其是在不规则的复杂施工场所，以锚杆代替挡土横撑，便于施工。这是人们乐于大量使用的主要原因。随着对锚固法的不断改进和使用可靠性的监测手段，使拉锚支护的范围更加广泛。

拉锚是将一种新型受拉杆件的一端（锚固段）固定在开挖基坑的稳定地层中，另一端与工程构筑物相联结（钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等），用以承受由于土压力等施加于构筑物的推力，从而利用地层的锚固力以维持构筑物（或土层）的稳定。

锚杆支护体系由挡土构筑物，腰粱及托架、锚杆三个部分所组成，以保证施工期间边坡的稳定与安全。

(6)内支撑

在基坑工程中,支撑结构的作用是承受支护挡墙传递的土压力和水压力。作用用在支护挡墙上的水压力，土压力可以通过内支撑实现有效的传递和平衡，也可以由坑外设置的土锚维持其平衡，并能有效的减少支护结构的位移。内支撑构造简单，受力明确。支撑系统按其材料分为钢支撑和钢筋混凝土支撑，并可以工程情况，在同一个基坑采取两种支撑组合的支撑系统。支撑体系按其受力可以分为为单跨压杆支撑、多跨压杆支撑、双向多跨压杆支撑、水平框架式支撑、大直径环梁和斜撑。

(7)土钉墙

土钉墙是以土钉作为主要受力构件，由被加固的原位土体、放置于原位土体中密集的土钉群、附着于坡面的混凝土面层和必要的防水系统组成，形成一个类似重力式挡土墙的支护结构。土钉墙支护适用于地下水位以上或经降水后的杂填土、粘性土、粉土及有一定胶结能力和密实程度的沙土。对于含水丰富的粉砂、细砂、淤泥和淤泥质土等软弱土层不宜采用。

土钉墙的特点：（1）土钉墙与土体形成复合土体，共同工作，提高了土体的稳定性和承载能力；（2）增强了土体的破坏延性，延缓了土体失稳的发展过程；（3）施工机具轻便，技术工艺简单易行，有利于文明施工；（4）可缩短基坑施工工期（5）经济效益较好

复合土钉墙是将土钉墙与其他的一种或几种支护技术（如：有限放坡、止水帷幕、微型桩、水泥土墙、锚杆等）有机组合成的复合支护体系，它是一种改进或加强型土钉墙。它能克服单纯土钉墙的技术弱点和缺陷（在土质较差、开挖深度较深、地下水位较高时，其变形的控制不能达到要求），扩大土钉墙的适用范围，在很多情况下，他可以取代排桩或地下连续墙支护方式，支护工期大大缩短，费用大大降低，取得显著经济和社会效益。

(8)排桩

排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入（渗入）坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。

灌注桩施工简便，可用机械钻（冲）孔或人工挖孔，施工中不需要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。同时，灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙设计时也可视为外墙中的一部分参与受力（承受侧压），这时在桩与主体之间通常不设拉结筋，并用防水层隔开。

排桩支护可分为悬臂式和支锚式，而支锚式又分单点支锚和多点支锚。大多数情况下，悬臂式柱列桩适用于三级基坑，支锚式柱列桩适合于一、二级基坑工程。一般来说，当基坑深h=8m～14m，周围环境要求不十分严格时，多考虑采用排桩支护。柱列式灌注桩的工作比较可靠，但要重视帽梁的整体拉结作用，在基坑边角处，帽梁应连续交圈。当要求灌注桩围护结构起到抗水防渗作用时，必须做好桩间和桩背的深层防水搅拌桩或旋喷桩。当周围环境保护要求严格时，为减少排桩的变形，在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域，用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力，减少支护结构的变形。

悬臂式排桩围护在坑底以上外侧主动土压力作用下，桩将向基坑内侧倾移，而下部则反方向变位，可根据静力平衡条件计算桩的入土深度和内力。通常用静力平衡法和布鲁姆（Blum）法。

单支点排桩围护是顶端支撑的围护结构，由于顶端有支撑而不致移动而形成一铰接的简支点。通常用图解分析法（弹性线法）和等值梁法。

多支点排桩围护，为了减少支护桩的弯矩可以设置多层支撑。支撑层数及位置要根据土质、坑深、桩径、支撑结构的材料强度，以及施工要求等因素拟定。目前对多支撑围护结构的计算方法一般有等值梁法（连续梁法）；支撑荷载的1/2分担法；逐层开挖支撑力不变法；有限元法等。

(9)深搅桩重力式挡墙

深层搅拌桩重力式挡土墙支护结构是利用水泥系材料为固定剂,通过特殊

的拌和机械(深层搅拌机或高压旋喷机等)在地基土中就地将原状土和固定剂(

粉状、浆液）强制拌和（包括机械和高压力切削拌和），经过土和固定剂或掺

料产生一系列物理化学反应，形成具有一定强度、整体性和水稳定的加固土圆

柱体桩（包括加筋水泥搅拌桩）。施工时将桩互相搭接，连续成桩，形成具有

一定强度、整体结构性的水泥壁墙和格栅状墙，用以维持基坑边坡的稳定，保

证地下室或地下工程的施工及周边环境的安全。

深层搅拌桩重力式挡土墙支护结构适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高

的粘土、粉质粘土、粉土等土层；直接作为基坑开挖重力式围护结构，用于较

软软土的基坑支护时支护深度不宜大于6m，对于非软土的基坑支护，支护深度

不宜大于10m。

1.3.1基坑主要止（降）水方法、技术类型

在沿海软土地区，一般地下水位都比较高，当地层中有厚层饱和淤泥质土、粘质粉土、砂质粉土或粉砂等，基坑开挖时，坑内地下水位必然产生大大低于四周，周围的地下水向坑内渗流，产生渗透力。为了防止由此产生的渗流破坏，基坑必须有止（降）水方案。

地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求应根据场地及周边工程地质条件水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析确定，地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水、和回灌等型式，单独或组合使用。

1.3.2基坑地下水控制

地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求应根据场地及周边工程地址条件水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基坑施工方案综合分析确定,地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等型式，单独或组合使用。

工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用是：

（1）截住基坑边坡面及基底的渗水；

（2）增加边坡的稳定性，并防止基坑从边坡或基底的土粒流失；

（3）减少板桩和支撑的压力；

（4）改善基坑和填土的砂土特性；

（5）防止基底的隆起和破坏。

一个场地的地质条件和土质条件，将决定降水或排水的形式。

在选择和设计基坑降水前，必须由甲方提供工程地质勘察资料，建筑物平面图和立面图，建筑物场地附近房屋平面图等，对于重大工程，设计人员除掌握相应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能带来一些不良影响，如地面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。

明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。

在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全。

在城市中由于深基坑降水，总会引起地面产生一定的沉降，影响邻近建筑物和管线。最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果均较好。其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题。

采用止水帷幕，用来阻止或限制地下水渗流到基坑中去。采用止水帷幕后，

有时还需要在帷幕内或外面降水。常用的防渗帷幕有以下三种：

（1）水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙

水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙是由一定比例的水泥浆液和地基土用特制

的机械在地基深处就地强制搅拌而成，从而改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能

达到止水、挡土的效果。水泥土搅拌桩适用于处理松散砂粒、粗砂、淤泥或地

下水不大于80m/d的土层边坡。水泥土搅拌桩具有施工时无振动、噪音小、无

污染、造价低、施工操作安全等优点。

水泥土搅拌桩止水帷幕挡土墙是一种最常用的防渗止水结构。水泥土挡墙

可以同时起到挡土和止水作用。在钻孔桩排桩挡土时，可以用水泥土搅拌桩止

水。

（2）地下连续墙

地下连续墙一般能达到自防渗，不会产生渗漏情况。地下连续墙的防渗薄

弱点是墙段间的接头部位，在防渗要求较高时，可在墙段接头处的坑外增设注

浆防渗。

（3）钢板桩止水

钢板桩通过锁口连接形成一个封闭的钢板结构，水流只能通过锁口进入缝

隙进入围护结构内部，由于大多数热轧钢板桩采用著名拉森形式的锁口，通过

锁口的渗流量一般不大，对于一般的基坑工程钢板桩就能满足止水的要求。

1.4水土压力参数的选取

抗剪强度：φ（土的内摩擦角）及ｃ（土的粘聚力）是设计计算土压力非常重要的指标。它用三轴剪切仪或直剪仪试验，由于直剪操作方法有缺点，重要工程都用三轴仪取代。测定方法有总应力法和有效应力法。

（1）总应力法，按排水方法不同，分不排水剪（快剪）、排水剪（慢剪）及固结不排水剪（固结快剪），三种方法不同所得指标也不同，一般慢剪所得φ值最大，快剪所得φ值最小，固结快剪居中，ｃ值也不同。三轴仪做慢剪往往要几天，因此不常做。总应力法由于运用方便，是目前用的最多的方法（常规试验法），但总应力法在应用上存在缺陷，不能反映各种固结情况下的ｃ、φ值，对地基实际情况的模拟是粗略的，如需精确地评定地基的强度与稳定，应采用有效应力法。

（2）有效应力法的抗剪强度指标ｃˊ及φˊ一般用固结不排水剪（固结

快剪）测定。由减损时的总应力减去减损时的孔隙水压力，就得到有效应力，

由应力圆的包络线决定有效应力的抗剪强度指标ｃˊ及φˊ。有效应力法在理论上比较严格，比总应力法更能反映抗剪强度的实质，但有效应力法的测定关键在于得知孔隙水压力的分布，很多情况下得不到孔隙水压力分布，影响了这个方法的应用。

根据土的有效应力原理，对于地下水位以下的土压力，理论上对各种土均应采用水土分算方法计算土压力，但实际工程应用时，黏性土的孔隙水压力计算问题难以解决，因此对黏性土以及黏质粉土采用总应力法，土压力、水压力采用合算方法；对碎石土、砂土、砂质粉土则采用水压力、土压力分算方法。

1.5基坑开挖

为了确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，基坑开挖时的注意事项：

（1）基坑开挖应根据支护结构设计降排水要求确定开挖方案；

（2）基坑边界周围地面应设排水沟且应避免漏水渗水进入；

（3）坑内放坡开挖时应对坡顶坡面坡脚采取降排水措施；

（4）基坑周边严禁超堆荷载；

（5）软土基坑必须分层均衡开挖层高不宜超过1m；

（6）基坑开挖过程中应采取措施防止碰撞支护结构工程桩或扰动基底原状土；

（7）发生异常情况时应立即停止挖土并应立即查清原因和采取措施方能继续挖土；

（8）开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工；

（9）地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。

1.6基坑工程监测

为正确指导施工，确保工程的顺利进行和周围建筑物的安全，应加强施工期间的监测工作，实施信息化施工，随时预报，及时处理，并根据监测数据及时调整施工进度和施工方法。

基坑监测的内容大致有：

（1）围护结构的竖向位移与水平位移；

（2）坑周土体位移

（3）支撑结构轴力

（4）邻近建（构）筑物、道路及地下管网等的变形；

（5）地下水位及孔隙水压力

（6）坑底隆起量

1.7施工工艺及注意事项施工过程中必须做好下列措施：（1）、采用放线插签定位确保桩位准确；

（2）、采用垂线观测控制法及水准尺量度法确保桩孔的垂直度；

（3）、基坑开挖前，在基坑外侧设立地下水水位观测孔，基坑外时，可进行全面开挖，否则必须进行堵漏处理；

（4）、施工过程中必须采取有效措施防止打桩桩对基坑边附近预应力管桩桩造成破坏，基坑开挖过程中密切监测管桩桩的变形，若对管桩桩造成扰动，必须进行桩的加固。

参考文献

[1]《土力学与基础工程》，赵明华，武汉，武汉理工大学出版社；

[2]《基础工程学》，陈国兴、樊良本、陈甦等编著，北京：中国水利水电出版社，2013.2；

[3]《建筑基坑支护技术规程》，JGJ120-99

[4]冯涛.关于基坑支护结构常见类型及选用的探讨[J].山西建筑,2009,35(10):88-90.

[5]《建筑基坑支护技术规程》(征求意见槁)在汉讨论.土工基础.1997

[6]黄林青《地基基础工程》化学工业出版社.2003

[7]陈书申;陈晓平《土力学与地基基础》武汉工业大学出版社.1997

[8]陈忠汉;程丽萍《深基坑工程》机械工业出版社.1999

[9]花仁荣;常士骠《基坑降水综述》第四界全国岩土工程实录交流会岩土工程实录集.0

[10]《基坑工程手册》（第二版），刘国彬王卫东主编，中国建筑工业出版社，2009.11；

[11]《基坑工程》，刘宗仁主编，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.4:；

[12]李俊勇;陈晖《深基坑降水施工技术》[J];科技信息;2010年07期

[13]姚汝祥等《水资源系统分析及应用》清华大学出版社.1987

[14]时爱宝;冯士彦;窦红辉;《水泥土搅拌桩止水帷幕施工工艺》[J];建筑技术

[15]《岩土工程勘察》，袁灿勤、王旭东编著，南京：河海大学出版社，2003.12

[16]唐业清.基坑工程事故分析与处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1999

[17]余志成,施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1999

[18]熊智彪,陈振富,段仲沅.建筑基坑支护[M]北京:中国建筑工业出版社,2008