2012年一级《市政工程》：深基坑支护及盖挖法施工

　　深基坑支护结构的施工要求

　　板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点，以控制墙体的弯矩至该墙体断面的允许范围，以达到经济合理的工程要求。

　　深基坑支护结构在我国应用较多的有钢板桩、预制钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆以及逆筑法、沉井等特种基坑支护新工艺、新方法。

　　一、围护结构的类型

　　基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。

　　围护结构类型可归纳为6种，见73页

　　1、主要维护结构特点，见73页。

　　二、支撑结构类型

　　基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。

　　在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。

　　支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。

　　支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙一围檩（冠梁）一支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。

　　在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，见表1K413011-2.

　　见75页

　　（小资料）

　　高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液（一般使用水泥浆液），同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。

　　SMW是SoilMixingWall的缩写。SMW工法连续墙于1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。

　　三、支撑体系的布置形式

　　支撑体系布置设计应考虑以下要求：

　　（1）能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式，使其技术经济综合指标得以优化。

　　（2）支撑体系受力明确，安全可靠，经济合理

　　（3）支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。

　　四、基坑变形现象

　　基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。

　　（一）墙体的变形

　　1．墙体水平变形

　　当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。

　　2．墙体竖向变位

　　特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程，当围护墙底下因清孔不净有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉，地面也随之下沉。

　　（二）基坑底部的隆起

　　在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。

　　（三）地表沉降

　　根据工程实践经验，在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体人土较深或人土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。

　　（四）基坑工程监控量测

　　基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建（构）筑物和地下管线进行监测。

　　（五）深基坑坑底稳定处理方法

　　深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土深度、坑底土|来源体注浆加固、坑内井点降水等措施。

　　五、地铁及轨道工程常见围护结构的施工特点

　　（一）工字钢桩围护结构

　　作为基坑围护结构主体的工字钢，一般采用50号、55号和60号大型工宇钢。桩间距一般为1.0～1.2m.

　　工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层；当地下水位较高时，必须配合人工降水措施。打桩时，施工噪声一般都在100dB以上，大大超过环境保护法规定的限值。因此，这种围护结构一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。

　　（二）钢板桩围护结构

　　钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，可重复使用。

　　钢板桩常用断面型式，多为U形或Z形。我国地下铁道施工中多用U形钢板桩，其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同，但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。由于地下铁道施工时基坑较深，为保证其垂直度且方便施工，并使其能封闭合龙，多采用屏幕式构造。

　　（三）钻孔灌注桩围护结构

　　钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。对正反循环钻机，由于其采用泥浆护壁成孔，故成孔时噪声低，适于城区施工，在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。

　　（四）深层搅拌桩挡土结构

　　深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，从而达到加固地基的目的。作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形，深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。

　　（五）SMW桩

　　结构的特点主要表现在止水性好，构造简单，型钢插入深度一般小于搅拌桩深度，施工速度快，型钢可以部分回收、重复利用。

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