知名教授深基坑工程技術(shù)與方案設(shè)計講座（逆作法凍結(jié)法）

深基坑工程同濟大學高高大釗2008年3月內(nèi)容容深基坑工程在在我國的發(fā)展展逆作法與凍結(jié)結(jié)法的應(yīng)用基坑工程的失失效模式與案案例深基坑工程方方案設(shè)計在我國，深基基坑工程是最最近20多年年中迅速發(fā)展展起來的一個個領(lǐng)域。以前的幾十年年中，由于建建筑物的高度度不高，基礎(chǔ)礎(chǔ)的埋置深度度很淺，很少少用地下室，，基坑的開挖挖一般僅作為為施工單位的的施工措施，，最多用鋼板板樁解決問題題，沒有專門門的設(shè)計，也也并沒有引起起工程界太多多的關(guān)注。20多年來，，由于高層建建筑、地下空空間的發(fā)展，，深基坑工程程的規(guī)模之大大、深度之深深，成為巖土土工程中事故故最為頻繁的的領(lǐng)域，給巖巖土工程界提提出了許多技技術(shù)難題。因此也是巖土土工程中發(fā)展展最為活躍的的領(lǐng)域之一，，成為巖土工工程的技術(shù)熱熱點和難點。。技術(shù)難點：1.土力學學的強度、變變形、滲透三三大課題全部部都出現(xiàn)；2.施工因因素的影響既既巨大而又具具有非常的不不確定性；3.各種破破壞模式相互互交叉，互為為因果，設(shè)計計計算模式的的不清晰性；；熱點：1.事故的的頻率高，災(zāi)災(zāi)害的涉及面面寬，對社會會的影響非常常大，引起政政府和社會的的高度關(guān)注；；2.工工程費用占占造價的比例例高，業(yè)主對對基坑工程的的壓價，方案案不合理和安安全度過低是是高事故率的的潛在因素；；3.施工方過度追追求高速度和和低成本是高高事故率的直直接引發(fā)因素素。通過20多年年的工程實踐踐和業(yè)內(nèi)人士士的努力，學學術(shù)研究和工工程研發(fā)非常常活躍，在深深基坑工程領(lǐng)領(lǐng)域中，取得得了很大的進進展，主要表表現(xiàn)為下面幾幾個方面：1.設(shè)計思思想的更新2.施工技技術(shù)的發(fā)展3.設(shè)計方方法的進步4.管理制制度的建立5.標準準化工作的的開展深基坑工程程領(lǐng)域的進進展設(shè)計思想的的更新1.深基坑坑工程的設(shè)設(shè)計是一個個相對獨立立的設(shè)計項項目或設(shè)計計階段；2.深基坑坑工程設(shè)計計包括方案案設(shè)計和施施工圖設(shè)計計兩個階段段，方案設(shè)設(shè)計階段的的工作是決決定性的環(huán)環(huán)節(jié)。基坑坑工程設(shè)計計的條件很很大程度上上取決于施施工，基坑坑工程設(shè)計計與施工組組織設(shè)計的的關(guān)系異常常密切，在在方案設(shè)計計時必須統(tǒng)統(tǒng)一考慮；；3.深基坑坑工程設(shè)計計不僅要滿滿足地下室室施工空間間和安全的的要求，而而更重要的的是必須滿滿足保護環(huán)環(huán)境的要求求；4.深基坑坑工程設(shè)計計應(yīng)滿足強強度和變形形兩種極限限狀態(tài)，在在許多情況況下，由于于環(huán)境條件件的限制，，滿足變形形控制的要要求比滿足足強度和穩(wěn)穩(wěn)定性的要要求更為嚴嚴格，基坑坑工程的成成敗經(jīng)常取取決于變形形控制。5.地下水水是控制基基坑工程性性狀的重要要條件，水水壓力占作作用于圍護護結(jié)構(gòu)側(cè)向向壓力的重重要部分，，地下水的的動水壓力力和滲透破破壞常常是是基坑工程程失效的主主要原因，，地下水影影響是基坑坑工程設(shè)計計中不確定定性最大、、控制最困困難的問題題。施工技術(shù)的的進步這里講的是是綜合性的的施工技術(shù)術(shù)，施工技技術(shù)的進步步帶動設(shè)計計、檢測等等方法的進進步。逆作法凍結(jié)法SMW工法設(shè)計方法的的進步1.符合兩墻合合一使用要要求的設(shè)計計方法“兩墻合一一”是指圍圍護結(jié)構(gòu)同同時作為地地下主體結(jié)結(jié)構(gòu)一部分分，即圍護護結(jié)構(gòu)墻與與地下室外外墻合一。?！皟蓧虾弦弧笔浅涑浞职l(fā)揮地地下連續(xù)墻墻承載作用用的一種設(shè)設(shè)計思路，，具有很大大的經(jīng)濟意意義，是地地下連續(xù)墻墻作為圍護護結(jié)構(gòu)的發(fā)發(fā)展方向，，正在一些些重要的工工程中采用用。采取兩兩墻合一設(shè)設(shè)計的基坑坑工程，在在設(shè)計方法法上不同于于一般的圍圍護結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計，對于于承載、防防滲、結(jié)構(gòu)構(gòu)連接都提提出了非常常高的要求求，推動了了基坑工程程圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計方法法的發(fā)展。。2.深基基坑工程數(shù)數(shù)值計算方方法的發(fā)展展作用于柔性性結(jié)構(gòu)上的的土壓力實實際上是結(jié)結(jié)構(gòu)與土共共同作用的的響應(yīng)，采采用有限元元方法在原原理上可以以解決這類類問題的計計算，在實實現(xiàn)中還有有各種困難難需要進一一步去解決決，20多多年來深基基坑工程的的數(shù)值解計計算方法得得到了長足足的進步。。3.計算軟件及及商業(yè)化開開發(fā)研究深基坑工程程的設(shè)計計計算的內(nèi)容容和要求日日益提高，，已經(jīng)必須須依靠計算算機才能實實現(xiàn)深基坑坑工程設(shè)計計的計算工工作要求。。于是，計計算程序的的開發(fā)研究究有了很大大的發(fā)展，，形成了一一些商業(yè)化化的計算軟軟件。但計算軟件件只能作為為一種工具具和手段，，garbageinto，garbageout.正確的方法法應(yīng)當是計計算加工程程判斷。不不能盲目地地依賴計算算軟件。上海力學學學會舉行的的一次深深基坑工程程計算軟件件考核開挖深度為為15m的3層地下下室基坑采用1000mm厚的地下連連續(xù)墻三道鋼筋混混凝土支撐撐支撐的尺寸寸、位置平平面布置都都統(tǒng)一規(guī)定定土層的設(shè)計計參數(shù)和地地面荷載也也都統(tǒng)一規(guī)規(guī)定管理制度的的建立許多主要的的城市都先先后建立了了不同形式式的機構(gòu)，，規(guī)定了深深基坑工程程的設(shè)計方方案必須經(jīng)經(jīng)過評審，，這一制度度的建立為為深基坑工工程走向健健康的發(fā)展展提供了制制度的保證證。標準化工作作的開展20年來，，在總結(jié)工工程經(jīng)驗的的基礎(chǔ)上，，許多城市市編制了地地方的深基基坑工程技技術(shù)規(guī)范，，二本全國國性的深基基坑工程技技術(shù)的行業(yè)業(yè)標準，初初步確立了了我國深基基坑工程的的標準化體體系，給深深基坑工程程的設(shè)計和和施工有章章可循，有有法可依。。第二輪的規(guī)規(guī)范修編工工作正在開開展，總結(jié)結(jié)十余年來來的經(jīng)驗。。逆作法與凍凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用深基坑工程程的逆作法法逆作法是地地上和地下下同時施工工的方法，，又稱為逆逆筑法。逆逆作法利用用先施工的的地下連續(xù)續(xù)墻和中間間支承柱承承受荷載，，從地面逐逐層下挖并并從上到下下地完成地地下室的梁梁板、樓面面工程，利利用上一層層的樓板結(jié)結(jié)構(gòu)作為下下一層開挖挖時的支撐撐，逐層交交替開挖與與澆筑樓板板結(jié)構(gòu)；與與此同時，，逐層向上上建造上部部結(jié)構(gòu)，使使地面上和和地下可同同時進行施施工。因此此，可以縮縮短工期，，降低造價價，是一種種合理的建建筑方法，，具有明顯顯的經(jīng)濟效效益。1935年年日本首次次提出逆作作法施工的的概念，經(jīng)經(jīng)歷了60余年的研研究與工程程實踐，目目前已應(yīng)用用于高層建建筑的多層層地下室、、大型地下下商場、地地下車庫、、地鐵、隧隧道和大型型變電站及及污水處理理池等構(gòu)筑筑物。國際上采用用逆作法建建造的地下下建筑：最最大的是東東京八重洲洲地下街，，共３層，，建筑面積積７萬m2；最深的地下下街是莫斯斯科切爾坦坦沃住宅小小區(qū)地下街街，深達70~100m;最高的地下下綜合體是是德國慕尼尼黑卡爾斯斯廣場綜合合體，共６６層。1994年年日本新建建的高層建建筑中，地地下結(jié)構(gòu)有有18.2%采用逆逆作法施工工。1965~1989年，德國國慕尼黑地地鐵共建57座地鐵鐵車站中，，20座采采用逆作法法施工。我國在最近近10余年年來，在北北京、上海海、遼寧、、深圳、廣廣州等地推推廣了逆作作法施工技技術(shù)，有60多項工工程項目的的地下結(jié)構(gòu)構(gòu)采用了逆逆作法施工工。逆作法施工工的基本概概念圖示1.縮短短工程施工工的總工期期2.基坑變形小小，相鄰建建筑物的沉沉降小3.可節(jié)節(jié)省地下室室外墻及外外墻下工程程樁費用4.使底底板設(shè)計趨趨向合理5.可節(jié)節(jié)省支撐費費用6.可最最大限度利利用紅線內(nèi)內(nèi)的地下空空間逆作法的特特點縮短工程施施工的總工工期帶多層地下下室的高層層建筑，如如采用傳統(tǒng)統(tǒng)方法施工工，其總工工期為地下下結(jié)構(gòu)的工工期加地上上結(jié)構(gòu)的工工期，再加加裝修等所所占的工期期。地下結(jié)構(gòu)施工主體結(jié)構(gòu)施工裝修采用逆作法法施工，一一般情況下下只有地下下一層占絕絕對工期，，其他各層層地下室可可與地上結(jié)結(jié)構(gòu)同時施施工，不占占絕對工期期，因此可可以縮短工工程的總工工期。地下結(jié)構(gòu)施工主體結(jié)構(gòu)施工裝修地下一層地下地上同同時施工裝修日本讀買新新聞社大樓樓，地上９９層，地下下６層，用用封閉式逆逆作法施工工，總工期期只用了２２２月，比比傳統(tǒng)施工工方法縮短短工期６個個月。法國巴黎拉拉弗埃特百百貨大樓，，６層地下下室，用逆逆作法施工工，工期縮縮短1/3。廣州新中國國大廈，地地上４３層層，地下５５層，平均均開挖深度度１９ｍ，，采用逆作作法施工，，工期縮短短１１個月月。工程名稱地下層數(shù)地上層數(shù)逆作工期節(jié)省造價逆作層數(shù)上海恒積大廈4225月11％4/4上海明天廣場3567月12％6/3上海京沙大廈2275月10％4/2杭州凱悅大酒店93基坑變形小小，相鄰建建筑物的沉沉降小采用逆作法法施工，是是利用逐層層澆筑的地地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)作為圍護護結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)支撐。與與臨時支撐撐相比，地地下結(jié)構(gòu)的的剛度大得得多，所以以，圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的變形形小得多，，相鄰建筑筑物的變形形也小得多多。同時，由于于中間支承承柱的存在在，底板增增加了支點點，澆筑后后的底板成成為多跨的的連續(xù)板結(jié)結(jié)構(gòu)，減少少了隆起。。工程名稱管線最大位移地下墻最大水平位移相鄰柱最大沉降差上海恒積大廈水平14.6mm豎直17.0mm33.0mm13.7mm上海明天廣場水平18.4mm豎直24.9mm19.0mm8.5mm上海京沙大廈水平23.5mm豎直16.5mm37.5mm7.0mm德意志聯(lián)邦銀銀行大樓用逆逆作法施工；；而聯(lián)邦德國國國家銀行總總部大樓的深深度相同，用用地下連續(xù)墻墻加五層土錨錨的傳統(tǒng)方法法施工。兩者者的比較如下下：施工方法變形量（ｍｍ）連續(xù)墻的水平變形底板隆起鄰近建筑物沉降逆作法26~35184~20傳統(tǒng)方法20~606025~50逆作法有七個個“小”的特點墻前水平位移移??；墻后沉降??；；坑底隆起?。?；差異變形小；；樓板應(yīng)力??；；土壓力??；墻體應(yīng)力小。?？晒?jié)省地下室室外墻及外墻墻下工程樁費費用多層地下室采采用常規(guī)的支支護結(jié)構(gòu)，包包括錨桿與內(nèi)內(nèi)支撐，都需需要圍護樁或或圍護墻，錨錨桿或內(nèi)支撐撐，花費的工工程費用很可可觀。采用逆作法施施工，要求圍圍護墻也能發(fā)發(fā)揮永久性結(jié)結(jié)構(gòu)的承重作作用，材料得得到充分的利利用，節(jié)省了了地下室外墻墻與外墻下工工程樁的費用用，據(jù)分析可可以節(jié)省地下下室工程造價價的1/3左左右。順作法施工逆作法施工使底板設(shè)計趨趨向合理鋼筋混凝土底底板要滿足抗抗浮要求。用用傳統(tǒng)方法施施工時，底板板的支點少，，跨度大，上上浮力產(chǎn)生的的彎矩大，有有時為了滿足足施工時的抗抗浮要求，而而需要加大底底板的厚度，，或增強底板板的配筋。用逆作法施工工時，底板的的支點增多，，跨度小，彎彎矩比較小，，底板的設(shè)計計可以更為合合理。可節(jié)省支撐費費用深度大的多層層地下室，用用傳統(tǒng)方法施施工時，為了了減少支護結(jié)結(jié)構(gòu)的變形，，需要設(shè)置強強大的內(nèi)支撐撐或錨桿，消消耗大量的材材料，費用相相當可觀。用逆作法施工工，利用地下下室的梁板系系統(tǒng)來支撐圍圍護結(jié)構(gòu)，可可以不設(shè)置臨臨時的支、錨錨體系，節(jié)省省材料，不需需要拆撐，縮縮短工期，避避免污染環(huán)境境?？勺畲笙薅壤眉t線內(nèi)的的地下空間多層地下室采采用傳統(tǒng)方法法施工時，在在地下室外墻墻與紅線之間間必須留有支支護結(jié)構(gòu)截面面尺寸和施工工操作面所必必要的距離，，縮小了地下下室的建筑面面積。采用逆作法施施工時，在滿滿足室外管線線或構(gòu)筑物布布置的前提下下，作為地下下室外墻的地地下連續(xù)墻可可以緊靠建筑筑紅線。逆作法施工的的一些代表性性工程上海寥創(chuàng)興金金融中心上海仲盛商業(yè)業(yè)中心廣州新中國大大廈上海世博500kV地下變電站上海寥創(chuàng)興金金融中心主樓37層，，裙房3層，，5層地下室室，基坑平均開挖挖深度22.4m，地下室每層面面積4000m2。地下連續(xù)墻厚厚度1000mm，深度35m。地下連續(xù)墻與與中柱樁之間間，中柱樁之之間的差異變變形不超過20mm和1/400柱距，使樓樓板不致產(chǎn)生生裂縫。墻體側(cè)斜孔的的最大位移20.01~34.59mm之間。地下連續(xù)墻頂頂?shù)乃轿灰埔坪芪⑿《鴽]沒有測到。地下連續(xù)墻頂頂?shù)呢Q向位移移6.1~15.4mm之間。地下連續(xù)墻后后的土體水平平位移18.84~21.65mm之間。支撐軸力和樓樓板應(yīng)力均控控制在設(shè)計允允許范圍以內(nèi)內(nèi)。支撐軸力86kN~392kN之間。樓板應(yīng)力2.01kN~5.41kN之間。中柱樁的隆起起變形13.5mm~29.9mm之間。上海仲盛商業(yè)業(yè)中心地上五層，地地下三層。基坑面積50000m2，開挖深度13.5m。中心島順作，，三級放坡，，周邊環(huán)板一一層逆作；地下連續(xù)墻兩兩墻合一；基坑外側(cè)采用用卸土放坡；；廣州新中國大大廈地上13層，，地下5層，，開挖深度19m，工程占地7343m2。地下連續(xù)墻厚厚度800mm，深度25m。布置了6個深深度為22ｍｍ的降水井。。采用逆作法，，工期比順作作法減少11個月。上海世博500kV地下變電站上海世博500kV地下變電站，，開挖深度34m，基坑面積13000m2，地下結(jié)構(gòu)外墻墻外壁直徑130m。采用地下連續(xù)續(xù)墻兩墻合一一，地下連續(xù)續(xù)墻厚度1200mm，結(jié)構(gòu)梁板代替替水平支撐，，環(huán)形臨時支支撐，逆作法法施工。上海市的逆作作法工法簡介介(YJGF02-96)1.工法特點點2.工藝原理3.適用范圍圍4.施工工藝藝5.質(zhì)量標準準6.機械設(shè)備備7.施工安全全8.工程實例例及效益分析析工法特點利用柱下樁和和地下連續(xù)墻墻作為逆作法法施工期間承承受地上、地地下結(jié)構(gòu)荷載載和施工荷載載的構(gòu)件，利利用地下室樓樓板作為基坑坑施工的支撐撐。首層樓板結(jié)構(gòu)構(gòu)完成以后，，在樓板下挖挖土，采用土土模承重法澆澆筑下一層樓樓板。循環(huán)采用上述述方法繼續(xù)施施工。工藝原理先沿建筑物周周圍施工地下下墻，在建筑筑物內(nèi)部按柱柱網(wǎng)軸線施工工柱下支承樁樁。然后進行地下下首層施工，，完成后同時時施工地下、、地上結(jié)構(gòu)。。待大底板完成成后，再進行行復合柱、復復合墻的施工工。施工工藝（要要點）按設(shè)計圖紙要要求，埋設(shè)地地下結(jié)構(gòu)相關(guān)關(guān)節(jié)點的鋼板板及連接鋼筋筋；暴露節(jié)點點后按設(shè)計要要求清理、焊焊接。結(jié)構(gòu)沉降差控控制，對地下下連續(xù)墻底部部和柱下樁的的底部進行注注漿；根據(jù)靜載荷試試驗曲線，計計算各工況的的沉降，得出出在極限沉降降差范圍內(nèi)的的上部結(jié)構(gòu)可可能施工的層層數(shù)；進行沉降觀測測，擬合荷載載～沉降關(guān)系系，預測施工工過程中的沉沉降差，控制制施工。凍結(jié)法施工利用人工制冷冷技術(shù)，使土土層中的水結(jié)結(jié)冰將天然土土變成凍土以以增加其強度度和穩(wěn)定性，，凍結(jié)加固均均勻完整，形形成一道凍土土墻，不僅可可以承受水土土壓力和基坑坑開挖過程中中的各種施工工荷載，而且且可作為一道道防水性很好好的止水帷幕幕，發(fā)揮圍護護結(jié)構(gòu)的作用用，在凍土墻墻的保護下進進行地下結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工。凍凍結(jié)法施工在在采礦工程中中已經(jīng)得到了了廣泛的應(yīng)用用，進行了大大量的試驗研研究，積累了了豐富的經(jīng)驗驗。但用于深深基坑工程則則是近幾年的的發(fā)展。人工凍結(jié)法的的應(yīng)用開始于于19世紀。。1883年年，德國阿爾爾里德煤礦井井筒施工中首首次應(yīng)用凍結(jié)結(jié)法并獲得成成功。1886年，，瑞典24ｍｍ長的人行隧隧道建設(shè)工程程中，首先將將凍結(jié)法應(yīng)用用于城市土木木工程。100多年來，人工工凍結(jié)法在各各種工程建設(shè)設(shè)中得到了應(yīng)應(yīng)用，解決了了許多困難的的施工問題。。德國多塞道夫夫中心火車站站附近，擴展展的地鐵要經(jīng)經(jīng)過居民建筑筑和鬧市街道道，隧道頂部部離建筑物基基礎(chǔ)只有很小小頂距離，在在三段40m長的隧道施工工中成功地采采用了人工凍凍結(jié)法。日本名古屋建建造地下輸電電隧道時，在在兩個隧道地地連接處，成成功地應(yīng)用了了人工凍結(jié)法法技術(shù)。70年代，北北京地鐵建設(shè)設(shè)時首次采用用人工凍結(jié)法法，凍結(jié)段長長90m，深度28m。1975年，沈陽地鐵鐵２號井采用用凍結(jié)法施工工，井筒直接接7m，凍結(jié)深度51m。1992年、1998年上海地鐵鐵施工中成功功采用凍結(jié)法法施工技術(shù)，，現(xiàn)在已經(jīng)成成為成熟的施施工方法，用用以區(qū)間隧道道的修筑旁通通道。1997年北北京復八線采采用凍結(jié)法加加固隧道頂部部土層。凍結(jié)技術(shù)用于于基坑工程的的可行性取決決于設(shè)計要求求、現(xiàn)場及工工程項目的限限制條件。其其中，地質(zhì)條條件和水文條條件是評價凍凍結(jié)法可行性性的兩個重要要因素。當?shù)氐叵滤魉傩⌒∮?.5m/d時采用凍結(jié)法法是可行而且且是經(jīng)濟的；；水質(zhì)、水溫溫是決定凍結(jié)結(jié)法費用的重重要因素，對對于含鹽量高高的土，凍結(jié)結(jié)成本會提高高。凍脹可能能引起地層移移動，但并非非人們想象的的那么大，這這在上海和北北京的地鐵應(yīng)應(yīng)用凍結(jié)法施施工中已有證證實，可以通通過速凍和泄泄壓等方法減減少凍脹量。。潤楊大橋南錨錨碇潤楊大橋南汊汊橋采用跨徑徑1490m雙塔單跨雙鉸鉸鋼箱梁懸索索橋。２根6.8×105kN的拉力通過錨錨碇及重力嵌嵌巖基礎(chǔ)傳至至地基?；鶐r為風化花花崗巖，全風風化層和強風風化層分布不不均勻，場地地地下水位1.8~2.2m，區(qū)域賦存第四四系孔隙微承承壓及基巖裂裂隙微承壓兩兩大含水層組組。南錨碇凍結(jié)排排樁圍護體系系是以含水地地層凍結(jié)形成成的凍結(jié)帷幕幕為基坑的封封水結(jié)構(gòu)，以以排樁及內(nèi)支支撐體系為抵抵抗水土壓力力的承力結(jié)構(gòu)構(gòu)，形成了新新的圍護技術(shù)術(shù)，較好地解解決了基坑圍圍護結(jié)構(gòu)的嵌嵌巖及封水問問題。錨碇的平面尺尺寸70.5×52.5m，基坑開挖到基基巖，深度29m，采用鉆孔排樁樁擋土，1.3m厚的凍土薄壁壁隔水，“排排樁凍結(jié)法””。排樁直徑1.5m，中心距1.7m，樁長35m，嵌巖6m。凍結(jié)帷幕布置置在外側(cè)，采采用單排凍結(jié)結(jié)孔凍結(jié)封水水，與排樁插插花布置，凍凍結(jié)孔深40m，凍結(jié)帷帷幕入入巖11m。先澆排排樁結(jié)結(jié)構(gòu)，，再在在外側(cè)側(cè)凍土土。為為了降降低凍凍脹力力對排排樁結(jié)結(jié)構(gòu)的的不利利影響響，在在凍結(jié)結(jié)帷幕幕外設(shè)設(shè)置288個直直徑25cm的卸壓壓孔。。開挖挖過程程中，，實測測凍脹脹力0.0907MPa衰減到到0.0576MPa。從0°～－4°凍脹力力增加加到幅幅度最最大，，低于于－4°以后變變化很很小。。北京復復八線線地鐵鐵區(qū)間隧隧道施施工時時，拱拱頂遇遇到飽飽和含含水的的粉細細砂層層，此此段隧隧道地地處格格貿(mào)立立交橋橋下，，又有有多條條地下下管線線，為為了確確保地地下管管線和和地面面交通通的安安全運運行，，采用用隧道道內(nèi)水水平凍凍結(jié)法法施工工，水水平距距離45m。設(shè)計凍凍結(jié)壁壁厚1.2m，平均溫溫度-10°C，凍結(jié)粉粉細砂砂持久久抗壓壓強度度6MPa，抗彎強強度2.5MPa?；庸すこ痰牡氖Ｊ绞脚c案案例深基坑坑工程程的技技術(shù)要要求與與類型型失效的的若干干案例例地下連連續(xù)墻墻的垮垮塌拱圈圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的的垮塌塌引水渠渠道基基坑開開挖邊邊坡失失穩(wěn)土釘墻墻的垮垮塌基坑工工程的的失效效模式式深基坑坑工程程的技技術(shù)要要求深基坑坑工程程是指包包括基基坑開開挖、、降水水和支支護結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計、、施工工與監(jiān)監(jiān)測在在內(nèi)的的總稱稱。支護結(jié)結(jié)構(gòu)則由包包括具具有擋擋土、、止水水功能能的圍護結(jié)結(jié)構(gòu)和維持持圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)平衡衡的支、錨錨體系系兩部分分組成成；支支、錨錨體系系是指指內(nèi)支撐撐體系系或錨錨桿體體系，內(nèi)支撐撐體系系由支撐撐、圍圍檁和和立柱柱等構(gòu)構(gòu)件組組成，，錨桿體體系則由錨錨桿、、腰粱粱和臺臺座等等組成成。對深基基坑工工程的的技術(shù)術(shù)要求求包括括：一深深基坑坑工程程的功功能要要求1.擋擋土土功能能為地下下室施施工創(chuàng)創(chuàng)造安安全的的施工工面2.止止水水功能能為地下下室施施工創(chuàng)創(chuàng)造干干燥的的施工工面3.作作為為地下下結(jié)構(gòu)構(gòu)外墻墻的使使用功功能地下室室施工工結(jié)束束后成成為地地下室室的結(jié)結(jié)構(gòu)外外墻二環(huán)環(huán)境保保護與與處理理相鄰鄰關(guān)系系的要要求1.控控制制圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)位移移和坑坑底隆隆起對對環(huán)境境的影影響通過減減小變變形保保護相相鄰建建筑物物2.控控制制降低低地下下水位位對環(huán)環(huán)境的的影響響減少坑坑外地地下水水位的的變化化3.控控制制土錨錨對相相鄰場場地的的影響響保護相相鄰場場地的的地下下資源源的使使用權(quán)權(quán)深基坑坑圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的類類型按功能能劃分分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度度劃分分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)保持持穩(wěn)定定方式式劃分分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的施施工工工藝與與材料料劃分分按功能能劃分分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)功能能劃分分為臨時性性結(jié)構(gòu)構(gòu)和兼有有永久久性結(jié)結(jié)構(gòu)功功能（（兩墻合合一）兩類類。臨時性性圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的功功能比比較單單一，，設(shè)計計時只只要滿滿足施施工圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的的擋土土、止止水和和環(huán)境境保護護的要要求；；永久性性結(jié)構(gòu)構(gòu)除了了滿足足上述述施工工圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的要要求外外，還還應(yīng)滿滿足作作為永永久性性結(jié)構(gòu)構(gòu)的許許多要要求，，例如如傳力力、協(xié)協(xié)調(diào)變變形、、防滲滲等要要求。。同時時還要要處理理與地地下室室梁、、板、、柱的的連接接構(gòu)造造，對對圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的變變形也也有更更嚴格格的要要求。。按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度度劃分分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)材料料本身身的傳傳力特特性可可以分分為剛剛性結(jié)結(jié)構(gòu)和和柔性性結(jié)構(gòu)構(gòu)兩類類。剛性結(jié)結(jié)構(gòu)圍護體體材料料的抗抗拉強強度很很低，，一般般不考考慮承承受彎彎矩，，其變變形的的特點點主要要是平平移和和轉(zhuǎn)動動，當當發(fā)生生撓曲曲變形形時很很容易易出現(xiàn)現(xiàn)開裂裂；柔性結(jié)結(jié)構(gòu)圍護體體材料料能承承受較較大的的彎矩矩和拉拉應(yīng)力力，因因此可可以容容許發(fā)發(fā)生較較大的的撓曲曲而結(jié)結(jié)構(gòu)不不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫縫。按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)保持持穩(wěn)定定方式式劃分分自立式式圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)可以不不依靠靠支撐撐或錨錨桿的的傳力力作用用而保保持其其平衡衡，按按照保保持穩(wěn)穩(wěn)定的的機制制可以以分為為重力力式和和懸臂臂式兩兩類。。重力式式圍護結(jié)結(jié)構(gòu)依依靠自自身的的重力力所形形成的的穩(wěn)定定力矩矩和摩摩阻力力來抵抵抗土土壓力力所引引起的的傾覆覆和滑滑移；；懸臂式式則依靠靠插入入深度度范圍圍內(nèi)土土的嵌嵌固作作用維維持穩(wěn)穩(wěn)定。。支錨式式圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)則需要要依靠靠內(nèi)支支撐或或土錨錨才能能保持持圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定。。主動土壓力Ea被動抗力Ep基底摩阻力H重力G重力式式圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)主動土壓力Ea被動抗力Ep被動抗力E′p懸臂式式圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)拉錨土錨土錨或或拉錨錨支撐立柱立柱樁圍護墻圍檁坑底加固內(nèi)支撐撐體系系按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)施工工工藝藝與材材料劃劃分按圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的施施工工工藝與與材料料劃分分可分分為以以水泥泥穩(wěn)定定土為為材料料的水水泥攪攪拌樁樁，以以鋼為為材料料的鋼鋼板樁樁和以以鋼筋筋混凝凝土為為材料料的鉆鉆孔灌灌注樁樁、地地下連連續(xù)墻墻或鋼鋼筋混混凝土土板樁樁。圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的的受力力性能能與材材料密密切有有關(guān)。。用水水泥攪攪拌樁樁做成成的壩壩體是是剛性性的、、自立立式的的。用用鋼材材或鋼鋼筋混混凝土土制成成的圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)是是柔性性的，，一般般需要要采用用支錨錨體系系來維維持其其穩(wěn)定定。但但鋼筋筋混凝凝土地地下連連續(xù)墻墻也可可以做做成如如圖所所示的的重力力式圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)；；水泥泥攪拌拌樁可可以加加勁性性的型型鋼成成為柔柔性的的圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)（SMW工法）），也也可以以用作作柔性性的排排樁式式圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的止止水帷帷幕。?；庸すこ淌О赴咐叵逻B連續(xù)墻墻的垮垮塌基坑面面積2600m2，周邊長長度260m，開挖深深度12.35m，采用600mm厚、24m深的地地下連連續(xù)墻墻，設(shè)設(shè)四道道支撐撐，第第一道道鋼筋筋混凝凝土支支撐，，其余余為609mm的鋼管管支撐撐幾點教教訓設(shè)計：：荷載載用標標準值值，抗抗力用用設(shè)計計值，，設(shè)計計表達達式兩兩端不不匹配配，降降低了了安全全度。。鋼支支撐直直接支支承在在與其其斜交交的地地下連連續(xù)墻墻上，，沒有有用圍圍檁，，更無無平衡衡剪力力垛。。施工：未未按設(shè)計計圖紙的的要求施施工，包包括超挖挖、不及及時支撐撐，坑底底沒有加加固。監(jiān)測：沒沒有及時時發(fā)現(xiàn)險險情，沒沒有發(fā)出出警報。。管理：鄰鄰近工程程的負責責人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題，，向這個個項目的的經(jīng)理提提出忠告告，但項項目經(jīng)理理卻置若若罔聞，，沒有引引起警覺覺。事故故發(fā)生前前晚，已已發(fā)現(xiàn)預預兆，但但沒有及及時采取取工程措措施搶險險。拱圈圍護護結(jié)構(gòu)的的垮塌拱圈逆作作法拱圈逆作作法的主主要問題題１．大面面積的建建筑基坑坑平面受受力狀態(tài)態(tài)不同于于圓拱的的受力條條件；２．從上上而下修修筑的欄欄墻沒有有插入深深度，對對于敞開開開挖的的施工條條件，會會發(fā)生從從底部涌涌入坑內(nèi)內(nèi)的塑性性流動；；２．止水水措施不不足以阻阻止地下下水從坑坑外向坑坑內(nèi)流動動。引水渠道道基坑開開挖邊坡坡失穩(wěn)4孔箱涵涵，單孔孔尺寸為為3.25m3.60m，，總長75m地面標高高＋4.2~4.7m，設(shè)計基坑坑底面標標高－5.33m，開挖深度度近10m按三級放放坡，從從上至下下依次為為1:1.5、、1:2和1:3，變坡坡處留1.0m寬的馬道道二級輕型型井點降降水采用水沖沖法施工工，泥漿漿沉淀池池設(shè)置在在基坑頂頂部南北北兩側(cè)，，距基坑坑外緣12m～15m10m高的土坡坡滑動滑坡發(fā)生生在挖到到基坑底底面，澆澆筑墊層層后，正正在綁扎扎箱涵的的鋼筋時時沒有進行行任何的的位移觀觀測，因因此沒有有發(fā)現(xiàn)滑滑坡的預預兆，突突發(fā)性的的事故塌入基坑坑中的土土方5000立立方米，泥面涌高高6m第一級井井點向基基坑中移移動13m事故分析析1.10m的高差形形成的壓壓力差超超過了軟軟土的承承載能力力；2.由由于坡面面非常平平緩，滑滑動的形形式是深深層滑動動，以中中點圓的的形式破破壞；3.卸卸載引起起負的孔孔隙水壓壓力，產(chǎn)產(chǎn)生強度度較高的的假象，，隨著負負壓的消消散，土土的抗剪剪強度降降低，滑滑坡并不不發(fā)生的的開挖的的同時，，而滯后后一定的的時間；；4.沒沒有進行行監(jiān)測的的教訓。。土釘墻的的垮塌陽角處土土釘墻的的破壞鋼支撐圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的失穩(wěn)穩(wěn)不同類型型圍護結(jié)結(jié)構(gòu)接頭頭處及深深、淺坑坑之間支支檔墻的的失穩(wěn)基坑工程程的失效效模式基坑工程程的失效效模式1.整體失穩(wěn)穩(wěn)2.坑底隆起起3.圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)傾覆失失穩(wěn)4.圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)滑移失失穩(wěn)5.圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)底部地地基承載載力失穩(wěn)穩(wěn)6.“踢腳”失穩(wěn)7.止止水水帷幕功功能失效效和坑底底滲透變變形破壞壞8.圍圍護護結(jié)構(gòu)的的結(jié)構(gòu)性性破壞9.支支、錨錨體系失失穩(wěn)破壞壞整體失穩(wěn)穩(wěn)整體失穩(wěn)穩(wěn)是指在在土體中中形成了了滑動面面，圍護護結(jié)構(gòu)連連同基坑坑外側(cè)及及坑底的的土體一一起喪失失穩(wěn)定性性，一般般的失穩(wěn)穩(wěn)形態(tài)是是圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的上上部向坑坑外傾倒倒，圍護護結(jié)構(gòu)的的底部向向坑內(nèi)移移動，坑坑底土體體隆起，，坑外地地面下陷陷?？拥茁∑鹌鹂拥茁∑鹌鹗侵缚涌拥淄馏w體產(chǎn)生向向上的塑塑性變形形?；涌娱_挖以以后，坑坑底向上上位移的的原因有有兩種，，一是卸卸載引起起的回彈，其數(shù)值值較??；；另一種種是在開開挖引起起的壓力力差作用用下土體體中產(chǎn)生生的塑性變形形，這種變變形如果果數(shù)量較較大，表表示土體體中的塑塑流已經(jīng)經(jīng)比較嚴嚴重，如如果圍護護結(jié)構(gòu)和和內(nèi)支撐撐能形成成整體性性好的體體系，則則塑流僅僅引起坑坑外地面面下沉，，影響環(huán)環(huán)境安全全；如果果是自立立式結(jié)構(gòu)構(gòu)或節(jié)點點強度差差的支撐撐體系，，隆起可可能是整整體失穩(wěn)穩(wěn)的前兆兆；如果果穩(wěn)定性性不能得得到有效效的控制制，就會會發(fā)生整整體性失失穩(wěn)。圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)傾覆失失穩(wěn)圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的傾覆覆失穩(wěn)主主要發(fā)生生在重力力式結(jié)構(gòu)構(gòu)或懸臂臂式圍護護結(jié)構(gòu)，，重力式式結(jié)構(gòu)在在坑外主主動土壓壓力的作作用下，，圍護結(jié)結(jié)構(gòu)繞其其下部的的某點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的頂部部向坑內(nèi)內(nèi)傾倒。抵抗傾傾覆失穩(wěn)穩(wěn)的力矩矩主要由由圍護結(jié)結(jié)構(gòu)自身身的重力力形成，，坑底的的被動抗抗力也是是構(gòu)成抵抵抗力矩矩的因素素。關(guān)于于轉(zhuǎn)動中中心的位位置有不不同的看看法，傳傳統(tǒng)的方方法是將將轉(zhuǎn)動中心心放在圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的前趾趾，但也有有認為繞繞前趾上上面或下下面的某某一點轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動比較較合理，，特別的的軟土地地區(qū)由于于基底土土比較軟軟弱，在在力矩作作用下前趾有下下沉的可可能。圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)滑移失失穩(wěn)圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的滑移移失穩(wěn)亦亦主要發(fā)發(fā)生在重重力式結(jié)結(jié)構(gòu)中，，在坑外外主動土土壓力的的作用下下，圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)向坑內(nèi)內(nèi)平移。抵抗滑滑移的阻阻力主要要由圍護護體底面面的摩阻阻力以及及內(nèi)側(cè)的的被動土土壓力構(gòu)構(gòu)成。當當坑底土土軟弱或或圍護結(jié)結(jié)構(gòu)底部部的地基基土軟化化時，墻墻體發(fā)生生滑移失失穩(wěn)。圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)底部地地基承載載力失穩(wěn)穩(wěn)重力式圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的底面面壓力過過大，地地基承載載力不足足引起的的失穩(wěn)。。由于在圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的外側(cè)側(cè)還作用用著土壓壓力，因因此其合合力是傾傾斜的。。在傾斜斜荷載作作用下，，地基土土發(fā)生向向坑內(nèi)的的擠出，，圍護結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生不均勻勻的沉降降，可能能導致部部分圍護護結(jié)構(gòu)的的開裂損損壞。“踢腳”失穩(wěn)在單支撐撐的基坑坑中，可可能發(fā)生生撓支撐點點轉(zhuǎn)動，圍護結(jié)結(jié)構(gòu)上部部向坑外外傾倒，，圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的下下部向上上翻的失失穩(wěn)模式式，故形形象地稱稱為“踢腳”失穩(wěn)。在在多支撐撐的圍護護結(jié)構(gòu)中中一般不不會產(chǎn)生生踢腳失失穩(wěn)，除除非其它它支撐都都已失效效，只有有一道支支撐起作作用的情情況。止水帷幕幕功能失失效和坑坑底滲透透變形破破壞止水帷幕幕喪失擋擋水功能能，產(chǎn)生生滲漏、涌涌水、流流土或流流砂。由于水水土流失失使基坑坑外地面面下沉、、塌陷，，導致鄰鄰近建筑筑物的開開裂和損損壞。引引起圍護護結(jié)構(gòu)止止水帷幕幕功能失失效的主主要原因因是施工工因素，，其次是是設(shè)計因因素和材材料的因因素。由由于施工工質(zhì)量低低劣，止止水帷幕幕有空洞洞或裂縫縫，成為為漏水的的通道是是最普遍遍的現(xiàn)象象；止水水帷幕設(shè)設(shè)計過短短，沒有有全部切切斷透水水層也是是漏水的的可能原原因。由于止水水帷幕失失效產(chǎn)生生過大的的水力坡坡降引起起坑底滲透變形形破壞。坑內(nèi)采采用排水水或降水水措施后后，造成成了坑內(nèi)內(nèi)外的水水頭差，，地下水水在水頭頭差的作作用下向向坑內(nèi)滲滲流，在在滲流出出口處土土的細顆顆粒被帶帶出，或或土顆粒粒處于懸懸浮狀態(tài)態(tài)涌出。。這種由由滲透引引起的破破壞因破破壞機理理不同而而有不同同的名稱稱，如管管涌、流流砂或流流土。如如不及時時制止，，由滲透透變形引引起的坑坑外土體體的位移移和陷落落是嚴重重的。圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)性破壞壞圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)性破壞壞是指圍圍護體本本身發(fā)生生開裂、折折斷、剪剪斷或壓壓屈，致使結(jié)結(jié)構(gòu)失去去了承載載能力的的破壞模模式。結(jié)構(gòu)性損損壞的原原因可能能是方案案性的錯錯誤，如如支撐體體系不當當或圍護護結(jié)構(gòu)不不閉合；；也可能能是設(shè)計計計算時時荷載估估計不足足或結(jié)構(gòu)構(gòu)材料強強度估計計過高，，支撐或或圍檁截截面不足足導致破破壞；此此外，結(jié)結(jié)構(gòu)節(jié)點點處理不不當，也也會因局局部失穩(wěn)穩(wěn)而引起起整體破破壞，特特別在鋼鋼支撐體體系中，，節(jié)點多多，加工工與安裝裝質(zhì)量不不易控制制。節(jié)點點處理包包括支撐撐和墻體體的連接接處，如如不設(shè)置置圍檁或或連接強強度不夠夠。支、錨體體系失穩(wěn)穩(wěn)破壞支錨體系的的失穩(wěn)破壞壞包括兩種種不同的破破壞模式。。錨桿的破破壞主要表表現(xiàn)為錨桿的拔出出、斷裂或或預應(yīng)力松松弛，土錨的破破壞大多是是局部的，，群錨的破破壞實際上上是土體的的失穩(wěn)而并并非是錨桿桿的結(jié)構(gòu)性性破壞；支支撐的失穩(wěn)穩(wěn)很可能是是整體性的的，其形態(tài)態(tài)因體系不不同而不同同，支撐體體系大多是是超靜定的的，局部的的破壞會造造成整體的的失穩(wěn)，尤尤其是鋼支支撐體系，，局部節(jié)點點的失效概概率比較大大。深基坑工程程方案設(shè)計計方案設(shè)計與與施工圖設(shè)設(shè)計深基坑工程程設(shè)計一般般分為總體體方案設(shè)計計和施工圖圖設(shè)計兩個個階段，總總體方案設(shè)設(shè)計的任務(wù)務(wù)是根據(jù)主主體工程的的性質(zhì)和對對地下室的的使用要求求、場地工工程地質(zhì)和和水文地質(zhì)質(zhì)條件、相相鄰環(huán)境對對基坑施工工的制約程程度等因素素，選擇合合適的圍護護結(jié)構(gòu)與支支撐體系、、協(xié)調(diào)基坑坑工程與主主體工程的的關(guān)系、控控制環(huán)境質(zhì)質(zhì)量，為施施工圖設(shè)計計和基坑施施工組織計計劃提供控控制性方案案?；庸こ谭椒桨冈O(shè)計1）確定開挖方方案，包括括地下水的的處理方案案；2）選擇圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的類型型；3）選用土層錨錨桿或內(nèi)支支撐，選擇擇支撐材料料；4）對土層錨桿桿或內(nèi)支撐撐進行平面面和豎向布布置，包括括圍檁和立立柱的布置置；5）進行各項穩(wěn)穩(wěn)定驗算和和結(jié)構(gòu)內(nèi)力力計算以確確定圍護結(jié)結(jié)構(gòu)、支撐撐、圍檁或或錨桿的材材料強度和和截面尺寸寸，確定是是否需要加加固坑底；；進行降水水的控制性性計算；6）進行變形驗驗算以檢驗驗是否滿足足環(huán)境要求求；7）對施工方案案提出要求求；8）進行多方案案的技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟比較，，優(yōu)選方案案。基坑圍護設(shè)設(shè)計的依據(jù)據(jù)深大基坑的的設(shè)計是一一項綜合性性的設(shè)計工工作，它與與上部結(jié)構(gòu)構(gòu)（包括地地下室）設(shè)設(shè)計、工程程地質(zhì)勘察察、地下室室施工方案案以及周圍圍的自然環(huán)環(huán)境、工程程環(huán)境和社社會環(huán)境都都有密切的的關(guān)系，因因此，在基基坑工程設(shè)設(shè)計時必須須具備下列列幾個方面面的資料：：基坑工程設(shè)設(shè)計必需的的資料主體結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計圖紙工程勘察報報告環(huán)境調(diào)查資資料基坑周邊地地區(qū)建筑物物情況基坑周邊地地區(qū)市政設(shè)設(shè)施情況基坑周邊地地區(qū)道路情情況基坑工程施施工條件方案設(shè)計討討論及案例例開挖方案的的選擇選擇圍護結(jié)結(jié)構(gòu)的類型型支錨體系的的選擇支撐的平面面布置支撐和錨桿桿的豎向布布置立柱的設(shè)置置降水開挖方案選選擇放坡開挖無支撐開挖挖重力式擋墻墻懸臂式擋墻墻錨固式擋墻墻有支撐的開開挖組合型的開開挖方案放坡開挖放坡開挖的的直接費用用最少，而而且為主體體工程創(chuàng)造造了比較寬寬敞的施工工作業(yè)空間間，因而工工作面寬，，工期也比比較短，如如果場地條條件允許，，放坡開挖挖應(yīng)該是首首選的方案案。制約采采用放坡開開挖的因素素主要是周周圍場地和和開挖深度度的限制。。放坡需要要占用比較較大的場地地，在城市市或建成區(qū)區(qū)往往沒有有這個條件件。如整體穩(wěn)定定性允許，，可以采用用放坡開挖挖方案時。。但有時受受場地的限限制，只能能取用較陡陡的坡度；；如坡面的的穩(wěn)定性不不能得到保保證時，則則可采用噴噴錨支護或或土釘墻的的方案。噴噴錨支護和和土釘墻從從受力機理理上講不同同于無支撐撐的自立式式擋墻，而而是屬于坡坡面加固處處理的一種種方法，通通過加強土土體共同受受力的方式式來保持坡坡面的穩(wěn)定定性，屬于于自承支護護體系。如如果坑底土土質(zhì)比較差差，整體穩(wěn)穩(wěn)定性不足足，則噴錨錨支護和土土釘墻的方方案就不能能采用。無支撐開挖挖當不能采用用放坡開挖挖方案時，，必須選用用圍護結(jié)構(gòu)以支承坑外外的土體。。在可能的的條件下應(yīng)應(yīng)盡可能采采用無支撐開挖挖的方案，因因為這種方方案能提供供比較開闊闊的坑內(nèi)施施工條件，，便于挖土土、運土以以及地下室室的施工；；同時，也也比較經(jīng)濟濟。重力式擋墻墻重力式擋墻墻是依靠自自身的重力力維持其穩(wěn)穩(wěn)定的圍護護結(jié)構(gòu)，由由于可以采采用價格比比較低廉的的水泥土等等材料制作作，是一種種比較經(jīng)濟濟的方案。。在開挖深深度不大（（如軟土地地區(qū)不大于于6～7m），環(huán)境對位移移的要求可可允許有50mm左右的條件件下是首選方案，但重力式式擋墻的寬寬度比較大大，在地下下室外墻與與紅線之間間的距離過過小時就很很難放得下下寬度較大大的重力式式擋墻。懸臂式擋墻墻懸臂式擋墻墻是依靠自自身的剛度度和強度就就能維持其其穩(wěn)定的圍圍護結(jié)構(gòu)，，由于圍護護結(jié)構(gòu)承受受比較大的的彎矩，需需要采用鋼鋼筋混凝土土材料。當當重力式擋擋墻因場地地寬度不夠夠而不能采采用時，懸懸臂式擋墻墻就能克服服這個缺點點，可以在在1.5～2m的狹窄范圍內(nèi)內(nèi)安置懸臂式擋墻墻。但懸臂臂式擋墻的的位移比較大大，難以滿足足周邊環(huán)境境的嚴格要要求，同時時在開挖深深度較大時時墻身彎矩矩很大，因因此適用的的開挖深度度也不深；；使用條件件不當時可可能產(chǎn)生圍圍護結(jié)構(gòu)損損壞或嚴重重影響環(huán)境境的事故。。錨固式擋墻墻錨固式擋墻墻是依靠錨桿傳遞的的拉力來維持其穩(wěn)穩(wěn)定的圍護護結(jié)構(gòu)，對對于深基坑坑可以采用用多道錨桿桿來平衡土土壓力，因因而可以適適用于開挖挖得很深的的基坑。錨錨固式擋墻墻分為拉錨錨式和土層層錨桿式兩兩種，拉錨錨常用于鋼鋼板樁頂部部的錨固，，或作為輔輔助的錨固固措施；土土層錨桿要要求具有比比較好的地地質(zhì)條件，，同時還必必須有足夠夠開闊的場場地條件或或者容許錨錨桿可以伸伸入紅線以以外的土層層中。在軟軟土地區(qū)，，由于土層層缺乏足夠夠的錨固力力而很少采采用錨桿，，如將錨桿桿錨固在很很深的砂層層中，則錨錨桿的長度度很長，也也就不是一一個經(jīng)濟的的方案。有支撐的開開挖在不具備采采用土層錨錨桿條件的的場地，深深基坑只能能采取有支支撐開挖的的方案，但但是深基坑坑的平面尺尺寸一般都都比較大，，給支撐的的設(shè)置帶來來了困難；；由于支撐撐和挖土的的工序互相相交叉，形形成許多各各具特色的的支護開挖挖方案。分層開挖分分層支護法法這是最基本本的方法，，按照結(jié)構(gòu)構(gòu)受力分析析和便于施施工的原則則布置每道道支撐（或或錨桿）的的位置，在在深度方向向分層挖土土與支撐設(shè)設(shè)置交替施施工。挖第1層土土澆澆筑第第1道支撐撐挖挖第2層層土澆澆筑第第2道支撐撐挖挖第3層層土澆筑底板。。工況1工況2工況3工況4工況5工況6設(shè)計時要按按照上述工工況進行分分別驗算，，施工時要要嚴格按照照設(shè)計規(guī)定定的程序?qū)崒嵤?，才能能保證圍護護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定性和控控制變形。。在平面上上按設(shè)定的的挖土與設(shè)設(shè)置支撐流流程由一側(cè)側(cè)向另一側(cè)側(cè)推進，也也可以由中中部向兩側(cè)側(cè)推進，但但每一層作作業(yè)作為一一個工況考考慮進行計計算，忽略略平面上流流程的時間間差對圍護護結(jié)構(gòu)受力力的影響。。中心島島法對于平平面面面積很很大的的基坑坑，采采用分分層開開挖、、分層層支護護的方方法在在技術(shù)術(shù)和經(jīng)經(jīng)濟上上都不不太合合理。。由于于支撐撐的長長度很很長，，為了了增大大支撐撐剛度度，需需要加加大支支撐截截面和和側(cè)向向支撐撐，使使支撐撐的造造價很很高，，而且且一層層平面面的挖挖土量量也很很大，，前后后延續(xù)續(xù)的時時間比比較長長，這這就需需要在在平面面上加加以劃劃分。。中心島島法是是平面面劃分分的一一種考考慮，，它結(jié)結(jié)合將將厚底底板分分設(shè)后后澆帶帶的劃劃分，，將平平面分分成兩兩個部部分，，中心心部分分先施施工，，此時時先施施工的的面積積比較較小，，而且且具有有放坡坡的余余地，，可以以在坑坑內(nèi)按按照放放坡辦辦法施施工，，在中中心部部分澆澆筑底底板以以及地地下室室的部部分結(jié)結(jié)構(gòu)（（如核核心筒筒、剪剪力墻墻或柱柱）以以后，，再分分層開開挖四四周的的留土土，分分層將將支撐撐連接接到已已建成成的底底板或或地下下室的的構(gòu)件件上去去。第一階階段，，放坡坡，澆澆筑中中間部部分地地下室室第二階階段，，對周周圍部部分采采用分分層開開挖分分層支支撐方方法施施工底板地下室梁板支撐組合型型的開開挖方方案在方案案設(shè)計計時，，可以以根據(jù)據(jù)工程程的具具體情情況將將上述述幾種種方法法加以以組合合，以以發(fā)揮揮各自自的優(yōu)優(yōu)點，，形成成最經(jīng)經(jīng)濟合合理的的方案案?？煽梢栽谠诹⒚婷嫔辖M組合，，也可可以在在平面面上組組合。。立面組組合主主要是是指為為了減減少圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)支支承的的開挖挖深度度，將將圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)頂面面的標標高壓壓低后后形成成上部部是放放坡，，下部部是支支錨的的組合合斷面面。圍圍護結(jié)結(jié)構(gòu)頂頂面標標高壓壓低以以后，，可以以減少少圍護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的工工程量量，減減少支支錨的的數(shù)量量；上上部的的處理理方法法視標標高降降低的的數(shù)量量和土土質(zhì)條條件而而定，，以保保持上上部開開挖面面的穩(wěn)穩(wěn)定為為原則則。如如降低低1m左右，，可以以不放放坡，，采用用磚砌砌擋墻墻保護護；如如標高高壓低低較多多，則則可采采取放放坡的的辦法法，也也可以以采用用噴錨錨護坡坡的辦辦法。。立面面組合合的方方案可可以有有效地地減少少基坑坑工程程的難難度，，明顯顯降低低造價價。立面組組合平面組組合是是指在在基坑坑的幾幾個側(cè)側(cè)面采采用不不同的的方法法，根根據(jù)各各個側(cè)側(cè)面場場地寬寬余程程度的的不同同，采采取不不同的的方法法。在在場地地比較較寬敞敞的部部位盡盡可能能采用用放坡坡的辦辦法，，場地地能容容納重重力式式的地地方盡盡量采采用重重力式式擋墻墻，在在實在在放不不下重重力式式擋墻墻的部部位才才采用用排樁樁式。。這樣樣做的的目的的是為為了節(jié)節(jié)省造造價，，但在在技術(shù)術(shù)上帶帶來了了一定定的困困難，，主要要是在在不同同型式式的結(jié)結(jié)構(gòu)連連接處處需要要做好好構(gòu)造造處理理，這這些部部位往往往是是最薄薄弱的的環(huán)節(jié)節(jié)，也也是最最容易易產(chǎn)生生事故故的地地方。。實例1組組合合型的的開挖挖方案案工程名名稱：：上上海海東方方明珠珠廣播播電視視塔地點：：上上海海浦東東基坑尺尺寸：：基基底底面積積2700m2，開挖深深度12.5m，局部電電梯井井部位位深度度19.5m圍護結(jié)結(jié)構(gòu)：：采采用用二次開開挖，，三級級支護護，二二級降降水的的方案案。先在在地面面設(shè)置置第一一級輕輕型井井點，，然后后將基基坑大大開挖挖至－－5.3m，放坡1:1.5，土土坡坡采用用細石石混凝凝土護護坡，，在－－5.3m基坑內(nèi)進行沉沉樁和打設(shè)鋼鋼板樁；沿坡坡腳布置第二二級輕型井點點，進行第二二階段挖土，，按先撐后挖挖原則設(shè)置二二道內(nèi)支撐，，完成－12.5m的基坑開挖，，最后對深坑坑進行第三級級支護。支撐情況：二二道鋼支支撐實測結(jié)果：邊邊坡水平平位移不大于于50mm，鋼板樁上口水水平位移不大大于50mm，下部位移較大大，局部達400mm，立柱最大上拔拔量120mm比較造價：費費用為常常規(guī)深基坑施施工的三分之一挖土速度：工工期為常常規(guī)深基坑施施工的三分之一方案評述：對于場地周圍圍環(huán)境要求不不高的基坑工工程，在立面面上采取放坡坡和鋼板樁支支護相結(jié)合的的方案，將深深基坑轉(zhuǎn)化為為開挖深度相相對較淺的基基坑，技術(shù)難難度和工程量量都有降低，，從而縮短了了工期，大幅幅度降低造價價，這個方案案的思路是可可取的。平面分區(qū)方案案平面分區(qū)開挖挖的目的是為為了總體上滿滿足工期要求求或者為了分分期投資的目目的。平面分區(qū)包括括地下室同一一個平面和不不同底標高兩兩種不同的情情況。但分區(qū)開挖必必須設(shè)置區(qū)域域之間的分隔隔圍護結(jié)構(gòu)，，這部分費用用是額外增加加的，比整體體開挖肯定費費用貴。需要要進行技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟比較才能能確定。金茂大廈基坑坑分區(qū)復合順順作法基坑開挖面積積20000m2，地下三層，基基坑開挖至-15.1m，四道支撐。為了不使裙房房的基坑施工工影響主樓的的工期，采用用主樓和裙房房分區(qū)開挖施施工方案。裙房外圍采用用地下連續(xù)墻墻，兩墻合一一。主樓與裙裙房之間用鉆鉆孔灌注樁分分隔，準備后后期拆除，打打通地下室。。主樓裙房都采采用順作法施施工。環(huán)球金融中心心基坑分區(qū)順順逆作基坑開挖面積積22500m2，地下三層，基基坑開挖至-18.45m，四道支撐。也采用主樓和和裙房分區(qū)開開挖施工方案案。裙房外圍采用用地下連續(xù)墻墻，兩墻合一一。主樓與裙裙房之間用鉆鉆孔灌注樁分分隔，準備后后期拆除，打打通地下室。。采用主樓順作作，裙房逆作作的方法施工工，可以節(jié)省省支撐。選擇圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)的類型確定了開挖方方案以后，根根據(jù)開挖方案案的要求選擇擇圍護結(jié)構(gòu)，，從總體來說說，圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)按材料和施施工方法大體體分為三種類類型，即水泥土攪拌樁樁、排樁式圍圍護結(jié)構(gòu)和地地下連續(xù)墻。選擇圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)時應(yīng)考慮開開挖深度、地地質(zhì)條件、地地下水條件、、施工條件和和工程要求等等因素綜合確確定。SMW工法在水泥攪拌樁體體內(nèi)加勁性型型鋼，形成組合結(jié)結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)結(jié)構(gòu)墻體，這這種在日本已已成熟應(yīng)用的的方法稱為SMW工法，它組合合了型鋼受力力水泥土止水水的各自優(yōu)點點，截面比較較小，適應(yīng)性性強。在我國國推廣使用的的主要障礙是是型鋼造價高高，一些單位位致力于研究究將型鋼在工工后拔出的技技術(shù)，已取得得進展。實例2型型鋼-水泥土土組合結(jié)構(gòu)（（SMW工法）工程名稱：上上海申海海大廈地點：上上海海海防路基坑尺寸：基基底邊長長30.65m×60.30m，基坑面積1798m2，開挖深度6.3~7m圍護結(jié)構(gòu)：采采用雙排排攪拌樁內(nèi)插插H型鋼組合結(jié)構(gòu)構(gòu)形式。H型鋼選用45號工字鋼，，型鋼長12m，攪拌樁長度14m，采用直徑為700mm的雙軸攪拌鉆鉆機施工。H型鋼按間隔布布置，間距為為1.0m?；禹敳吭O(shè)設(shè)置鋼筋混凝凝土圈梁，圈圈梁寬1.2m，高1.0m支撐情況：二二道直徑徑為580mm鋼支撐，圍檁檁采用槽鋼復復貼鋼板。第第一道支撐軸軸線標高-1.0m，第二道支撐軸軸線標高-4.0m。實測結(jié)果：對對撐部位的墻墻體最大位移移10.88~13.70mm,支撐薄弱部位位的墻體最大大位移26.65mm，鄰近水管最大大沉降31.44mm,煤氣管最大沉沉降5.55mm方案評述：由型鋼和水泥泥攪拌樁組合合而成的圍護護結(jié)構(gòu)具有抗彎能力力，又能止水水，且造價比較較便宜，是一一種有開發(fā)前前景的圍護結(jié)結(jié)構(gòu)型式。由由于我國經(jīng)濟濟條件的制約約，在地下室室建成以后如如何將型鋼方方便地拔出成成為普遍推廣廣使用這一結(jié)結(jié)構(gòu)型式的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，近近年來這方面面的研究已有有一定的進展展。另一個技術(shù)關(guān)關(guān)鍵是組合式式圍護結(jié)構(gòu)的的設(shè)計計算方方法，特別是是對于型鋼和和水泥土在受受力條件下共共同作用的機機理，是合理理設(shè)計組合結(jié)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，，這一課題也也已有進展。。上述方案是是一項試驗性性工程，位于于鬧市中心，，基坑與相鄰鄰建筑物及道道路的距離都都很近，現(xiàn)工工程已經(jīng)順利利完成，型鋼鋼也都已拔出出，對相鄰建建筑物和城市市道路沒有造造成損害，技技術(shù)指標和經(jīng)經(jīng)濟指標都達達到了預期的的要求。灌注樁加強的的攪拌樁墻體體在水泥攪拌樁樁墻體的兩側(cè)側(cè)或一側(cè)加鉆鉆孔灌注樁，，形成組合斷斷面以實現(xiàn)對對深度大于7m的深基坑采用用無內(nèi)支撐的的重力式擋墻墻（改良的重重力式擋墻））或簡易支撐撐的擋墻方案案。開始時，，在水泥土中中加筋作為一一種技術(shù)措施施采用，用廉廉價的毛竹插插入水泥土中中。發(fā)展至采采用鉆孔灌注注樁加筋已經(jīng)經(jīng)不是一種技技術(shù)措施，而而是一種組合合結(jié)構(gòu)，這種種方案的最大大優(yōu)點是造價價便宜。但這這種復合型的的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計計算方法尚需需進一步研究究，鉆孔灌注注樁的布置原原則也需進一一步明確。實例3水水泥攪拌樁樁墻體加鉆孔孔灌注樁工程名稱：上上海新亞亞湯臣大酒店店地點：上海浦浦東基坑尺寸：基基底面積6000m2，開挖深度8.6m，局部開挖深度度11.2m；圍護結(jié)構(gòu)：寬寬度4.2~5.2m的重力式擋墻墻，墻身每隔隔3m設(shè)置一根直徑徑600mm的鉆孔灌注樁樁加強；支撐情況：在在地面下2.5m處設(shè)置鋼筋混混凝土環(huán)形支支撐。實測結(jié)果：實實測最大大水平位移32mm方案評述：在水泥攪拌樁樁重力式擋墻墻中采用鉆孔孔灌注樁加強強，并可以設(shè)設(shè)置支撐以避避免重力式擋擋墻位移過大大的缺點；在在8.6m開挖深度的基基坑中，一般般的排樁支護護需要設(shè)置二二道支撐，而而在復合式的的圍護結(jié)構(gòu)中