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范文一：基坑围护结构

地下建筑结构

第12章基坑围护结构

崔振东副教授 IAEG, FICDM, FICCE cuizhendong@cumt.edu.cn 中国矿业大学岩土工程研究所

本章内容

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概述基坑工程的设计内容自动化监测技术在深基坑工程的应用基坑围护结构内力计算基坑稳定性验算变形计算

12.1 概述

80年代末，成为城市建设的新趋势之一。在建筑物稠密的城市中心，深基坑的开挖成为岩土工程的一个重要课题。基坑围护体系，是一个土体、支护结构相互共同作用的有机体，由于周围建筑物及地下管道等因素的制约，对支护结构的安全性有了更高的要求。

不仅要能保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便，而且要使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内，确保邻近建筑物及市政设施正常使用。

12.1.1 基坑围护结构的分类

桩（墙）式围护体系重力式围护体系

钢筋混凝土地下连续墙柱列式钻孔灌注桩钢板桩钢筋混凝土板桩内支撑体系

桩（墙）式围护体系

组成根据维护墙材料

围护墙结构

支撑或锚杆结构

防水帷幕

根据支撑方式土层锚杆体系

12.1.1 基坑围护结构的分类

地下连续墙

上海地铁新客站车站的长度为202米，净宽22.6米，基坑开挖深度12.4米，地下墙深为20.5米，壁厚65厘米，支撑采用直径580毫米钢支撑两道，分别设在3.60米和-9.10米处，支撑水平间距3米。基坑施工时在墙外辅以轻型井点降水，车站结构分两层，上层为站厅，下层为站台，底板下设倒滤层，以减少底板反力。在基坑施工过程中，进行了原位量测，量测的内容有地下墙的侧压力、地下墙的变位、地下墙的内力、支撑轴力、基坑隆起、墙外地层变位及孔隙水压、底板反力及钢筋应力等。延安东路隧道暗埋段106号地下墙基坑工程，平面呈Y型，地处闹市区，邻近建筑物离基坑最近的仅6.4米。基坑跨度20米，基坑开挖深度最深12米，地下墙深度20～22米，墙厚65厘米。基坑开挖时，采用4道支撑，分别设在-1.0米、3.5米、-6.0米、-8.5米处。基坑开挖中，对墙体位移、支撑轴力和地表沉降监测，结果表明，第一道支撑轴力最小，第二道支撑轴力为640千牛，第三、四道支撑轴力为750千牛，墙体水平变位最大值为5厘米，约为开挖深度的0.5%，地表沉降最大值为1～2厘米，约为开挖深度的0.1～0.2%左右，安全系数高。

12.1.1 基坑围护结构的分类

钻孔灌注桩

钻孔灌注桩作为围护结构承受水土压力，是深基坑开挖常用的一种围护形式，根据不同的地质条件和开挖深度可做成悬臂式挡墙、单撑式挡墙、多层支撑式挡墙等。它的排列形式有一字形相接排列、间隔排列、交错相接排

列、搭接排列、或是混合排列，常见的排列方式是一字板间隔排列，并在桩后采用水泥土搅拌桩、旋喷桩、树根桩等阻水。这样的结构形式较为经济，阻水效果较好。大部分开挖深度在7～12米左右的深基坑，采用钻孔灌注桩挡土，水泥土搅拌桩阻水，普遍获得成功。

12.1.1 基坑围护结构的分类

重力式围护体系

重力式围护体系一般是指不用支撑及锚杆的自立式墙体结构，厚度相对较大，主要借助其自重、墙底与地基之间的摩擦力以及墙体在开挖面以下收到的土体被动抗力来平衡墙后的水压力和维持边坡稳定。在基坑工程中，重力式围护体系的墙体在开挖面以下往往需要有一定的埋入深度。

12.1.1 基坑围护结构的分类

重力式搅拌桩挡墙

在软粘土地基中开挖深度为5～7米左右的基坑，应用深层搅拌法形成的水泥土桩挡墙，可以较充分利用水泥土的强度，并可利用水泥土防渗性能，同时作为防渗帷幕。因此，具有较好的经济效益和社会效益。水泥土重力式挡墙一般做成格栅形式，按重力式挡墙计算。广泛用于开挖深度7米以内的深基坑围护结构、管道沟支护结构、河道支护结构、地下人行道等。 80～90年代，水泥土搅拌桩支挡结构得到了广泛应用和进一步发展，已有数百项工程采用这一新技术。由于施工时无振动、无噪音、无污染、开挖基坑一般不需要井点降水，也不需要支撑和拉锚，基坑内整洁干燥，有利文明施工。基坑周围地基变形小，对周围环境影响小，因此受到普遍欢迎。

12.1.1 基坑围护结构的分类

重力式搅拌桩挡墙

1981年，宝钢纬三路P-5污水处理站是上海地区利用深层搅拌法作为挡土结构的先导。1983年，上海市人防科研所、同济大学地下工程系等单位在市科委的支持下，提出了“水泥土搅拌桩侧向支护应用技术研究”的课题，结合四平路地下车库深基坑开挖进行试验研究。该基坑的实际开挖面积为86米×49米，开挖深度5.75米，局部深度 6.75米。经过对水泥搅拌桩的物理力学特性、影响水泥土抗压强度的各种因素（水泥掺入比、水泥标号、龄期及养护条件等），对水泥土的无侧限抗压强度、抗剪强度、渗透系数等进行了试验研究，获得了许多第一手资料，经过实际开挖，顺利完成了研究任务。得出结论为：在场地容许下，开挖深度不大于7.0米的深基坑，在满足支护体和机械操作所需要的场地面积条件下，不论何种土质条件，只要精心设计（包括支护结构设计和材料配合比设计），严格施工，确保施工质量，采用水泥土搅拌桩进行边坡支护都是可以取得成功的。

12.1.1 基坑围护结构的分类

重力式搅拌桩挡墙

上海市保险公司综合楼双层地下室基坑，面积1500平方米，实际开挖深度7米。原计划采用钢板桩加井点降水方案，因其周围有5层砖混结构居民住宅和4层厂房建筑物，实施原方案有困难。后改用水泥土搅拌桩边坡支护，取得成功，节约成本30%左右，缩短综合工期2个月。 90年代以来，随着工程实践经验的积累，水泥土挡土技术的发展和提高很快。除格栅状结构外，又发展了其他形式或更为节约的结构方案。 1990年，在江苏路排管工程中，第一次应用拱形水泥土支护结构，该工程开挖深度9米，槽宽4.6米，总长度120米，采用变断面水泥拱壁，并在拱脚处设置两道支撑。拱形水泥土支护结构的造价，低于其他结构形式。以上海合流污水治理工程为例，开挖6.5米深、宽12米的箱涵槽，采用拱形结构的造价，仅为钢筋混凝土排桩的一半。

12.1.2 基坑围护结构设计的特点

外力的不确定性

作用在支护结构上的外力往往随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而变化

变形的不确定性

变形控制是支护结构设计的关键围护墙体的刚度支撑（或锚杆）体系的布置构件的截面特性地基土的性质地下水的变化潜蚀和管涌施工质量现场管理水平

产生变形的原因

12.1.2 基坑围护结构设计的特点

土性的不确定性

作用在支护结构上的外力往往随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而变化

一些偶然变化所引起的不确定因素

施工场地内土压力分布的意外变化、事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现以及周围环境的改变等等，这些事前未曾预料的因素都会影响基坑工程的正常施工和使用。

12. 2 基坑工程的设计内容

建筑基坑围护结构的设计一般包括以下内容环境调查及基坑安全等级的确定围护结构选形围护结构稳定性验算土方开挖方案围护结构设计计算井点降水监测要求节点设计

12.2.1环境调查及基坑安全等级的确定

安全等级一二三破坏结果很严重严重不严重

基坑工程围护设计中，首先应根据基坑的深度、地质条件以及周边环境条件确定基坑的安全等级

工程水文地质资料基坑围护结构设计所需要的基本资料场地环境条件资料所建工程的地下室结构、基础桩基图纸与施工条件有关的资料（如实验资料）

12.2.2 围护结构的选择和布置

工程规模围护墙体和支撑结构所用材料的型式及布置方式主体工程特点场地条件应根据环境保护要求岩土工程勘察资料土方开挖方法地区工程经验

12.2.2 围护结构的选择和布置

基坑围护结构的构件（包括围护墙、隔水帷幕和锚杆）在一般情况下不应超出工程用地范围

，否则应事先征得政府主管部门或相邻地块业主的同意

围护墙体和支撑结构的布置遵循的原则

基坑围护结构构件不能影响主体工程结构构件的正常施工

有条件时基坑平面形状尽可能采用受力性能较好的圆形、正多边形和矩形

12.2.3 围护结构设计计算

通过设计计算确定围护结构构件的内力和变形，据以验算截面承载力和基坑位移。

计算模型的假设条件必须符合支护结构的具体情况，所采用的有关参数应根据工程的具体条件和地区的工作经验确定。由于支护结构受力的内力计算和变形计算随着施工的进展而不断变化，因此设计计算必须按不同施工阶段的特征分别进行验算，同时应考虑前一种工况对后面各种工况内力和变形的影响。

12.2.4 围护结构稳定性验算

(1)基坑边坡总体稳定性验算 (2)围护墙体抗倾覆稳定验算 (3)围护墙底面抗滑移验算 (4)基坑围护墙前抗隆起稳定验算 (5)抗竖向渗流验算 (6)基坑周围地面沉降及其影响范围的估计

12.2.5 节点设计

在基坑工程中，经常发生由于支护结构局部节点构造不合理或由于施工不注意而导致基坑过大变形，甚至危及整体安全，因此，必须充分重视节点设计这一环节。方便施工节点构造与设计计算模型中的假设条件一致节点构造应起到防止构件局部失稳的作用尽可能减少节点自身的变形量与整体稳定相关的节点应设置多道防线，同时要有良好的节点延性

合理的节点构造应符合的条件

12.2.6 其他土工问题

井点降水

土方开挖

监测

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

随着我国现代化建设的飞速发展，城市地下空间的开发利用越来越多，基坑设计和施工水平也得到了较大的提高。鉴于深基坑工程的复杂性和不确定性, 迄今为止深基坑工程还没有成熟的理论基础和合理的计算模式，复杂的地质条件又给选择支护结构方案和合理设计参数的选择带来一定的困难。在目前深基坑工程中，施工方案的不合理性和施工经验的不足，是导致深基坑工程失效的重要原因。岩土工程量测已成为深基坑施工中必不可少的手段。在深基坑工程施工中, 对基坑周边进行监测是控制施工进度预防事故发生的一个有效手段。随着岩土工程信息化施工的进一步应用, 监测方法将越来越广泛地得到重视。就目前我们所采用的监测仪器和手段来看, 如果和国际上目前较流行的方法比较, 还存在自动化程度不高的缺点。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

手工操作, 自动化程度不高人为因素干扰大, 监测数据的可靠性难保证

传统的人工测量方法的缺点主要体现在

受天气气候的影响, 如遇

大风暴雨等恶劣环境, 监测可能受到影响, 有时甚至无法进行无法实现实时监测、实时预报, 当前所监测的数据, 需要拿回处理之后, 才能知道结果无法实现1 天24 小时连续观测

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

工程建设概况

上海世博变电站为550千伏大容量全地下变电站，属上海2010年世博会重要配套工程，由上海市电力公司投资建设。工程位于静安区成都北路、北京西路、山海关路和大田路环绕成的区域之中，站址可用地块南-北方向长约220m、东-西方向宽约200m。变电站为全地下四层筒型结构，地下建筑直径（外径）为130m，地下结构埋置深度约33.5m。根据市政规划，本站址所在地块为公共绿地，地面部分将建设上海市“雕塑公园”。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

工程建设概况

本工程基坑开挖深度为33.70m。围护结构采用地下连续墙，地下连续墙既作为围护结构又作为地下室外墙的一部份。地下连续墙厚度1.2m，插入深度 23.8m，插入比为0.71。两幅地下连续墙接头外侧设置Φ1000高压旋喷桩止水。地下连续墙混凝土设计强度等级C35（水下混凝土提高一级），墙底进行注浆加固。采用全逆作法施工，基坑在逆作法施工过程中，利用主体地下结构四层结构梁板作为开挖阶段的内支撑系统。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的目的 (1) 为施工提供及时的反馈信息

基坑开挖施工是分层分段进行的，通过将施工监测结果与预估值作比较，可验证原开挖施工方案的正确性，或根据分析结果调整施工参数，必要时采取附加施工措施，以达到信息化施工的目的。

(2) 作为设计与施工的重要补充手段

基坑工程设计与施工方案是设计人员对实体进行物理抽象，采取数学分析方法进行定量预测计算，加之以长期工程实践经验而确定的，在很大程度上反映了基坑的实际情况。但由于各个场地的地质条件不同，施工工艺和周边环境存在差异，具体项目之间千差万别，设计计算未曾计入各种复杂因素，因此必须依据监测结果进行局部修改或完善。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的目的 (3) 作为施工开挖方案修改的依据

根据监测结果来判断原施工方案是否安全和适当，必要时对其进行调整，如减少日出土量、改变开挖顺序或采取加固排险措施等，可以说监测数据是基坑提高施工安全度的至关重要的定量化依据。

（4）积累经验以提高基坑工程设计和施工水平

就目前的技术水平而言，基坑工程的设计和施工，对通常采用的力学分析、数值计算和室内试验，总是在不同程度上对客观事物进行

了简化或近似处理，而现场监测技术则客观真实地反映了工程结构和环境相互关系。通过对监测数据的分析，可以为今后积累相关经验。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的目的

（5）监测数据也是解决法律纠纷的有力证据

在建筑物和地下管网密布的城市内进行基坑施工，不可避免地对周边环境造成影响，由此引起的法律纠纷屡见不鲜，一份完整的监测报告能为客观公正解决这些问题提供依据

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本内容

针对基坑侧壁的安全等级，不同规范对基坑监测项目有不同的规定。一般监测内容由设计单位根据具体情况选定。

基坑监测的基本要求

①监测工作必须有计划地进行； ②监测数据必须真实可靠和及时； ③埋设在结构中的监测元件应尽量减少对结构正常受力的影响，埋设水土压力检测元件、测斜管和分层沉降管时应注意回填土与岩石介质匹配；④采取多种方法，实行多项内容的监测方案； ⑤预先设定报警制度，报警值包括变形和内力深基坑安全监测技术及其应用

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法沉降监测

采用重复精密水准测量的方法进行，一般是在建筑物的外围布设1 条闭合水准环线，再由水准环中的固定点测定监测点的高程，这样每隔一定周期进行一次精密水准测量，求出各水准点和沉降点的高程平差值。某一沉降监测点的沉降量即为首次观测求得的高程与本次复测求得的高程之差。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法水平位移监测

① 轴线法：沿要测量的基坑边线设置一条视准线（如图1），两端设置工作基点A、B，并在直线边上布设水平位移点，将轴线用经纬仪投射到位移点旁边，即可量取位移点与轴线的垂距，两次垂距的差值即为水平位移量，该法方便直观，但要求仪器架设在变形区外，且测站与位移点不宜太远。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法水平位移监测

② 小角法：视准线小角法（如图2）与轴线法相类似，也是沿基坑每一边建立1 条轴线（即以各固定的方向），通过测量固定方向与测站至位移点方向的小角变化△b i，并测得测站至位移的距离L，通过公式△i＝L?△b i 计算各观测点的位移量△i。该法也要求仪器架设在变形区外，且测站与位移点不宜太远。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法土体分层沉降仪量测

土体分层沉降是指离地面不同深度处土层内各点的沉降或隆起，通常用磁性分层沉降仪量测。在

基坑开挖前预埋分层沉降管和钢环，并测读各钢环的起始标高，与其在基坑施工开挖过程中测得标高的差值，即为各土层在施工过程中的沉降或隆起。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法支撑内力监测

钢筋混凝土围护构件的内力或轴力监测通常是在其内埋设钢筋计，通过测定构件受力钢筋的应力或应变，再根据钢筋与混凝土共同作用和变形协调条件等计算得到。钢筋计有钢弦式和电阻片式两种，分别用频率计和电阻应变仪测量。由于主钢筋一般沿混凝土结构截面周边布置，因此钢弦式钢筋应力计应上下或左右对称布置，或在矩形断面的4 个角点处布置，由钢筋计的拉力或压力可以计算构件内力，在室外温度变化较大的季节还需注意温差对监测结果的影响。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法锚杆位移拉力监测

采用锚杆轴力计监测锚杆拉力的变化，钢筋锚杆可采用钢筋应力计和应变计，其埋设方法与钢筋混凝土中的埋设方法相类似。在整个基坑开挖过程中，每天宜监测一次，并根据开挖进度和监测结果的变化情况适当增减。当基坑开挖到设计标高时，锚杆上的荷载应是相对稳定的，如果每周荷载变化量大于锚杆所受荷载的5%，就应查明原因并采取适当措施。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法地下水监测

采用钢尺水位计量测，对于地下水位较高的水位观测井，也可用干的钢尺直接插入水位观测井，记录湿迹与管顶的距离，根据管顶高程即可计算地下水位的高程，钢尺长度需大于地下水位与孔口间距。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法地下管线变形监测

对地下管线的监测是对其进行间接保护，主要采用间接测点和直接测点两种形式。间接测点常设在管线的窑井盖上，或管线轴线相对应的地表，将钢筋直接打入地下，深度与管底一致作为标记，但因测点与管线之间存在介质，与管线本身的变形有一定差异，适用于人员与交通密集不宜开挖的地方。

12.3 自动化监测技术在深基坑工程的应用

基坑监测的基本方法土压力与孔隙水压力

监测采用在量测位置上埋设土压力传感器来进行监测，常用的土压力盒有钢弦式和电阻式等，选择时应参照桩墙测点标高水土压力的计算预估值，选择合适的测试量程，以充分提高量测精度。土压力盒实测的压力为土压和孔隙水压力的总和，应扣除孔隙水压力及实测的压力值才是实际的土压力值。孔隙水压力量测结果可用于固结计算及有限应力法的稳定性分析，在打

桩、堆载预压法地基加固的施工速度控制，以及基坑开挖、沉井下沉和降水等引起的地表沉降控制中具有十分重要的作用，其原因在于饱和软土粘土受荷后孔隙水压力会发生变化，掌握其规律就能及时采取措施，避免不必要的损失，孔隙水压力计可采用压入法或钻孔法进行埋设。

12.4 基坑围护结构的内力计算

12.4.1 围护结构的计算模型及计算原则基坑工程的计算模型包括:结构模型、水土压力模型、稳定性分析模型等。对于围护结构的计算一般采用考虑桩（墙）土共同作用的弹性地基上的杆系或框架模型，根据施工过程中发生的实际工况分步进行计算，同时考虑施工工况引起结构的先期位移值以及支撑变形的影响或采用荷载增量法进行计算，即所谓的“先变形、后支撑”的原则。计算工况包括开挖阶段到内部结构回筑阶段各工况的内力组合，最终的位移及内力值是各阶段的累计值。

12.4 基坑围护结构的内力计算

12.4.2 桩（墙）内力的计算分析方法（一）弹性地基杆系有限单元法

弹性地基杆系有限单元法是当前基坑工程设计的最常用方法：

1.结构理想化 2.结构离散化 3.挡土结构的节点应满足变形协调条件 4.单元所受荷载和单元节点位移之间的关系 5.根据静力平衡条件，作用在结构节点的外荷载必须与单元内荷载相平衡。

12.4 基坑围护结构的内力计算

12.4.2 桩（墙）内力的计算分析方法（二）挡土结构的有限元分析

以往采用的古典法以及山肩邦男法、弹性法等计算方法不能有效地计入基坑开挖时挡土结构及支撑轴力的变化过程。有限单元法作为一种计算方法具有灵活、多样、限制少、易于模拟等优点而在挡土结构分析中广为采用。在使用有限元对挡土结构分析时，可有效地计入基坑开挖过程中的多种因素，例如作用在挡土结构上被动侧和主动侧的水土压力的变化，支撑随开挖深度的增加其架设数量的变化、支撑架设前的挡土结构位移以及架设后支撑轴力也会随后次开挖过程而逐渐得到调整，支撑预加轴力对挡土结构内力变化的影响，以及空间作用下挡土结构的空间效应问题等。

12.5 基坑稳定性验算

整体失稳破坏承载力不足导致的破坏基坑失稳的表现形式基底滑移破坏基底潜蚀、管涌渗流支撑结构破坏被动土压力丧失 12.5.1 边坡稳定 12.5.2 基坑隆起稳定 12.5.3 整体稳定性验算 12.5.4 坑底抗渗流稳定性验算 12.5.5 承压水的影响

12.6 基坑工程设计

12.6.1基坑设计所需资料工程地质调查调查基坑所处地的地质构成，土层分类，土的参数，地层描述，地质剖面图以及必要数量的堪探点地质柱状图。水文地质调查

（

1）地下各层含水层的地下水位的高度及升降变化规律；（2）地下各层土层中水的补给和动态变化及其与附近大小水体的连通情况，土层中水的竖向和水平向渗透系数；（3）潜水、承压水的水质水压及地下贮水层的水流速度，流向；（4）特别要注意可能导致基坑失稳的流砂和水土流失问题。调查粘性土中薄砂层的流动性。

12.6 基坑工程设计

地下障碍物调查

（1）是否存在旧建筑物基础和桩。（2）是否存在废弃地下室，人防工程，废井和废管道。（3）是否存在工业和建筑垃圾。（4）是否存在暗滨及其分布情况。

周围环境的调查

（1）临近建筑物和地下设施的类型。分布情况和结构质量的检测资料；（2）用地退界线及红线范围图、场地周围地下管线图、建筑总平面图、地下结构平面和剖面图。

12.6 基坑工程设计

12.6.2 围护方案比选

基坑工程的围护结构主要支撑承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将荷载传至支撑,是稳定基坑的一种临时性挡墙结构。

常用围护结构钢管桩预制混凝土板桩灌注桩桩板式墙钢板桩墙地下连续墙土钉墙水泥土墙

12.6 基坑工程设计

12.6.3 基坑设计参数的确定计算原则

（1）土体用在围护墙上的侧压力，宜按水土分算的原则计算（侧压力等于土压力和水压力之和）；（2）也可按水土合算的原则计算侧压力。

土体作用在围护墙上的侧压力计算应考虑下列因素

（1）土的物理力学性质（土的重度、抗剪强度）；（2）墙体相对土体的变位方向和大小；（3）地面坡度、地面超载和邻近基础荷载；（4）地下水位及其变化；（5）支护结构体系的刚度；（6）基坑工程的施工方法和施工顺序。

12.6 基坑工程设计

土压力计算

1、静止土压力 2、主动土压力 3、被动土压力 4、动用土压力（包括提高的主动土压力、降低的被动土压力和增大的被动土压力）

水压力计算

12.6 基坑工程设计

水泥土围护结构设计 1、水泥土围护结构的整体稳定性计算 2、水泥土围护墙体抗沿墙底面滑动的计算 3、水泥土围护结构的抗渗计算 4、水泥土围护结构绕前趾的抗倾覆验算 5、受谷仓土压力条件限制的格栅断面尺寸的验算 6、水泥土加固体坑底截面出应力验算 7、墙顶的水平位移量估算

12.6 基坑工程设计

板式围护结构设计

1、围护墙底地基承载力验算 2、基坑底部土体的抗隆起稳定性验算 3、围护墙底部土体的抗渗流或抗管涌稳定性验算 4、基坑底部土的抗承压水头的稳定性验算 5、板式围护墙结构的抗倾覆稳定性验算 6、板式支护结构和地基的整体滑动稳定性验算 7、围护墙结构的内力和变形计算 8、支

撑或锚碇与围檩体系的结构内力、变形和稳定性计算

9、支撑竖向立柱的结构内力、变形和稳定性计算 10、支护结构的构件截面强度和节点构造设计与计算 11、基坑外地表变形和土体移动的验算 12、围护墙结构兼作工程主体结构时，按照主体结构设计所遵循的规范，验算长期荷载作用时的结构内力和变形等

12.7 基坑围护结构计算书

润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇位于镇江市润州区蒋乔镇五摆渡村大伍西组南侧，锚碇中心距江边大堤540m，距达标大堤270m，周边主要为农田和公路，100～200米范围内无农民住宅。根据招标文件和工程地质勘测报告。一、设计方案本工程场地位于长江江岸，地下水位较高且受长江潮位的影响，给地下工程的设计和施工带来很大困难。本工程采用地下连续墙作为基坑围护结构，平面布置为矩形，平面外包尺寸为69mX54.6m，墙厚1.2m，墙体设计有效深度33.55m。地下连续墙共48幅。设计地下连续墙墙顶标高为1.55m，墙底标高-32m。为保证地连墙成槽的槽壁稳定性，在地连墙槽段两侧采用深18m的双头水泥土搅拌桩加固槽壁。

12.7 基坑围护结构计算书

支撑采用钢筋混凝土内支撑体系，竖向布置根据开挖深度及便于基坑施工和土方开挖的原则，共设置六道，竖向间距为4.5（深部）～5（浅部）m。支撑平面布置由中间的环梁、边部的角撑、边桁架以及围檩构成复合受力体系。环梁直径42m，使基坑中部有较大空间，便于土方作业，提高施工速度。第一道围檩平面尺寸采用1.2mX0.8m，第二、三、六道采用1.4mX0.9m，第四与第五道采用1.6mX1.0m，环梁的平面尺寸相应采用1.6mX0.8m、1.8X1.0m和2.0mX1.2m，其余支撑尺寸详见图1。

12.7 基坑围护结构计算书

二、计算模型 1．计算简图基坑平面布置为矩形，非常规则，周边土层条件和受力条件基本相同，可以按板带简化计算，详见图2。

12.7 基坑围护结构计算书

2．计算工况根据基坑开挖和钢筋混凝土支撑的施工步序，计算中共考虑13种工况，见表1。

12.7 基坑围护结构计算书

三、地下连续墙内力变形计算结果

12.7 基坑围护结构计算书

四、基坑稳定验算

12.7 基坑围护结构计算书

五、钢筋混凝土支撑内力变形计算结果

12.7 基坑围护结构计算书

六、地下连续墙配筋计算

七、钢筋混凝土内支撑配筋计算

谢

范文二：基坑围护结构体系

专业知识分享版摘要:广州地铁九号线高增站二期基坑工程邻近地铁三号线运营中的隧道，为减少施工过程中对三号线隧道的影响，保证基坑和运营中隧道的安全，采用了旋喷桩对隧道进行保护和基坑加固，文中介绍基坑的围护结构体系、隧道保护、基坑加固及自动化监测等施工技术和措施。

关键词:基坑围护结构体系;地下连续墙;旋喷桩;施工监测;自动化监测

1工程概况

广州市轨道交通九号线高增站位于白云区人和镇机场二期控制用地南侧、机场高速公路东侧地块内，为九号线和三号线的换乘站，与三号线高增站平行，均为南北向布置。该站基坑总长度为558.95m，起止里程YDK19+560.3,YDK20+119.2，分两期施工，一期为车站北边部分，二期为南边部分。

二期基坑长度193.7m、宽度11.4m、平均开挖深度10.9m，起止里程YDK19+925.6,YDK20+119.2。三号线隧道与基坑平行，位于东侧距基坑4.8m处。基坑平面布置如图1。基坑范围内自上而下各岩土分层及其特征见表1，场区地下水丰富，主要为第四系松散土层孔隙水和基岩裂隙水，埋深约3.0m。

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本场区地质特点如下:?岩层主要为砂岩，岩体硬度较小，连续墙入岩量较少;?淤泥质粘土层厚度较大，主要集中在基坑中部位置，且刚好位于基底以下2,10m的范围;?砂层分布较广，场地透水性强。

2基坑围护结构体系

基坑土方开挖过程中，由于基坑内土体卸载，将直接引起基坑底部一定范围土体的回弹，基坑侧面土体产生向基坑内滑移变形，从而导致三号线隧道产生形变。基坑开挖重点需要控制好隧道变形以及对周边环境的影响，因此必须有一个稳固可靠的基坑围护结构体系。

基坑围护结构采用800mm厚地下连续墙(工字钢接头)+2道支撑的形式，第1道为钢筋混凝土撑，第2道为钢管支撑。基坑围护结构体系剖面如图2。

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2.1地下连续墙施工

基坑东侧邻近三号线隧道，连续墙采用5.0m宽的标准分幅，其余则采用6.0m宽的标准分幅。连续墙成孔施工采用抓冲结合的施工工艺，先用液压抓斗成槽，再用冲桩机入岩，液压抓斗成槽施工对土体的扰动小于冲桩机的影响。为保障运营中的地铁三号线的安全，连续墙施工各环节均严格按照施工规范进行控制，同时还有针对性地采取了以下技术措施:

?连续墙施工前，在东侧基坑外与隧道之间先行施工双排Ф600@450 单管旋喷桩，以保护成槽阶段三号线隧道的安全。

?基坑东侧连续墙采取隔三打一的顺序跳槽施工，其他槽段则按照隔一打一的顺序跳槽施工，施工顺序如图3。

?基坑东侧连续墙成槽施工过程中加大泥浆比重，控制在1.4,1.5，防止孔壁失稳引起塌孔，清孔后控制泥浆比重为1.1,1.15。

?冲桩机冲岩施工采用“低锤高频”方法，控制锤的落差在1.0m以内，减少成槽过程中冲锤土体的扰动，降低锤击振动对隧道的影响，冲孔桩冲岩尽量安排在地铁不运营的夜晚进行施工。

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专业知识分享版 2.2隧道保护旋喷桩施工

?试桩:在双排Ф600@450 单管保护旋喷桩施工前，我们组织进行了试桩，以获取优化的施工参数，具体如下:?提升速度20cm min，注浆压力20MPa，旋转速度25r min时，水灰比为1.0，1.2，1.5;?提升速度25cm min，注浆压力20MPa，旋转速度25r min时，水灰比为1.0，1.2，1.5。根据成桩效果及对土体扰动的判断，选定提升速度25cm min，注浆压力20MPa，旋转速度25r/min，水灰比为1.0，水泥含量不少于350kg m。

?按照设计要求，在东侧连续墙施工前先施工保护旋喷桩，桩长按进入相对不透水层1.5m控制，待旋喷桩桩身强度达到设计要求后再进行连续墙成槽施工。

?旋喷桩的施工顺序是先施工连续墙一侧的排桩，后施工靠近隧道的排桩，并采取隔二打一的顺序跳孔施工，保证桩身质量。

2.3基坑内加固旋喷桩施工

?对基底淤泥质粘土层采用Ф600@1000 单管旋喷桩进行加固处理，呈梅花状布置，施工前同样进行试桩，并根据成桩质量选择提升速度20cm min，注浆压力20MPa，旋转速度20r min，水灰比1.0，水泥含量不少于360kg m，加固范围如图1，旋喷桩布置方式如图4。

?旋喷桩的施工顺序:按照单桩按由西往东连续施工，并由南往北分排施工。 2.4钢管降水井

根据基坑长度，按照单井有效抽水半径20m的经验值，共布置5个钢管降水井，其具体位置根据现场实际情况作适当调整，避开支撑梁位置。

?降水井采用 Ф1000 冲孔桩成孔，比基坑底深5m，井身采用Ф 600 钢管制作，管身开小孔，外包塑料滤网和铁丝网并用铁丝扎牢，钢管下孔后要清孔，钢管外面回填3~5cm碎石至地面。

?降水井施工后及时用潜水泵从井底进行抽水，同时从井外回填的碎石处灌注自来水，将管内泥浆水抽净，土方开挖半个月前启动基坑的降水井进行抽水，及时降低基坑内地下水位。

?抽水过程安排专人跟踪记录，并及时分析整理，以指导基坑施工。

3基坑开挖施工

根据地铁基坑施工经验以及“竖向分层，纵向分段，先撑后挖，平衡挖土”的原则组织施工。由于本基坑较狭长，且为降低基底土方卸载速度，土方开挖由南向北施工，采用反铲挖掘机接力传土和分段分层

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专业知识分享版放坡退挖法流水施工，如图5,6所示。

3.1第1层土方开挖及冠梁、支撑梁施工

?第1道支撑为钢筋混凝土支撑，对撑截面700×800，琵琶撑截面500×700，斜撑截面600×800，支撑梁支顶在冠梁上，梁面齐平，冠梁和支撑梁中心线标高为广州高程13.5m，冠梁截面800×800。

?施工流程:基坑土方开挖至钢筋混凝土支撑梁底?梁底土方平整加盖油毡布作支撑梁底模?地下连续墙顶与冠梁连接面凿毛(地下连续墙墙身凿除保护层)?绑扎支撑梁和冠梁(或腰梁)钢筋?支立侧模板?浇筑混凝土?养护、拆模、清理。

?钢筋混凝土支撑梁、冠梁和腰梁均采用C30普通混凝土。钢筋混凝土支撑混凝土强度达到设计强度80%后，进行下一层土石方开挖，支撑拆除前主体结构混凝土强度应达到80%。 3.2第2层土方开挖及腰梁、钢支撑施工

?第2道支撑对撑采用Ф600(t=12)钢管支撑，腰梁均为2I45a钢腰梁;角撑采用钢筋混凝土支撑，角撑截面600×800，混凝土腰梁截面700×800。第2道支撑中心线标高为广州高程8.00m，钢支撑预加轴力为600kN。

?钢支撑安装施工流程:土方开挖至钢支撑梁底?清理墙面?支撑位置弹线就位?三角托架安装?钢围檩安装?水平钢支撑吊装?钢支撑施加预应力?钢锲安设、固定?保压一定时间?拆除千斤顶。

?当底板混凝土强度达到80%以上时，便可拆除第2道Ф 600 钢支撑和钢围檩。 3.3第3层土方开挖及底板垫层施工

第3层土方采用机械开挖至基底以上20cm后，改用人工开挖找平，并在旋喷桩加固区域换填15cm厚碎石。基底标高4.5m，第3层土方开挖采用盆式开挖原理，在基坑两侧盆边留土，盆底开挖，稳定后再挖盆边土(如图5)。

基坑开挖完毕进行基底找平处理后，立即分块浇筑15cm厚C15混凝土垫层，按“先挖先做、随挖随做”和“限时施工”的原则，每块垫层紧紧跟上土方开挖的进度和节奏。

3.4车站主体结构施工

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根据基坑长度，将主体结构按每段长度24m分为8段，主体结构跟随土方开挖的进度按底板、侧墙、顶板的钢筋、模板、混凝土形成流水作业。主体结构施工采取以下措施:

?施工缝采用快易收口网封口，接缝处采用镀锌止水钢板增加水流路径;

?同一构件中相邻受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段长度为1.3倍搭接长度，凡接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段，区段内纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率分别为?25%，50%，100%的，其搭接长度分别为(1.2，1.4，1.6)LaE。

?底板、侧墙、顶板采用C30、S8抗渗混凝土，浇筑前24h内对垫层进行洒水湿润，采用“一个坡度、分层浇筑、循序推进、一次到顶”的斜面分层法浇筑，边浇筑边振捣，振捣器插入可采用行列式或交错式，振动棒移动距离不应大于50cm，每点振动时间10s,30s，以混凝土表面不再显著下沉，出现气泡及表面泛浆为准。

4施工监测

4.1基坑围护结构体系及周边环境监测

地铁基坑施工中，我们对基坑围护结构体系变形及周边环境按设计要求布点进行动态监测，及时反馈信息和指导施工，确保变形不超过控制值，发现施工过程中的异常情况及时报警。布点情况如图1，监测项目控制值及报警值见表2。对于测斜光滑的变化曲线，若出现明显拐点也应做出报警处理。

基坑支护结构体系中，围护结构变形监测信息最能反映基坑的安全稳定性。本基坑共布设了40个连

#续墙变形监测点，通过变形量最大的S8测斜孔(位于基坑西侧中间的连续墙内)的位移曲线(如图7)，说明各阶段施工过程中基坑安全稳定性得到了有效控制。

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4.2三号线隧道的自动化监测

?由于地铁运营采用封闭式管理，频繁进出隧道进行监测作业难以实现且不安全。我们对三号线隧道结构的三维变形采用自动化监测，只需一次请点进入地铁隧道，安放自动化监测仪、铺设电线、布设监测点、基准点及校核点，之后便可通过计算机获取隧道结构的变形数据并进行分析。

?采用徕卡Geomos软件进行自动变形监测，该系统具有自动控制及变形数据分析功能，将自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体。将TCA自动化全站仪安置在隧道侧壁的强制对中托盘架上，现场通过变压稳压设备对其进行不间断供电，保证对其本身的长效供电电池充电，全站仪数据通过CDMA模块传输到数据中心(办公室)，同时将监测指令传输到采集设备(全站仪)。实现远程自动的变形监测。

?专业监测单位在对应的三号线隧道左、右线隧道各布设7条断面，断面间距30m;每断面内布设4个监测点，隧道底板1个、顶部1个、中腰两侧各1个，共计56个监测点。

各阶段施工过程中，隧道结构安全得到了良好的保护，三号线右线隧道底结构变形曲线如图8。

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5结束语

本基坑工程各项工序全部顺利完成，基坑围护结构体系变形、周边环境及三号线隧道结构变形均没有突破警戒线，工程施工安全、可靠;施工没有对三号线正常、安全运营造成影响，避免了可能出现的施工风险，受到了监理、业主的好评，创造了良好的社会效益。

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范文三：基坑围护结构施工

基坑围护结构施工

摘要：随着社会的快速发展，建筑业发展越来越快。基坑工程应用也越来越广，在基坑的施工中，通过对围护结构的分析设计相应的方案。本文以实例为例来分析基坑围护结构施工的方案。

关键词：基坑围护；施工；方案

1. 工程概况

本工程拟建物由1#~4#楼4幢住宅楼及1幢3层商业楼组成。工程设一层地下室，建筑占地面积，基础采用筏板+独立基础+抗水板形式。目前工程现场中心岛部分已开挖约4~5m，周边土方保留。

本工程场地相对标高为-0.00m 。

地下室底板面标高-4.25、-5.45m ，主楼底板板厚1500mm ，裙房底板板厚400mm ，底板底标高为-4.75/-5.85、-5.95/-7.05m。

独立基础底标高为-5.45、-6.55m ；主楼筏板底标高为-5.85、-7.05m ；主楼电梯井位置开挖面标高-8.95m ，与核心筒外筏板底高差1.90、2.60、3.10m 。

基坑北侧多民房分布，且基坑顶边线距离用地红线近，约2.20~2.80m。

基坑西南角有民房，基坑顶边线距民房0.00m ，西北角为空旷地坪，基坑顶边线距离用地红线约9.50m 。

基坑南侧有民房分布，其中基坑顶边线距离围墙最近处仅0.60m 。

基坑东侧为俞源街，基坑顶边线距离道路边线约4.50~5.60m。

2. 基坑围护结构施工

2.1地下连续墙

地下连续墙就是预先进行成槽作业，形成具有一定长度的曹段，在曹段内放入预制好的钢筋笼，并浇注混凝土建成墙段。地下连续墙施工主要分为以下几个部分：导墙施工；钢筋笼制作；泥浆制作；成槽放样；成槽；下锁口管；钢筋笼吊放和下钢筋笼；下拔砼导管浇筑砼、拔锁口管。

2.2SMW 工法

SMW 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

范文四：最新基坑围护结构

最新基坑围护结构

一、钻孔咬合桩施工技术

二、超缓凝混凝土的施工控制

三、国产MZ 系列套管钻机简介

四、机具设备及劳力配置

五、质量控制及验收标准

（一）、质量控制

（二）、验收标准

参考文献：

1、《市政桥梁工程施工及验收规程》（上海市标准 DBJ08-228-97）

2、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）

3、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）

4、《上海市中环线邯郸路地道工程围护结构设计》（铁道部第四勘察设计院2003年7月）

一、钻孔咬合桩施工技术

1、工艺原理

钻孔咬合桩，即采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合排列的一种基坑围护结构。桩的排列方式有两种，一种为一个素砼桩（A 桩）和一个钢筋砼桩（B 桩）间隔，如图一（a ）；另一种排列方式为一个钢筋笼为矩

形的砼桩（A 桩）和一个钢筋笼为圆形的砼桩（B 桩）间隔布置，如图一（b ）。两种排列方式在施工时均先施工A 桩，后施工B 桩，A 桩砼采用超缓凝型砼，要求必须在A 桩砼初凝之前完成B 桩的施工，B 桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A 桩相交部分的砼，则实现了咬合。如

图二所示。

2、工艺流程及操行要点

2．1导墙的施工

为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率，应在桩顶上部施作砼或钢筋砼导墙，这是钻孔咬合桩施工的第一步。

具体步骤：

○1平整场地：清除地表杂物，填平碾压地面管线迁移的沟槽。

○2测放桩位：根据设计图纸提供的坐标按外放100mm （为抵消咬合桩在基坑开挖时在外侧土压力作用下向内位移和变形而造成的基坑结构净空减小变化）计算排桩中心线坐标，采用全站仪根据地面导线控制点进行实地放样，并作好护桩，作为导墙施工的控制中线。报甲方、监理复核。

○3导墙沟槽开挖：在桩位放样线符合要求后即可进行沟槽的开挖，采用人工开挖施工。开挖结束后，立即将中心线引入沟槽下，以控制底模及模板施工，确保导墙中心线的正确无误。

○4钢筋绑扎：沟槽开挖结束后绑扎导墙钢筋，导墙钢筋设计用Ф12螺纹钢，施工时单层双向布置，钢筋间距按200×200排列，水平钢筋置于内侧，钢筋施工结束并经“三检”合格后，填写隐蔽工程验收单，报甲方、监理验收，经验收合格后方可进行下道工序施工。

○5模板施工：模板采用自制整体钢模，导墙预留定位孔模板直径为套管直径扩大2cm 。模板加固采用钢管支撑，支撑间距不大于1米，确保加固牢固，严防跑模，并保证轴线和净空的准确，砼浇注前先检查模板的垂直度和中线以及净距是否符合要求，经“三检”合格后报甲方、监理通过方可进行砼浇注。

○6砼浇注施工：砼浇注采用人工与反铲配合，砼浇注时两边对称交替进行，严防走模。如发生走模，应立即停止砼的浇注，重新加固模板，并纠到设计位置后，方可继续进行浇注。振捣采用插入式振捣器，振捣间距为600mm 左右，防止振捣不均，同时也要防止在一处过振而发生走模现象。

2．2单桩的施工工艺流程

（1）钻机就位：

等导墙有足够的强度后，拆除模板，重新定位放样排桩中心位置，将点位反到导墙顶面上，作为钻机定位控制点。移动套管钻机至正确位置，使套管钻机抱管器中心对应定位在导墙孔位中心。

（2）取土成孔：

在桩机就位后，吊装第一节管在桩机钳口中，找正桩管垂直度后，磨桩下压桩管，压入深度约为2.5—1.5m ，然后用抓斗从套管内取土，一边抓土、一边继续下压套管，始终保持套管底口超前于开挖面的深度≦2.5m 。第一节套管全部压入土中后（地面以上要留1.2—1.5m ，以便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土??，如此继续，直至达到设计孔底标高。

（3）吊放钢筋笼：

如为钢筋砼桩，成孔检测合格后进行安放钢筋笼工作，安装钢筋笼时应采取有效措施保证钢筋笼标高的正确。

（4）灌注混凝土：如孔内有水时需采用水下砼灌注法施工，如孔内无水时则采用干孔灌注法施工，此时应加强振捣。

（5）拔管成桩：

一边浇注砼一边拔管，应注意始终保持套管底低于砼面≦2.5m 。咬合桩单桩施工工艺流程如图三所示：

图三单桩施工工艺流程图

2．3排桩的施工工艺流程

总的施工原则是先施工A 桩，后施工B 桩，其施工工艺流程是：A1—A2—B1—A3—B2—A4—B3??，如图四所示：

3、关键技术

3.1孔口定位误差的控制

为了保证钻孔咬合桩底部有足够的厚度的咬合量, 应对其孔口的定位误差进行严格的控制, 孔口定位误差的允许值可按表-1来进行选择。孔口定位误差允许值表-1

桩长

咬合厚度 10m以下 10~15m 15m以上

100mm ±10 ±10 ±10

150mm ±15 ±10 ±10

200mm ±20 ±15 ±10

为了有效的提高孔口的定位精度，应在钻孔咬合桩桩顶以上设置砼或钢筋砼导墙，导墙上定位孔的直径宜比桩径大20mm ，如图五所示。钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并检查调整，使套管周围与定位孔之间的空隙保持均匀。

3.2桩的垂直度的控制

为了保证钻孔咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，根据我国《地下铁道工程施工及验收规范》规定，桩的垂直度标准为3?。

成孔过程中要控制好桩的垂直度，必须抓好以下三个环节的工作。

（1）套管的顺直度检查和校正

钻孔咬合桩施工前在平整地面上进行套管顺直度的检查和校正，首先检查和校正单节套管的顺直度，然后将按照桩长配置的套管全部连接起来进行整根套管（15～25m ）的顺直度偏差宜小于10mm 。检测方法：于地面上测放出两条相互平行的直线，将套管置于两条直线之间，然后用线锤和直尺进行检测。

（2）成孔过程中桩的垂直度监测和检查

①地面监测：在地面选择两个相互垂直的方向采用经纬仪或线锤监测地面以上部分的套管的垂直度，发现偏差随时纠正。这项检测在每根桩的成孔过程中应自始自终坚持，不能中断。

②孔内检查：每节套管压完后安装下一节套管之前，都要停下来用测斜仪或“测环”进行孔内垂直度检查，不合格时需进行纠偏，直至合格才能进行下一节套管施工。具体细节见“钻孔咬合桩垂直度检测方法”

（3）纠偏

成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整，纠偏的常用方法有以下三种：

①利用钻机油缸进行纠偏：如果偏差不大于或套管入土不深（5m 以下），可直接利用钻机的两个顶升油缸和两个推拉油缸调节套管的垂直度，即可达到纠偏的目的。

②A 桩纠偏：如果A 桩在入土5m 以下发生较大偏移，可先利用钻机油缸直接纠偏，如达不到要求，可向套管内填砂或粘土，一边填土一边拔起套管，直至将套管提升到上一次检查合格的地方，然后调直套管，检查

其垂直度合格后再重新下压。

③B 桩的纠偏：B 桩的纠偏方法与A 桩基本相同，其不同之处是不能向套管内填土而应填入与A 桩相同的砼，否则有可能在桩间留下土夹层，从而影响排桩的防水效果。

3.3钻孔咬合桩咬合厚度的确定

相邻桩之间的咬合厚度d 根据桩长来选取，桩越短咬合厚度小（但最小不宜小于100mm ），桩越长咬合厚度越大，按下式进行计算：

d －2（kl+q）≥50mm （即保证桩底的最小咬合厚度不小于50mm ）式中 l——桩长

k——桩的垂直度

q——孔口定位误差容许值

d——钻孔咬合桩的设计咬合厚度

3.5如何克服“管涌”

如图六所示，在B 桩成孔过程中，由于A 桩砼未凝固，还处于流动状态，A 桩砼有可能从A 、B 桩相交处涌入B 桩孔内，称之为“管涌”，克服“管涌”有以下几个方法：

① A桩砼的坍落度应尽量小一些，不宜超过18cm ，以便于降低砼的流动性。

② 套管底口应始终保持前于开挖面一定距离，以便于造成一段“瓶颈”，阻止砼的流动，如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于2.5m 。

③如有必要（如遇地下障碍物套管底无法超前时）可向套管内注入一定

量的水，使其保持一定的反压力来平衡A 桩砼的压力。阻止“管涌”的发生。

④ B桩成孔过程中应注意观察相邻两侧A 桩砼顶面，如发现A 桩砼下陷应立即停止B 桩开挖，并一边将套管尽量下压。一边向B 桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。

3.6遇地下障碍物的处理方法

总的来说，套管钻机施工过程中如遇地下障碍物处理起来都比较困难，特别是施工钻孔咬合桩还要受时间的限制，因此在进行钻孔咬合桩施工前必须对地质情况十分清楚，否则会导致工程失败。对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积较小的孤石等，可以先抽干套管内积水，然后再吊放作业人员下去将其清除即可。

3.7克服钢筋笼上浮的方法

由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小，因此在上拔套管的时候，钢筋笼将有可能被套管带着一起上浮。其预防措施主要是：

① B桩砼的骨料粒径应尽量小一些，不宜大于20mm 。

②在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。

3.8分段施工接头的处理方法

往往一台钻机施工无法满足工程进度，需要多台钻机分段施工，这就存在在先施工段的接头问题。采用砂桩是一个比较好的方法，如图七所示。

在施工段与段的端头设置一个砂桩（成孔后用砂灌满），待后施工段到此接头时挖出砂灌上砼即可。

3.9钻进入岩的处理方法

如前所述, 钻孔咬合桩仅适用于软土地质，但施工中遇到局部小范围区域少量桩入岩情况，可采用“二阶段成孔法”进行处理：第一阶段，不论A 桩还是B 桩，先钻进取土至岩面，然后卸下抓斗改换冲击锤，从套管内用冲击锤冲钻至桩底设计标高，成孔后向套管内填土，一边填土一边拔出套管，即第一阶段所成的孔用土填满；第二阶段，按钻孔咬合桩正常施工方法施工。

3.10事故桩的处理方法

在钻孔咬合桩施工过程中，因A 桩超缓混凝土的质量不稳定出现早凝现象或机械设备故障等原因，造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成事故桩，事故桩的处理主要分以下几种情况：

①背桩补强

如图八所示，B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2桩的砼均已凝固，在这种情况下，则放弃B1桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加三根咬合桩及两根旋喷桩作为补强、防水处理。在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除喷上砼即可。

②预留咬合企口

如图九所示，在B1桩成孔施工中发现A1桩砼已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右

侧施工一砂桩以预留出咬合企口，待调整完成后再继续后面桩的施工。

二、超缓凝砼的施工控制

钻孔咬合桩施工工艺所需的特殊材料是超缓凝砼（因为其缓凝时间特别长，所以称为超缓凝砼），这种砼主要用于A 桩，其作用是延长A 桩砼的初凝时间，以达到其相邻B 桩的成孔能够在A 桩砼初凝之前完成，这样便给套管钻机切割A 桩创造了条件，由此可以看出超缓凝砼是钻孔咬合桩施工工艺成败的关键。

1、超缓凝砼的技术参数

为了满足钻孔咬合桩的施工工艺的需要，超缓凝砼必须达到以下技术参数的要求。

①A 桩砼缓凝时间≥60小时，其确定的方法如下：

a 测定时间

单桩成桩所需时间t 应根据工程具体情况和所选钻机的类型在现场作成桩试验来测定。试验结果t 为12~15小时，取上限值t=15小时。 b 确定A 桩混凝土缓凝时间T

根据下式计算A 桩砼的缓凝时间，可根据下式进行计算。

T=3t+K

式中：T ——A 桩混凝土的缓凝时间（初凝时间）

K——储备时间，一般取1.0t

t——单桩成桩所需时间

②混凝土坍落度：16~18cm

确定原则：

a 水下混凝土灌注的需要

b 满足防止“管涌”措施的需要，

C 为防止“管涌”，砼坍落度d 随时间t 的损失曲线应尽量陡一些，即d 损失的快一些。

③砼的3天强度值R3d 不大于3Mpa 。

其作用是：在施工过程中遇到意外情况（如设备故障等）拖延了时间，以致于在A 桩混凝土终凝后才施工B 桩，这时，由于砼早期强度不高，使A 桩咬合部分混凝土处理起来方便。

④最终强度

满足设计要求(本工程设计为C30)

⑤超缓凝砼技术参数表

强度等级坍落度初凝时间 3天强度

满足设计要求 16~18cm ≥60h ≤3Mpa

2、超缓凝混凝土生产、使用

①生产

在确定混凝土相关参数后，委托砼供应商进行混凝土的配比设计和生产。由于钻孔咬合桩施工工艺的特殊性，要求超缓混凝土的缓凝期必须稳定，不能波动，否则将有可能给工程带来很大的损失，因此要求砼供应商设置专用生产线来生产超缓混凝土，其所用的设备、人员、原材料都相对固定，以减少出错的机会，确保混凝土的质量。

②使用

三、国产MZ 系列套管钻机简介

四、机具、设备及劳力配置

1、机具、设备配置表

主要机具设备配置表

序号机具设备名称型号及规格用途

1 液压摇动式套管钻机国产MZ 系列(配30T 以上履带吊车) 钻孔咬合桩成孔、砼灌注

2 钢筋切割机 GQ40 钢筋加工

3 钢筋弯曲机 GW40 钢筋加工

4 钢筋对焊机 UN100 钢筋加工

5 电焊机 BX-500、AX-300 钢筋加工

6 反铲挖掘机 SK60 土石方清运、挖装

7 自卸汽车土石方外弃

8 空气压缩机 VY-12/7 清孔及障碍物破除

9 装载机 ZL-50 材料\土石方等转运

10 履带吊车或汽吊 20T以上钢筋笼转运及安装

11 潜水泵 2.2KW 抽排水

12 清洗机 PX-40B 清洗上路车辆

13 导管或串筒自制砼灌注

14 插入式振捣器

15 侧斜仪或“测环” 检测桩孔垂直度

2、劳动力组织

根据工程的特点及施工匠要求设置组织机构，配备劳动定员，明确岗位职责，主要劳动力组织见下表（表中人数按一台钻机一个班施工考虑）：劳动力组织表

序号工种人数主要工作内容

1 施工技术人员 2 施工技术指导、质量记录

2 机长 1 指挥钻机运转、人员调度

3 钻机操作

五、质量控制及验收标准

钢筋笼制作要求

(a)钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。

(b)钢筋笼采用环形、矩形模制作，制作场地保持平整。

(c)钢筋笼焊接选用E50焊条，焊缝宽度不应小于0.7d ，厚度不小于0. 3d 。

(d)钢筋笼焊接过程中，应即时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。

(e)钢筋笼主筋连接根据设计要求，采用单面焊接，焊缝长度≥10D ，且同一截面接头数≤50％错开。

(f)在每只钢筋笼上、下各设置一道钢筋定位控制件，每道沿圆周布置3只。保护层厚度为50mm 。

(g)成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。

○2钢筋笼安放

A 钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±100mm 。

B 钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放，放至设计标高后立即固定。

C 钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时，钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时两边对称施焊。

D 孔口对接钢筋笼完毕后，进行中间验收，合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。

E 为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。

2.2.2 主要施工工艺

导墙的结构形式如下图所示：

⑵钻机就位：

⑶取土成孔：

在钻孔完成后，清除孔底浮土，对孔深、桩孔垂直度进行检查，报监理工程师复检合格后进行下道工序施工。

⑷吊放钢筋笼：

○1钢筋笼制作要求

(a)钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度。

(b)钢筋笼采用环形、矩形模制作，制作场地保持平整。

(c)钢筋笼焊接选用E50焊条，焊缝宽度不应小于0.7d ，厚度不小于0. 3d 。

(d)钢筋笼焊接过程中，应即时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。

(e)钢筋笼主筋连接根据设计要求，采用单面焊接，焊缝长度≥10D ，且同一截面接头数≤50％错开。

(f)在每只钢筋笼上、下各设置一道钢筋定位控制件，每道沿圆周布置3只。保护层厚度为50mm 。

(g)成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。

○2钢筋笼安放

A 钢筋笼安放标高，由套管顶端处的标高来计算，安放时必须保证桩顶的设计标高，允许误差为±100mm 。

B 钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地逐步下放，放至设计标高后立即固定。

C 钢筋笼安装入孔时和上下节笼进行对接施焊时，钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时两边对称施焊。

D 孔口对接钢筋笼完毕后，进行中间验收，合格后方可继续下笼进行下一节笼安装。

E 为防止钢筋笼在浇注混凝土时上浮，在钢筋笼底部焊上一块比钢筋笼直径略小的薄钢板以增加其抗浮能力。

⑸灌注混凝土：

○1A 桩超缓凝混凝土配制：

超缓凝混凝土是钻孔咬合桩施工工艺所需的特殊材料，这种混凝土主要

用于A 桩，其作用是延长A 桩砼的初凝时间，以达到其相邻B 桩的成孔能够在A 桩砼初凝之前完成，这样便给套管钻机切割A 桩砼创造了条件。因此超缓混凝土是钻孔咬合桩施工的关健。

○2灌注混凝土：

A 在钢筋笼吊装合格后，安装导管。导管应采用直径不小于250mm 的管节组成，接头应具备装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。导管的支承应保证在需要减慢或停止混凝土流动时使导管能迅速升降。

B 安放混凝土漏斗与隔水橡皮球胆，并将导管提离孔底0.5m 。混凝土初灌量必须保证能埋住导管0.8～1.3m ，初灌量选用2.5m3

C 灌注过程中，导管埋入深度宜保持在3m ～9m 之间，最小埋入深度不得小于2m 。浇灌混凝土时随浇随提，严禁将导管提出混凝土面或埋入过深，一次提拔不得超过6m ，测量混凝土面上升高度由机长或班长负责。

D 混凝土浇灌中应防止钢筋笼上浮，在混凝土面接近钢筋笼底端时灌注速度应适当放慢，当混凝土进入钢筋笼底端1～2m 后，可适当提升导管，导管提升要平稳，避免出料冲击过大或钩带钢筋笼

E 每车砼在使用前由试验室检测其坍落度及观感质量是否符合要求，坍落度超标或观感质量太差的坚决退回，决不使用。

F 每车砼均取二组试件，监测其缓凝时间及坍落度损失情况，直至该桩两侧的B 桩全部完成为止。如发现问题及时所馈信息，以便采取应急措施。

2.2.3 钻孔咬合桩的关健技术

6．“测环法”钻孔咬合桩垂直度检测方法

⑴“测环”的制作

○1“测环”的制作

材料：δ=20mm不锈钢板

尺寸：环带宽35mm ，内半径16.5cm ，外半径20cm 。

绳栓孔加工：在环带中间制作三个φ5mm 小栓孔，每个小栓孔按120°均布。

○2十字架的制作

十字架是检测桩孔垂直度时安放在孔口的参照物，采用φ14的圆钢根据套管

十字架是检测桩孔垂直度时安放在孔口的参照物，采用φ14的圆钢根据套管的大小焊接而成，并在十字架的四个端部各设一“卡头”，“卡头”的作用是方便将十字架固定在套管顶部，并使其中心与套管顶口中心准确重合。如下图所示：

○3测绳与测环的连接

测绳与测环的连接如右图所示，3根支

绳的长度必须保持一致，主绳的长度根据孔

深需要而定。

○4“测环”的质量要求

要求主绳延长线准确穿过“测环”中心

点，且主绳与“测环”所在平面垂直。因此

“测环”的自身的几何尺寸必须准确、平面

没有凹曲，且“测环”的质量必须均匀分布，

3条绳的长度也必须相等。

○5“测环”使用前的校核

“测环”在使用前必须经过严格的校核，校核的立法是：在“测环”上固定两条相互垂直的十字线，十字线的交点为“测环”的中心，再在主绳下端接一线外向锤，然后将“测环”悬于空中检查线锤中心是否对准十字线中心。如有偏差则微调3条支绳的长度至线锤对准测环中心为止。 ⑵垂直度偏移量测定步骤

A 清理套管口工作平台，冲洗管壁附泥，为检测工作作好准备。

B 十字架安放在套管顶部，并将其与套管卡牢，检查“卡头”与套管内壁是否密贴以便于确保十字架中心与孔口套管中心生重合。

C 检测部位不宜太靠近孔底，一般选择孔底以上1—2米的范围为宜。

D 光线的要求，在一般情况下，只要管壁冲洗干净，二十多米的孔深对测环的观察不会有困难。晚上或阴天的时候可用手电照明，进行观察。 E “测环”下放时，应轻、慢，一可减少晃动，加快读数速度；二可防止挣断测绳将“测环”掉落孔内。

F 待“测环”下放到待检部后，沿十字架从四个方向检测桩孔偏移量，其检测方法是：将测绳沿十字架缓慢移动，至测环边沿与套管内壁刚好接触为止，此时用直尺测量测绳至十字架中心的距离a 值，并作好记录，每个方向至少检测三次，然后取其平均值作为计算桩孔偏移量的依据。 G 数据分析：假设套管内径为R ，测环外径为r ，则十字架中心距测绳的标准距离为R －r ，将各方向所测得的平均值a ?与标准值相比较便可以得出桩孔的偏移量Δa ，Δa= a?－（R －r ），Δa 与所检部位桩孔深度的比值Δa/L即为实测垂直度。

范文五：地铁车站基坑围护结构设计

地铁车站基坑围护结构设计

白文举

（中交城市轨道交通设计研究院有限公司，武汉430056）

摘要:本文以南昌市地铁1号线的艾溪湖东站基坑围护结构设计为依据，介绍了在南昌市地下水位较低的砂层地质地区的明挖基坑，采用钻孔桩作为深基坑围护结构的设计方法。最后，对类似环境下车站基坑设计提出了一些建议。

关键词：地铁车站深基坑围护结构钻孔桩，降水中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：0

引言

针对多数地铁车站周边建筑物较少，场地相对开阔的条件，在车站基坑设计方案中优先选择明挖法进行施工。南昌市昌东片区地下水位较低的，车站主体基坑所在地层主要是粗砂层、砾砂层、圆砾层，渗透系数95m/d，考虑在砾砂层、圆砾层中止水帷幕施工成果难以保障及造价原因，从可行性、成本等角度考虑，基坑围护结构采用钻孔桩+基坑外降水方案。目前沈阳、西安、成都等地铁建设中已广泛采用钻孔桩+基坑外降水，有可借鉴的经验，但在南昌市区域尚无实例，在实施过程中，应充分考虑考虑地质、环境差异，结合前期抽水试验结果对基坑支护结构进行优化。1

工程概况

艾溪湖东站位于创新一路与紫阳大道交叉十字路口处，沿紫阳大道敷设，呈东西走向。车站东北侧有在建的赞城住宅小区，周边其余现状大多为城市待建区和村庄用地，有王余家洁纪念小学、仓库（京东粮管所艾溪仓库）等。本站为车辆段出入线连接站，与瑶湖定修段接轨，同时为远期小交路折返站。标准段结构形式为地下两层两跨结构，局部为双柱三跨，端头出入线段部分为三柱四跨结构。

车站主体结构顶板覆土厚度3.0m，标准段基坑宽度19.0m，东端头基坑最大宽度约39m，标准段基坑深度约16.11m，盾构加深段基坑深度17.61m。

工程地质、水文地质情况2.1工程地质

根据地质勘察报告，本站基坑穿越地层从地面向下地层依次是：

①2素填土：全场地分布，棕褐、灰褐色，稍湿～湿，主要由粉、粘粒及少量碎石组成，部分钻孔夹块石、碎砖等，结构较松散。厚度一般为0.50~4.20m，平均厚度为1.90m；层底标高为17.81~21.53m。

③1粉质粘土：全场地分布，褐黄、棕黄色，硬塑状，成分以粉粘粒为主。钻孔揭露厚度为

3.50~7.70m，层底埋深为6.00~9.00m，层底标高为13.27~15.50m。

③2细砂全场地分布，浅黄、浅灰色，湿，中密，成分以石英、云母、长石等为主，局部夹粘土薄层。钻孔揭露厚度为2.00~7.00m，层底埋深为8.50~15.50m，层底标高为6.88~9.85m。

③3中砂：主要分布于场地东北侧，浅黄、灰黄色，湿，中密，成分以石英、云母、长石等为主，局部夹粘土薄层。钻孔揭露厚度为1.00~4.20m，层底埋深为11.00~15.20m，层底标高为6.00~9.85m。

③4粗砂：全场地分布，浅黄、褐黄色，饱和，中密，成分以石英、云母、长石及硅质岩等为主，局部夹粘土薄层。钻孔揭露厚度为1.00~6.00m，层底埋深为13.00~17.60m，层底标高为4.88~8.20m。

图1

车站站围护结构及支撑平面布置图

③5砾砂：全场地分布，褐黄、灰黄色，湿~饱和，中密，成分以石英、云母、长石及硅质岩为主，含个别卵石，磨圆度较好，呈圆状为主。钻孔揭露厚度为2.50~8.60m，层底埋深为18.00~23.00m，层底标高为-1.74~3.97m。

③6圆砾：全场地分布，浅黄、褐黄色，饱和，中密，成分以石英、云母、长石及硅质岩为主，含少许卵石，磨圆度较好，呈圆状为主。钻孔揭露厚度为6.90~13.00m，层底埋深为28.20~31.70m，层底标高为-9.80~-7.34m

⑤3-1强风化粉砂质泥岩：全场地分布，紫红色，泥质结构，岩石风化强烈，节理裂隙发育，岩芯破碎，呈碎块状及短柱状，碎块用手可掰断，正常钻进速度较快，岩芯采取率较低。该层层厚

0.50~2.20m，层底埋深为28.90~32.30m，层底标高为-10.65~-7.84m。

⑤3-2中风化粉砂质泥岩：全场地分布，紫红色，泥质结构，岩石风化中等，岩芯较完整，局部见少许垂直裂隙，少数铁、锰质渲染，锤击声哑、无回弹、有凹痕、易击碎，岩芯多呈柱状或短柱状，局部地段岩芯较破碎，岩芯呈碎块状。

主要地层物理力学参数见下表:

地层物理力学参数表表1

地层物项目天然重度

渗透承载力理力学

粘聚力内摩擦

系数特征值参序号

符号γcφ

K单位kN/m2kPa°

m/d

kPa①2素填土18.551080

③1粉质粘土19.45522.00.001240~300③2细砂19.50303.80160~220③3中砂19.60326.68180~280③4粗砂20.203595240~320③5砾砂20.003695340~400③9圆砾20.5

95380~400⑤3-1强风化粉砂质泥岩0.1

300~350

⑤3-2强风化粉砂质泥岩

0.11500~2000

2.2水文地质

根据详勘报告，勘察期间地下水位埋深为16.15m～18.90m，水位标高为3.14～4.51m，该段水位年变化幅度在1～3m左右。根据地下水含水空间介质和水理、水动力特征及赋存条件，拟建工程场地地下水按地下水类型可分为上层滞水、松散岩类孔隙水、红色碎屑岩类裂隙孔隙水三种类型。由于场地下粘性土层很厚，地表水与地下水无直接联系，勘察场地地下水的补给主要为侧向补给，次为入渗补给；迳流、排泄方式主要受人工开采影响，集中迳流、排泄于南钢水降落漏斗。3

围护结构方案

车站周边开阔，但管线较多，地面道路为南昌东向交通主干道，交通车流量大，并且有重要管线，基坑保护等级为一级。分别对地下连续墙、SMW工法桩和钻孔灌注桩三种围护结构形式进行比较，比较见表2。

SMW桩适用于深度小于15米基坑；地下连续墙适合地层广泛，墙体刚度大、防水效果好，但施工泥浆对周边环境影响大，对环境污染严重，且造价高；钻孔灌注桩适合地层广泛，桩体刚度大、若采用坑外降水，则基坑不存在漏水风险，造价适中。

根据地质条件及周边环境，基坑深度约16.11～17.61m，自上而下穿越较厚的砂层，地下水位较低。从满足结构变形、经济等多方面综合比较，本站主体基坑围护结构采用钻孔灌注桩+坑外降水。

围护结构经济、技术比较表

表2

比较项目

地下连续墙

SMW桩

钻孔灌注桩

对地层的适用于各种土适用于软土地

适用性层层

适用于各种土层

围护结构刚度围护结构刚度

围护结构大、变形小，

对小、变形大，对围护结构刚度较

大、变形较小，效果

邻近建筑与地邻近建筑与地

对邻近建筑与地下管线影响小下管线有一定

影响

下管线影响较小

防水效果稍差，

防水效果防水效果好防水效果较好常需配合桩间止

水措施

适用深度

可适用于深度基坑深度不宜可适用于深度较

较大的基坑大于15m大的基坑施工时振动小，

施工对环噪声低，施工泥

施工时产生泥浆

境的影响浆对环境造成

对周围污染小和噪音，对环境

一定的污染造成一定的污染

施工机械需要大型挖槽

机

需要大型钻机需要大型钻机

施工速度

在土层中施工在土层中施工在土层中施工中

中进度较快中进度快进度快造价

高

低

较高

围护结构设计

4.1主体围护结构

基坑围护结构采用直径1000mm钻孔灌注桩，桩间距一般为1200mm。基坑竖向设三道支撑，第一道为钢筋砼支撑，第二、三道为φ609（t=16mm）钢支撑。第一道钢筋砼支撑的水平间距9m，第二、三道钢支撑的水平间距约为3m，第一道支撑距离地面1.5m，支撑的竖向间距5～6m。基坑扩大端和盾构端头井局部设临时中立柱和联系梁。

基坑保护等级为一级，其重要性系数取1.1。围护桩嵌固深度计算值按整体稳定的控制条件，经计算，围护桩嵌固深度取7.5m。

4.2荷载计算

在结构设计计算中采用多支点排桩的计算模式，杂填土、砂性土采用水土分算，其它均采用水

土合算。地面超载取20kPa。

计算方法：采用增量法；土的水平抗力系数按m法确定；主动土压力与被动土压力采用矩形分布模式。

4.3计算与分析

围护结构弹性支点法计算模型：

规范要求。5基坑开挖

当钻孔桩、支撑和冠梁混凝土达到设计强度后，方可进行土方开挖。基坑开挖必须分段、分区、分层、对称进行，并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。

施工过程中，弃土堆放应远离基坑，不得影响基坑安全；围护结构周围堆载不得大于20kPa。6

地下水处理措施

拟建工程场地地下水按地下水类型可分为上层滞水、松散岩类孔隙水、红色碎屑岩类裂隙孔隙水三种类型。地表水与地下水无直接联系，勘察场地地下水的补给主要为侧向补给，次为入渗补给；迳流、排泄方式主要受人工开采影响，集中迳流、排泄于南钢水降落漏斗。勘察期间（枯水期）地下水位埋深为16.15m～18.90m，水位标高为3.14～4.51m，该段水位年变化幅度在1～3m左右。基坑采用坑外降水施工，地下水降到基坑底部以下1.0m的位置。降水施工期间，基坑内设置一定数量的疏干井。

图2计算模型

标准段内力位移包络图：

支撑的设置

车站采用明挖顺作法施工，土体开挖及支撑设置要严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则进行。每层土体开挖前，依次开挖至水平支撑的底部标高，待该道支撑设置后方可开挖。钢支撑应施加预应力，检查确认支撑的稳定性，安全后方可继续下挖施工。钢支撑、钢接头的制作、加工、安装必须满足规范要求，确保支撑轴向受力，以免支撑失稳。当挖到基坑底的设计标高时，应立即进行车站底板的混凝土浇注，以加强基坑的整体稳定。8

施工工序

施工工顺序如下：“三通一平”，管线迁改、交通疏解一钻孔桩施工一降水施工一基坑分层开挖一架设支撑一浇筑垫层，做底板防水，浇注底板硷一

拆除支撑一做铡墙防水，浇筑侧墙砼。

图3内力包络图

各抗倾覆安全系数、整体稳定安全系数和抗隆起安全系数均较富余，水平位移及地面沉降均满足

图4

施工工序示意图

监测方案

基坑围护结构的设计和施工应遵循“动态设计与信息化施工”的原则，在理论分析指导下有计划地进行现场全过程工程监测是复杂支护结构成功的必要保证。由于本站周边道路交通流量大，应建立严格的监测网，进行监测。关键位置、工况应加密测点布置，加大监测频率，及时做好监测结果的综合分析和风险预测，以确保基坑、周围建筑和管线的安全。本基坑围护结构监测方案见下图：

图5基坑监测示意图

监测内容如下：

1.围护结构的水平位移和沉降；2.围护结构及周围土体变形；3.支撑轴力；

3.地下管线监测；

4.周围建(构)筑物的沉降、倾斜和裂缝；5.围护结构侧土压力；6.地下水位；7.地面沉降；

8.支撑立柱沉降。

并随时检测基坑周围地面超载状况及基坑渗漏水状况。

基坑保护等级为一级，技术要求规定的基坑位移限值：围护结构最大水平位移≤0.2%H=32mm（且小于30mm），地面最大沉降量≤0.15%H=24mm。10结论与体会

1）钻孔桩作为基坑围护结构，其工法相对简单、快速、经济，在周边环境允许的情况下应尽量采用。特别是在地下水位较低的地区，应根据地质工程和水文地质情况，选择合适的形式。

2）降水施工应结合场地条件，充分考虑降水产生的影响，谨慎选取参数及降水方式，降低降水地下水对周边环境的影响。

参考文献：

[1]施仲衡，周庆瑞，周晓微等.地铁设计规范（GB50157-2003）[S].北京:中国计划出版社,2003.[2]黄强，杨斌等.建筑基坑支护技术规程（JGJ120-1999）[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.[3]刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[4]范新明.基坑降水工程[M].北京：地震出版社，2001.

[5]张启文，夏志斌，黄又明等.钢结构设计规范（GB50017-2003）[S].北京:中国计划出版社,2003.[6]陈肇元，邸小坛，李克非.混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476—2008）[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[7]刘俊岱，应惠清，孔令伟等.建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）[S].北京:中国计划出版

社,2009.

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