【正文】 水泥土墻內(nèi)插入型鋼、預(yù)應(yīng)力管樁等高剛度加筋體以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體抗彎剛度。當(dāng)采用型鋼時(shí)需要考慮型鋼的日后回收。 (3) 土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu) 土釘墻是一種用于土體開挖過(guò)程保持基坑側(cè)壁或邊坡穩(wěn)定的一種擋土結(jié)構(gòu)。主要由密布于原位土體 中的細(xì)長(zhǎng)桿件 土釘、粘附于土體表面的鋼筋混凝土面層及土釘之間被加固的土體組成。常用土釘形式有鉆孔注漿型、直接打入型和打入注漿型，面層一般采用噴射工藝成型。近幾年，在傳統(tǒng)土釘墻形式的基礎(chǔ)上又發(fā)展起來(lái)了一種復(fù)合土釘墻的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)將土釘墻與各種止水帷幕、微型樁及預(yù)應(yīng)力錨桿等構(gòu)件結(jié)合起來(lái)，根據(jù)具體工程情況選其中一種或多種組合使用。 與其他支護(hù)類型相比，土釘墻具有以下幾種特點(diǎn) [28]： ① 充分發(fā)揮土體的自穩(wěn)能力，將 土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的一部山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 分，結(jié)構(gòu)更加合理。 ② 結(jié)構(gòu)輕型，柔性較大，有良好的抗震性能和延展性能，在破壞前有明顯的變形發(fā)展過(guò)程。 ③ 土釘數(shù)量眾多靠群體作用發(fā)揮功能，即便有個(gè)別土釘失效對(duì)整體的影響不大。 ④ 材料用量及工程量較少，工程造價(jià)低。據(jù)相關(guān)資料顯示，土釘墻工程造價(jià)比其他類型支擋結(jié)構(gòu)一般低 1/3~1/5。 當(dāng)采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程具體情況具體分析確定是否可以采用。在地下水豐富的地區(qū)，由于地下水易造成開挖面不穩(wěn)定且與噴射混凝土面層粘結(jié)不牢固，產(chǎn)生開挖面不穩(wěn)定現(xiàn)象，因此土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)一般只 適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù)或邊坡加固。同時(shí)由于土釘需要與土體產(chǎn)生較大握裹力以發(fā)揮土釘墻整體效能，因此土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)不適用于粘聚力弱的細(xì)砂，中粗砂，砂礫和卵石層中。同時(shí)在淤泥質(zhì)土、淤泥等軟弱土層中，由于開挖面通常沒有足夠的自穩(wěn)時(shí)間與自穩(wěn)能力，使用土釘墻支護(hù)易產(chǎn)生流鼓破壞，亦不適用。 從基坑支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的土釘及面層剛度較小，支護(hù)體系變形較大，因此不適用于對(duì)變形要求較為嚴(yán)格的基坑。由于土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)坡面存在一定放坡角度，當(dāng)用地緊張時(shí)，一般無(wú)法滿足要求， 因此對(duì)開挖深度大于 12m 的基坑土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)也不適用。 擋墻式 支護(hù)結(jié)構(gòu) 擋墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括將各種形式樁型以一定規(guī)律排列形成的排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)和通過(guò)成槽機(jī)開挖不同形狀基槽下放筋體澆筑混凝土形成的地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)兩大類。 根據(jù)成樁方式不同，排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的樁型又分為人工挖孔樁，鉆孔山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 灌注樁，水泥土內(nèi)插筋體樁，預(yù)制混凝土樁，壓漿樁等。其中適用范圍較廣，綜合造價(jià)較低，工藝成熟的鉆孔灌注樁是最為常用的樁型之一。近幾年隨著可持續(xù)發(fā)展理念在施工中的進(jìn)一步深入貫徹，在滿足基坑支護(hù)要求的前提下，水泥土內(nèi)插筋體形成 的樁型的使用頻率不斷升高，諸如 SMW工法樁， PCMW 工法樁等。這些樁型在基坑施工完成土體回填之后，樁體內(nèi)的筋體可以回收再利用，大大降低了基坑工程造價(jià)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。 根據(jù)不同的基坑支護(hù)要求，地層條件，土質(zhì)條件和地下水情況，排樁在平面排列上又存在多種形式 [28]，如圖 所示。 ( a ) 分離式排列 ( b ) 相切式排列 ( c ) 交錯(cuò)式排列鋼筋砼樁 素混凝土樁( d ) 咬合式排列 ( e ) 雙排式排列 ( f ) 格柵式排列 圖 排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的常見形式 其中相切式排樁與交錯(cuò)式排樁在理論上具有防水功能無(wú)需另設(shè)止水帷幕，但往往因?yàn)樵谑┕ぶ袠兜拇怪倍炔?能保證及樁體擴(kuò)頸等原因影響樁體搭接，從而達(dá)不到防水要求。相較于交錯(cuò)式排列，雙排式排列和格柵式排列具有更大的整體抗彎剛度和抗側(cè)移能力。在雙排式排列中，將前后排樁樁頂?shù)拿傲河脵M向連梁連接形成雙排門架式擋土結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步增大整體剛度與抗側(cè)移能力。 當(dāng)單都采用排樁墻無(wú)法滿足支護(hù)強(qiáng)度與剛度要求時(shí)，可輔助采用拉錨或者內(nèi)支撐形式以進(jìn)一步取得支護(hù)結(jié)構(gòu)更大剛度與強(qiáng)度。當(dāng)基坑周邊土體可提供足夠錨固力時(shí)，一般優(yōu)先采用拉錨以便提供足夠施工空間。各種形式的擋墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)適用條件為： (1) 懸臂式排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)一般適用于挖深較小，且可 允許產(chǎn)生較大山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 變形的基坑。在軟粘土地層中，為控制支護(hù)變形一般適用于深度小于 6m的基坑，當(dāng)基坑挖深大于 6m 時(shí)一般考慮在排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)上加內(nèi)支撐或者外拉錨。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)一般需要在外側(cè)做水泥土防水帷幕。 (2) 排樁墻加內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)是目前在中深基坑中使用最多的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)之一，適用范圍廣，可適用于各種土層和基坑深度，一般用于開挖深度大于 6m 的基坑，常在外側(cè)輔以水泥土防水帷幕，當(dāng)基坑開挖面積較大時(shí)，內(nèi)支撐一般做成混凝土環(huán)梁支撐以提供較大的內(nèi)部施工空間。 (3) 排樁墻加拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于周邊土體可提供足夠錨固力的基 坑支護(hù)中，相較于內(nèi)支撐的輔助形式，拉錨式可最大程度提供坑內(nèi)施工空間，具有較大優(yōu)越性。 (4) 內(nèi)插筋體水泥土攪拌墻基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，諸如 SMW 工法樁， PCMW工法樁等，回收率高，造價(jià)較低，符合可持續(xù)發(fā)展原則。當(dāng)滿足基坑支護(hù)要求時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用這種支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于承力構(gòu)件主要為內(nèi)插筋體，筋體又是直接與水泥土相互作用，因此從廣義上講，凡是能夠施工三軸水泥土攪拌樁的場(chǎng)地都可以考慮采用這種樁體，適用土體范圍廣泛。近幾年發(fā)展起來(lái)的 TRD 工法則進(jìn)一步擴(kuò)大了土體的適用范圍與加固深度，同時(shí)大大提高了水泥土的連續(xù)性與均勻性。但與地下 連續(xù)墻、灌注排樁相比，這種內(nèi)插筋體的樁墻剛度較低，因此常常會(huì)產(chǎn)生較大變形，在對(duì)周圍環(huán)境要求較高的工程中應(yīng)慎重選用。 (5) 地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)相較于排樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度剛度整體性上表現(xiàn)更優(yōu)秀，具有剛度大，強(qiáng)度高，整體性好，防水性能好，控制基坑變形能力強(qiáng)，施工過(guò)程中低震動(dòng)低噪音對(duì)周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，可配合逆做法施工作為主體結(jié)構(gòu)的地下室外墻或其一部分。但地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)也存在著一些缺點(diǎn)：施工工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量需要有成熟的施工工藝和完善的組織管理保證；施工過(guò)程中具有棄土和廢泥漿處理問(wèn)題；粉砂地層山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 中易引起槽壁 坍塌及滲漏；相對(duì)于樁墻支護(hù)造價(jià)昂貴等。 由于地下連續(xù)墻造價(jià)昂貴，所以在選用地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)必須經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確實(shí)認(rèn)為經(jīng)濟(jì)合理時(shí)才可使用。一般情況下地下連續(xù)墻適用于如下幾種情況 [27]： ① 開挖深度大于 10m 的深大基坑，當(dāng)采用其他圍護(hù)形式無(wú)法滿足要求時(shí)可考慮采用地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。 ② 土質(zhì)條件軟弱或土層性質(zhì)比較復(fù)雜的基坑，或者需要嚴(yán)格控制周圍變形的軟土地區(qū)基坑。 ③ 基坑周圍建筑物，地下管線十分密集，附近存在 保護(hù)要求較高的建筑物，且對(duì)基坑本身的變形和防水有較高要求的基坑。 ④ 場(chǎng)地內(nèi)空間有限，地下室外墻與紅線距離較近，采用其他支護(hù)形式無(wú)法滿足施工操作空間要求的基坑。 ⑤ 圍護(hù)墻體需作為主體結(jié)構(gòu)一部分，采用逆做法施工，地上地下同時(shí)施工的基坑，或者對(duì)防水抗?jié)B有嚴(yán)格要求的基坑。 當(dāng)單獨(dú)采用地下連續(xù)墻無(wú)法滿足基坑變形擋土等要求的時(shí)候，可在地下連續(xù)墻的基礎(chǔ)上增加拉錨或者內(nèi)支撐形成拉錨式地下連續(xù)墻或者內(nèi)支撐式地下連續(xù)墻支護(hù)形式以進(jìn)一步增大支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度。當(dāng)基坑周邊為砂性土和硬黏土地基可提供較大錨固力時(shí)，常采用拉錨式輔助 增加地下連續(xù)墻強(qiáng)度剛度，此時(shí)基坑內(nèi)施工空間充裕，無(wú)遮擋物，空間優(yōu)越性較為顯著。 基坑支護(hù) 總體方案 對(duì)比選型 基坑支護(hù)總體方案選擇直接關(guān)系到工程造價(jià)、施工進(jìn)度及周圍環(huán)境的安全?？傮w方案主要有順作法和逆作法兩類基本形式，在同一個(gè)基坑中也可以根據(jù)具體情況在不同地塊分別采用順作法和逆作法的順逆結(jié)合法。 順做法是指先施工周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)，然后由上而下分層開挖，并依次設(shè)山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 置水平支撐或者錨桿系統(tǒng)，開挖至坑底后，再由下而上施工主體地下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板、豎向墻柱構(gòu)件及水平樓板構(gòu)件，并按一定的順序拆除水平支撐系統(tǒng)，進(jìn)而完成地下結(jié)構(gòu)施 工的過(guò)程。 順做法是基坑工程的傳統(tǒng)開挖施工方法，施工工藝成熟，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系與主體結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，相比逆作法，其設(shè)計(jì)、施工均比較便捷。另外其基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與主體設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性較低，受主體設(shè)計(jì)進(jìn)度的制約小，基坑工程有條件可以盡早開工。 順做法常用的總體方案包括放坡開挖、自立式圍護(hù)體系和板式支護(hù)體系三大類；其中自立式圍護(hù)體系又可分為水泥土重力式圍護(hù)墻、土釘墻和懸臂板式圍護(hù)墻；板式支護(hù)又包括圍護(hù)墻結(jié)合內(nèi)支撐系統(tǒng)和圍護(hù)墻結(jié)合錨桿系統(tǒng)兩種形式。后續(xù)將具體討論每種形式在本基坑工程中的適用性。 逆作法相對(duì)于順作法則是每開挖一 定深度的土體后，即支設(shè)模板澆筑永久的結(jié)構(gòu)梁板，用以代替常規(guī)順作法的臨時(shí)支撐，以平衡作用在圍護(hù)墻上的土壓力。因此當(dāng)開挖結(jié)束時(shí)，地下結(jié)構(gòu)既已施工完成。 逆作法通常采用支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的程度，逆作法可以有兩種類型，即周邊臨時(shí)圍護(hù)體結(jié)合坑內(nèi)水平梁板體系替代支撐采用逆作法施工，支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)全面相結(jié)合采用逆作法施工。 逆作法一般用于工期進(jìn)度要求高，施工場(chǎng)地狹小，主體結(jié)構(gòu)需要與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基坑工程中。雖然具有基坑開挖安全度高，可縮短工期，節(jié)約資源經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，但也存在技術(shù) 復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)要求高，結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量易受影響，作業(yè)環(huán)境差，受主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)度制約等缺點(diǎn)。 順逆結(jié)合法一般用于某些條件復(fù)雜或具有特別技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求的，采用單純的逆作法或者順作法都難以同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、工期及環(huán)境保護(hù)等多方面要求的基坑中，諸如帶有裙樓的超高層建筑中。工程中常用的順逆山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 結(jié)合方案主要有：主樓先順作，裙樓后逆作；裙樓先逆作，主樓后順作；中心順作，周邊逆作三種方案。 綜合考慮本基坑工程的場(chǎng)地及周邊環(huán)境狀況，工期與預(yù)算情況，施工技術(shù)等多方面因素，由于本工程工期合理，同時(shí)為最大限度保證地下結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，降低施 工難度，本基坑支護(hù)總體方案擬選擇順作法形式。 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)比選型 在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型前，充分了解掌握本基坑工程的特點(diǎn)與支護(hù)需求，有助于選擇出經(jīng)濟(jì)合理，結(jié)構(gòu)適用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)提供的勘察資料與工程基本情況總結(jié)格林廣場(chǎng)基坑支護(hù)的兩大重點(diǎn)難點(diǎn)。 (1) 基坑開挖深度 14m，開挖面積 40890m2，屬于深大基坑，開挖危險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定性具有很高要求。由于整個(gè)開挖深度范圍內(nèi)全為流塑態(tài)淤泥質(zhì)土，當(dāng)采用拉錨時(shí)，土層無(wú)法提供足夠錨固力，因此當(dāng)單純采用懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足強(qiáng)度變形要求時(shí)， 只能通過(guò)增加內(nèi)支撐的方式以滿足相關(guān)要求。但對(duì)于近正方形的大面積基坑而言，如何保證內(nèi)支撐在提供足夠支撐軸力的基礎(chǔ)上保證穩(wěn)定性防止受壓失穩(wěn)成為本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的一個(gè)難點(diǎn)。 (2) 本基坑開挖深度范圍內(nèi)土質(zhì)條件差，基本為流塑態(tài)淤泥質(zhì)軟土，土體不具自穩(wěn)能力，流動(dòng)變形大持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。這些因素會(huì)導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)要承受更高的水土壓力以及產(chǎn)生更大的支護(hù)變形。同時(shí)本基坑四周皆為城市干道，地下管線眾多，且在場(chǎng)地東側(cè)江東中路下方有運(yùn)營(yíng)地鐵線路，周邊環(huán)境復(fù)雜，對(duì)基坑開挖產(chǎn)生的周圍土體變形要求極高。因此既要確保基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)自身具有足 夠強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性以保證基坑施工安全，同時(shí)又要確保支護(hù)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生較大變形對(duì)周邊環(huán)境造成破壞成為本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的一大難點(diǎn)。 現(xiàn)針對(duì)順作法常用的總體方案 （ 放坡開挖，自立式圍護(hù)體系，板式支山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 護(hù)體系 ） 進(jìn)行逐項(xiàng)分析在本基坑支護(hù)工程中的適用性。 (1) 放坡開挖在本基坑中的適用性 格林廣場(chǎng)基坑挖深為 14m，挖深范圍內(nèi)為流塑態(tài)淤泥質(zhì)軟土，四周用地紅線緊挨城市干道，地下管線復(fù)雜且在江東中路下方有運(yùn)營(yíng)地鐵線路。在這種情況下顯然無(wú)法單純采用放坡等簡(jiǎn)易支護(hù)形式，一是不具備足夠的放坡空間；二是土質(zhì)條件不適合，流塑態(tài)淤泥質(zhì)軟土易 發(fā)生流鼓破壞；三是放坡等簡(jiǎn)易支護(hù)變形大不滿足周邊環(huán)境保護(hù)要求。 (2) 自立式圍護(hù)體系在本基坑中的適用性 加固邊坡土體形成的自立式支護(hù)結(jié)構(gòu)是通過(guò)在土體內(nèi)部加入筋體或者將水泥與土體攪拌形成強(qiáng)度較高的水泥土墻來(lái)抵擋水土壓力，下面將分類討論這種自立式支護(hù)結(jié)構(gòu)在本基坑工程中的適用性。 ① 在土體內(nèi)部加入筋體一類的自立式支護(hù)結(jié)構(gòu)（土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，復(fù)合土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)等）首先要求土體可以提供足夠的握裹力以保證筋體與土體之間良好的協(xié)同工作狀態(tài)，其次要求土體應(yīng)具有一定的自穩(wěn)能力防止產(chǎn)生流鼓破壞，最后要求應(yīng)具有一定的放坡空間。 顯然在本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型中，這種通過(guò)加入筋體來(lái)達(dá)到加固邊坡土體形成的自立式支護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足本工程基坑支護(hù)要求。 ② 對(duì)于將水泥與土體強(qiáng)行攪拌形成的水泥土自立式支護(hù)結(jié)構(gòu)（水泥土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)）則主要依靠墻體自重、墻底摩阻力和墻前基坑開挖面以下土體的被動(dòng)土壓力穩(wěn)定墻體，以滿足圍護(hù)墻體的整體穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定、抗滑穩(wěn)定和控制墻體變形等要求。因此當(dāng)采用這種支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)保證地基土體具有足夠承載能力防止墻體及附近土體發(fā)生整體滑移破壞；其次由于水泥土重力式圍護(hù)墻體量較大應(yīng)保證基坑四周有足夠的水泥土加固空間，同時(shí)水泥土重 力式圍護(hù)墻在基坑開挖階段側(cè)向位移較大，會(huì)導(dǎo)致坑外一定范圍土體產(chǎn)生變位，在周圍環(huán)境保護(hù)要求較高的工程中應(yīng)慎重采用。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 ③ 對(duì)于無(wú)內(nèi)支撐與錨桿系統(tǒng)的 懸臂板式圍護(hù)體系，由于沒有拉錨或者內(nèi)支撐等輔助構(gòu)件用以增大支護(hù)強(qiáng)度剛度，因此變形較大，在軟粘土地基中一般用于深度小于 6m