【正文】 結(jié)構(gòu)，利用拱的作用，一方面土拱減小土對(duì)樁的側(cè)向壓力，另一方面將原來結(jié)構(gòu)受彎改變拱圈受壓，充分發(fā)揮 混凝土受壓優(yōu)點(diǎn)。若從施工方法上改變；樁墻合一地下室逆作法，是將基坑支護(hù)樁和地下室墻合在一起，將地下室的梁板作為支撐，從地下室頂往下施工，地下室外墻也施工。新的組合支護(hù)都有待發(fā)展和應(yīng)用。關(guān)于基坑側(cè)壁安全等級(jí)（基坑類別）的劃分，我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支 護(hù)技術(shù)規(guī)程》（ JGJ1201999）與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（ GB502022021）采用了不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)。在地下水位較高的地區(qū)，圍護(hù)墻還必須同時(shí)具備止水的功能。 （ 1） 水泥土墻 水泥土墻屬重力式圍護(hù)墻，前些年在上海等軟土地區(qū)應(yīng)用廣泛。由于水泥土的滲透系數(shù) k≤ 10e610e7cm／ s，屬不透水結(jié)構(gòu)，因此既能擋土又能擋水。 在特殊情況下受條件限制無法增大墻厚、而又需較嚴(yán)格控制變形時(shí)，在增設(shè)圍檁（腰梁、冠梁）和抗剪插筋后亦可增設(shè)支撐。重力式水泥土墻多呈格柵式截面，墻厚由計(jì)算確定，不得小于 （ h為坑深），以 500mm 進(jìn)級(jí)。截面置換率為 。水泥摻入比約為 13%。一、二、三級(jí)基坑皆可應(yīng)用。在地下水位較高的地區(qū)，為擋水需要若采用的施工機(jī)械無法使樁相互咬合，則多采用鉆孔灌注樁排樁和水泥土墻的復(fù)合結(jié)構(gòu)，排樁承受側(cè)向力，水泥土墻起擋水作用，計(jì)算中不考慮其參與受力。排樁不相互咬合時(shí)，樁間有 100150mm 的間隙，為擋水起見，多在其后隔開 100150mm 施工 1200mm 厚的水泥土墻。若采用 全套管施工法（貝諾特灌注樁施工法）可使排樁相互咬合。青島深基加固工程有限公司采用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌超流態(tài) 混凝土成樁技術(shù)，亦可使鋼筋混凝土灌注樁與 8 素混凝土樁咬合 50mm，形成防水帷幕。當(dāng)基坑邊至紅線間的尺寸不足以施工灌注樁和水泥土樁墻防水帷幕時(shí)，亦可在水泥土樁墻中套打灌注樁。以上海為例，基坑深 、 88 層的金茂大廈，基坑深 、 66 層的恒隆大廈，基坑深 、面積達(dá) 15294 平米、 44 層的上海外灘金融中心等超高層建筑以及沿淮海路走向的地鐵 1 號(hào)線、沿南京路走向的地鐵 2號(hào)線的一些地鐵車站，施工期間均采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。 50m，亦采用了 1200mm 厚地下連續(xù)墻和 11道鋼筋混凝土支撐，效果良好。若能做到兩墻合一，即施工時(shí)用作支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù) 墻，同時(shí)又是地下結(jié)構(gòu)的外墻，則較為合理，經(jīng)濟(jì)效益也好，是發(fā)展方向。 （地下連續(xù)墻施工及工序圖） 除現(xiàn)場(chǎng)澆注的地下連續(xù)墻外，我國(guó)還進(jìn)行了預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻的研究和試用，預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻墻面光滑，由于配筋合理可使墻厚減薄并加快施工進(jìn)度。預(yù)應(yīng)力地下連續(xù) 墻可提高圍護(hù)墻的剛度 30%以上，可減薄墻厚、減少內(nèi)支撐數(shù)量。若用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋用后 9 還可以回收，經(jīng)濟(jì)效益好。 （ 4）土釘墻 在開始階段，土釘墻支護(hù)多用于有一定自立能力并能提供足夠抗拔阻力的較密實(shí)的砂土、粉土、素填土、堅(jiān)硬或硬塑粘性土等。 后來 ，東南沿海一帶淤泥及淤泥質(zhì)土為主的軟土地區(qū)亦開始應(yīng)用該技術(shù)。即以薄層的水泥土樁墻或壓管注漿等超前支護(hù)措施來解決土體的自立性、隔水性及噴射混凝土面層與土體的粘結(jié)問題； 以水平向壓密注漿及二次壓力灌漿來解決圍護(hù)墻土體加固和土釘抗拔力問題；以一定的插入深度解決坑底隆起、管涌和滲流等問題；亦即以止水帷幕、超前支護(hù)和土釘三者組成復(fù)合土釘支護(hù)。 由 H 形鋼承受側(cè)向 荷載，而水泥土則具有良好的抗?jié)B性能，因此加筋水泥土墻具有擋土和止水雙重功能。由于插入了 H形鋼，故設(shè)置支撐也十分方便。 10 (深基坑 SMW 工法施工圍護(hù)圖 ) 支撐體系選擇 為使圍護(hù)墻經(jīng)濟(jì)合理并控制變形，對(duì)較深的基坑多需支撐。在軟土地區(qū)，由于土具 有蠕變性，為控制變形內(nèi)支撐應(yīng)用較多；而在土質(zhì)好的地區(qū)兩者均可應(yīng)用。立柱在基坑底下多為鉆孔灌注樁 ，基坑底以上多采用格構(gòu)式型鋼柱，以便于穿底板鋼筋。 圍檁和支撐均有鋼和混凝土之分。鋼支撐自重輕，裝拆方便且迅速，可減少圍護(hù)墻由于無支撐時(shí)間長(zhǎng)、土體蠕變而增大變形，即減少時(shí)間效應(yīng)；可施加預(yù)應(yīng)力；還可根據(jù)圍護(hù)墻變形的發(fā)展及時(shí)調(diào)整預(yù)應(yīng)力值，以控制變形；鋼支撐是工具式結(jié)構(gòu)，可多次重復(fù)使用，亦多由 專業(yè)隊(duì)伍施工；因此，鋼支撐優(yōu)點(diǎn)顯著，條件允許時(shí)宜優(yōu)先選用，但其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，剛度不如混凝土支撐，且多為 直線桿件，無法適應(yīng)曲線形支撐的需要。其缺點(diǎn)是不能重復(fù)使用，用后須拆除?；炷林蔚臐沧⒑宛B(yǎng)護(hù)時(shí)間 相對(duì)較長(zhǎng)，若 組織不當(dāng)時(shí)間效應(yīng)較顯著。 支撐的平面布置主要取決于基坑形狀和平面尺寸，常用的有對(duì)撐、角撐、邊桁架、邊框架、圓拱形撐等，亦可在同一基坑中 同時(shí)應(yīng)用兩種或多種布置形式。支撐布置要便利挖土，邊桁架式、圓拱式和角撐均能提供較大的空間，便于機(jī)械挖土和運(yùn)土。支撐的豎向布置要考慮地下結(jié)構(gòu)樓蓋的布置、拆撐和換撐的方便、便于挖土等。與此同時(shí)，隨著新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，一些專家針對(duì) 各地的具體問題提出了新的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，如秦四清提出的支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，楊光華等提出的多錨撐設(shè)計(jì)增量計(jì)算法，劉建航院士提出的軟土深基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)理論，還有其他學(xué)者建議的設(shè)計(jì)方法，如多錨撐設(shè)計(jì)分段等值梁法、“ m”法、彈性抗力有限元法、二維、三維彈塑性有限元法、大變形有限元法等，并用于實(shí)際基坑工程中，取得了比較好的效果。有限元法可以有效地計(jì)入基坑施工過程中的多種因素，從空間、時(shí)間上比較全面的反映各種因素對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體的應(yīng)力、位移的影響，可以有效、安全、經(jīng)濟(jì)地優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式和合理化開挖過程。 近些年，許多工程界 的 學(xué)者不斷應(yīng)用有限元法分析各類基坑工程的設(shè)計(jì)及支護(hù)。 Clough 等首先將有限元 法應(yīng)用于基坑邊形分析中， 分析了土體的非線性和基坑工程的時(shí)空效應(yīng)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的影響。 Clough（ 1981 年）利用有限元法分析了土層各向異性對(duì)土體、墻體位移分布的影響。 孫鈞等（ 1993）針對(duì)上海地區(qū)軟粘土的流變問題進(jìn)行了比較深入的理論分析和試驗(yàn)研究，提出了非線性流變的基本概念，針對(duì)上海地區(qū)常見的三種軟土，發(fā)展稱之為半經(jīng)驗(yàn)半理論的流變 模型。楊敏等以彈性地基梁 12 法為基礎(chǔ)，考慮開挖過程及回筑過程對(duì)深基坑擋土結(jié)構(gòu)作用的影響，建立了圍護(hù)結(jié)構(gòu) 的內(nèi)力和變形的變化過程的完整模擬。俞建霖用三維空間有限單元法研究了基坑開挖過程中圍護(hù)變形、土壓力的空間分布及基坑的幾何尺寸效應(yīng)，并與按二維平面問題分析的結(jié)果進(jìn)行了比較。 Borja 等針對(duì)修正劍橋模型用于逐級(jí)開挖的問題，利用提出的應(yīng)力一點(diǎn)積分非線性有限元分析方法，預(yù)測(cè)了有支撐開挖實(shí)際工程的變形特性，該方法在土體不破壞時(shí)，無條件的收斂，且具有很高的計(jì)算精度。 在巖土有關(guān)領(lǐng)域的數(shù)值模擬計(jì)算方法應(yīng)用中 ，主要有下列方法：有限差分法（ FDM）、有限單元法（ FEM）、邊界單元法（ BEM）、有限分析法（ FAM）（用于地下水、氣運(yùn)移）、半解析元法（ HAEM）、離散單元法（ DEM）等。有限差分法（ FDM）從物理現(xiàn)象引出相應(yīng)的微分方程，經(jīng)離散化得到差分方程，以系數(shù)的差分公式解微分方程 。 正是由于深基坑開挖的復(fù)雜性和有限元分析方法的廣泛通用性及其靈活性等特點(diǎn)（如有限元可以模擬復(fù)雜的施工過程），許多學(xué)者都采用有限元方法分析基坑開挖問題。 綜上所述，研究基坑開挖對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)或設(shè)施的影響尚處于開始階段，與國(guó)外相比，我國(guó)更缺乏大量而系統(tǒng)的實(shí)測(cè)與研究資料，至于開挖過程中基坑周圍土體的應(yīng)力路徑變化，應(yīng)力路徑對(duì)計(jì)算參數(shù)的影響及其在實(shí)際工程計(jì)算中的應(yīng)用更少。 近年來由于大量的工程實(shí)踐和理論研究， 13 對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力特征和變形規(guī)律已有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，因而對(duì)不同類型的圍護(hù)墻分別提出了不同的計(jì)算內(nèi)容和計(jì)算方法，如水泥土墻、排樁和地下連續(xù)墻、土釘墻等都有各自的計(jì)算理論和方法 。 對(duì)排樁和地下連續(xù)墻，認(rèn)為當(dāng)嵌固深度合理、有試驗(yàn)數(shù)據(jù)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)合理確定彈性支點(diǎn)剛度時(shí)，用彈性支點(diǎn)法計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形比極限平衡法更為合理，因而推薦了彈性支點(diǎn)法。 支撐體系計(jì)算 支撐體系中的鋼支撐，由定型桿件現(xiàn)場(chǎng)組合連接而成，多按單跨或多跨壓 彎桿件計(jì)算。對(duì)這種支撐體系不宜再分解成單根桿件計(jì)算，宜按平面封閉框架結(jié)構(gòu)等進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，應(yīng)考慮開挖的不同階段及地下結(jié)構(gòu)施工過程中換撐的各種工況進(jìn)行計(jì)算，從中找出最不利的內(nèi)力組合和最大變形，據(jù)此進(jìn)行配筋計(jì)算。如同濟(jì)啟明星軟件中的《基坑支擋結(jié)構(gòu) 分析計(jì)算軟件 》、中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所的《基坑與邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件 RSD（ ）、中國(guó)建筑科學(xué)研究院與中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)施工項(xiàng)目管理委員會(huì)聯(lián)合開發(fā)的《 CMIS 軟件集成系統(tǒng)》中的深基坑支護(hù)系統(tǒng)的三維軟件等。 深基坑地下水控制 地下水控制方法有排水、降水和回灌等，為基坑工程施工服務(wù)。在地下水位高的軟土地區(qū)，于基坑開挖前多進(jìn)行預(yù)降水。 深基坑工程降水多采用噴射井點(diǎn)和真空深井。目前降水已有成熟的計(jì)算方法和工程經(jīng)驗(yàn)，在某些情況下地下水控制的效果 是深基坑工程成敗的關(guān)鍵之一。 深基坑土方開挖 基坑開挖方式直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形，對(duì)基坑的穩(wěn)定和安全有重要影響。大型深基坑開挖時(shí)，需有周密的施工方案，挖土要配合支撐施工，減少時(shí)間效應(yīng)，控制圍護(hù)墻變形；要保護(hù)工程樁 、內(nèi)支撐和降水設(shè)備；加快施工速度。所謂盆式開挖是先開挖基坑中部的土方，暫時(shí)保留圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)周邊的土坡，利用留土的反壓抵消部分土壓力，以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。 基坑 土方開挖要做到分層、分塊、對(duì)稱、限時(shí)，便利支撐體系盡快形成并能受力，減少圍護(hù)墻的變形。 深基坑工程施工與環(huán)境保護(hù) 支護(hù)結(jié)構(gòu)在側(cè)面荷載作用下總是會(huì)產(chǎn)生變形的，隨之周圍地面亦會(huì)產(chǎn)生水平向和垂直向的變位，當(dāng)變位達(dá)到一定數(shù)值會(huì)對(duì)周圍環(huán)境（周圍鄰近的建筑物、地下管線和道路等）帶來危害。 壓密注漿是加固地基土的重要手段之一。對(duì)鄰近的地下管線可暫時(shí)挖出架空，使其脫離土體，不致隨土體的變形而變形，亦是可選用的方法之一 。 如上海地鐵 2 號(hào)線河南中路車站（位于南京東路之下），基坑深 17m，圍護(hù)墻為地下連續(xù)墻。施工時(shí)除采用順作 15 法和逆作法組合技術(shù)對(duì)鋼支撐施工和復(fù)加預(yù)應(yīng)力、地下連續(xù)墻墻底 和中柱樁底注漿加固等措施外，為保護(hù) 東海商都還于其與地下連續(xù)墻之間呈拱形打設(shè)兩排樹根樁并進(jìn)行注漿，對(duì)其外排鄰近基坑的 15 根柱子采取托換支撐加固措施，結(jié)果滿足了要求，建筑物未出現(xiàn)裂縫，柱間差異沉降最大僅 15mm。利用其反饋的信息和數(shù)據(jù)，一方面可及時(shí)采取技術(shù)措施防止發(fā)生重大工程事故，另一方面亦可為完善計(jì)算理論提供依據(jù)。一般包括：支護(hù)結(jié)構(gòu)水平變位；周圍建筑物、地下管線等的變形；圍護(hù)墻和支撐體系的內(nèi)力；立柱的變形；土體分層位移；地下水位變化；土壓力及抗力等。當(dāng)內(nèi)力、變形達(dá)到報(bào)警值時(shí)，要及時(shí)向有關(guān)人員報(bào)警，以便采取對(duì)策，防止因延誤而造成事故 。地鐵一般都是穿 過城市發(fā)達(dá)的主要商業(yè)區(qū)域、主要旅游景點(diǎn)等城市繁華地段，由于受到既有建筑（構(gòu)筑）物地限制，如地面高層建筑、立交橋、地下管線的影響 ， 以及地下空間綜合開發(fā)利用的需要，地鐵車站和區(qū)間隧道和其他構(gòu)筑物的距離將變得越來越近，相互影響比較明顯。 地鐵是具有時(shí)間、空間和區(qū)間隧道連續(xù)性的工程，而不只是單單的一個(gè)的建筑等等的超尺寸基坑。在對(duì)周圍地表原有建筑設(shè)施影響的合理控制同時(shí)，增加了如何與附屬的地表下空間的設(shè)計(jì)管理 和施工相匹配，比如地下車庫和地下商場(chǎng)，特別是出現(xiàn)了越來越多的多層大面積的地下生活區(qū)。由于影響支護(hù)方案的因素較多，評(píng)價(jià)因素應(yīng)選擇影響支護(hù)方案較大的因素，略去次要的、影響小的因素，選擇的指標(biāo)因素應(yīng)具有普遍性，避免單一的支護(hù)方案評(píng)價(jià)因素帶來的局限性。 我國(guó)目前地鐵深基坑工程存在的主要問題有： （ 1） 深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高，以適應(yīng)當(dāng)前工程需要。 （ 2） 部分深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量較低，導(dǎo)致發(fā)生工程事故。 （ 3） 缺乏理論研究與計(jì)算，是發(fā)生事故的主要原因。 （ 4） 為了預(yù)防事故的發(fā)生，浪費(fèi)大量資金。 （ 5） 施工混亂，管理不嚴(yán)，少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件。規(guī)律無章可循，給質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來困難，沒有針對(duì)深基坑工程特點(diǎn)建立竣工驗(yàn)收的質(zhì)量管理體系。忽略對(duì)基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察，專門針對(duì)地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察重視不夠，給設(shè)計(jì)和施工帶來隱患。 （ 9） 監(jiān)理工作在人力、物力等方面還不適應(yīng)深基坑工程的特殊要求。因此，為了得到安全可行、經(jīng)濟(jì)合理、施工便捷、環(huán)境保護(hù)的支護(hù)方案，基于現(xiàn)有理論，找出一套客觀合理且可操作性強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法 ，就顯得非常重要。 基坑工程學(xué)科涉及工程地質(zhì)、土力學(xué)和基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等學(xué)科，是一門綜合學(xué)科。 我國(guó)地域廣闊，土層變化大。對(duì)大城市而言，建筑物密集、地下 17 管線眾多、交通網(wǎng)絡(luò)縱橫、環(huán)境保護(hù)要求較高，給基坑工程設(shè)計(jì)和施工帶來很多困難。我國(guó) 在深基坑工程方面雖然近年來也發(fā)生過一些事故，但總體水平有很大提高，基本達(dá)到國(guó)際水平。 （ 1） 排樁、地下連續(xù)墻的內(nèi)力和變形的精確計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，其計(jì)算模型理應(yīng)是考慮圍護(hù)墻、支撐體系和土三者共同作用的空間分析。 （ 2） 在軟土地區(qū)，淤泥、淤泥質(zhì)土等具有蠕變特性，圍護(hù)墻會(huì)隨著無支 撐時(shí)間的延長(zhǎng)而 逐漸增大變形，即所謂的“時(shí)間效應(yīng)”。圍護(hù)墻變形的時(shí)間效應(yīng)與軟土的非線性流變特性有關(guān)，對(duì)該特性的系統(tǒng)深入研究，有助于揭開時(shí)間