深基坑工程设计案例概要（内容丰富）

1、深基坑工程设计案例同济大学2013年9月方案设计在深基坑设计中的重要性深基坑工程的设计分为方案设计和施工图设计两个阶段方案设计是控制性的。这是由于深基坑设计需要处理各方面的关系，基坑与地下结构的施工，基坑与主体结构的施工，基坑与地质条件的适应性，基坑与周围建筑物或地下管线的相互影响。基坑工程设计不单纯是支护结构设计，而需要从开挖方案作为出发点，与地下水的处理与控制相协调。不同的开挖方案，就会形成不同的支护方案，不同的支护体系，设计计算的内容不同，安全性和经济性就会不同。所以，就从开挖方案开始讲起。开挖方案选择放坡开挖无支撑开挖重力式挡墙悬臂式挡墙锚固式挡墙有支撑的开挖组合型的开挖方案放坡开挖放

2、坡开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果场地条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。制约采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。放坡需要占用比较大的场地，在城市或建成区往往没有这个条件。由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的采用；开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于土质而言的，如土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度限制就不那么明显；在软土地区，由于土质软弱，放坡开挖深度就不能太深。如整体稳定性允许，可以采用放坡开挖方案时。但有时受场地

3、的限制，只能取用较陡的坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡墙，而是属于坡面加固处理的一种方法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡面的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底土质比较差，整体稳定性不足，则喷锚支护和土钉墙的方案就不能采用。无支撑开挖当不能采用放坡开挖方案时，必须选用围护结构以支承坑外的土体。在可能的条件下应尽可能采用无支撑开挖的方案，因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，便于挖土、运土以及地下室的施工；同时，也比较经济。重力式挡墙重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的围护结构，由于可以采用价格比较低

4、廉的水泥土等材料制作，是一种比较经济的方案。在开挖深度不大（如软土地区不大于67m），环境对位移的要求可允许有50mm左右的条件下是首选方案，但重力式挡墙的宽度比较大，在地下室外墙与红线之间的距离过小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。悬臂式挡墙悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构，由于围护结构承受比较大的弯矩，需要采用钢筋混凝土材料。当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时，悬臂式挡墙就能克服这个缺点，可以在1.52m的狭窄范围内安置悬臂式挡墙。但悬臂式挡墙的位移比较大，难以满足周边环境的严格要求，同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大，因此适用的开挖深度也不深。锚固式挡墙锚固式

5、挡墙是依靠锚杆传递的拉力来维持其稳定的围护结构，对于深基坑可以采用多道锚杆来平衡土压力，因而可以适用于开挖得很深的基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两种，拉锚常用于钢板桩顶部的锚固，或作为辅助的锚固措施；土层锚杆要求具有比较好的地质条件，同时还必须有足够开阔的场地条件或者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中。 自承支护体系的术语比较 土钉支护 土锚支护 喷锚网支护 锚钉支护 术语 土钉墙 强度稳定型 控制变形型 锚杆支护 锚索支护 基本概念 加固 锚固、加固 锚固 预应力 无 无 有 边坡滑动面 验算依据 设计前提 自由段 无 无 有 有效锚固段 无 有 有 有效锚固段埋深 根据需要 4m 更

6、深 筋体面层定位 不严格，允许有较大偏差 严格 更严格 筋体拉力大小 很小 一般 大 更大 筋体内力分布 枣核形分布 在自由段内相同 基坑开挖深度 12m 20m 适用土类 良质土 良质土或劣质土 布置密度 短而密 长而密 定点 定点 面层荷载 表面崩落荷载 滑移体施加荷载的一部分 滑移体施加全部荷载 面部结构 多用喷锚混凝土面层 多用墙、桩 最佳倾角 515 水平 1535 雨季敏感程度 敏感 不敏感 影响很少 稳定性 外部稳定 内部稳定 有支撑的开挖在不具备采用土层锚杆条件的场地，深基坑只能采取有支撑开挖的方案，但是深基坑的平面尺寸一般都比较大，给支撑的设置带来了困难；由于支撑和挖土的工序

7、互相交叉，形成许多各具特色的支护开挖方案。分层开挖分层支护法这是最基本的方法，按照结构受力分析和便于施工的原则布置每道支撑的位置，在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。挖第1层土浇筑第1道支撑挖第2层土浇筑第2道支撑挖第3层土浇筑底板。工况1工况2工况3工况4工况5工况6设计时要按照上述工况进行分别验算，施工时要严格按照设计规定的程序实施，才能保证围护结构的稳定性和控制变形。在平面上按设定的挖土与设置支撑流程由一侧向另一侧推进，也可以由中部向两侧推进，但每一层作业作为一个工况考虑进行计算，忽略平面上流程的时间差对围护结构受力的影响。中心岛法对于平面面积很大的基坑，采用分层开挖、分层支护的方法在

8、技术和经济上都不太合理。由于支撑的长度很长，为了增大支撑刚度，需要加大支撑截面和侧向支撑，使支撑的造价很高，而且一层平面的挖土量也很大，前后延续的时间比较长，这就需要在平面上加以划分。中心岛法是平面划分的一种考虑，它结合将厚底板分设后浇带的划分，将平面分成两个部分，中心部分先施工，此时先施工的面积比较小，而且具有放坡的余地，可以在坑内按照放坡办法施工，在中心部分浇筑底板以及地下室的部分结构（如核心筒、剪力墙或柱）以后，再分层开挖四周的留土，分层将支撑连接到已建成的底板或地下室的构件上去。第一阶段，放坡，浇筑中间部分地下室第二阶段，对周围部分采用分层开挖分层支撑方法施工.底板地下室梁板支撑组合型

9、的开挖方案在方案设计时，可以根据工程的具体情况将上述几种方法加以组合，以发挥各自的优点，形成最经济合理的方案。可以在立面上组合，也可以在平面上组合。立面组合主要是指为了减少围护结构支承的开挖深度，将围护结构顶面的标高压低后形成上部是放坡，下部是支锚的组合断面。围护结构顶面标高压低以后，可以减少围护结构的工程量，减少支锚的数量；上部的处理方法视标高降低的数量和土质条件而定，以保持上部开挖面的稳定为原则。如降低1 m左右，可以不放坡，采用砖砌挡墙保护；如标高压低较多，则可采取放坡的办法，也可以采用喷锚护坡的办法。立面组合的方案可以有效地减少基坑工程的难度，明显降低造价。立面组合平面组合是指在基坑的

10、几个侧面采用不同的方法，根据各个侧面场地宽余程度的不同，采取不同的方法。在场地比较宽敞的部位尽可能采用放坡的办法，场地能容纳重力式的地方尽量采用重力式挡墙，在实在放不下重力式挡墙的部位才采用排桩式。这样做的目的是为了节省造价，但在技术上带来了一定的困难，主要是在不同型式的结构连接处需要做好构造处理，这些部位往往是最薄弱的环节，也是最容易产生事故的地方。实例1 组合型的开挖方案工程名称：上海东方明珠广播电视塔地点：上海浦东基坑尺寸：基底面积2700m2，开挖深度12.5m，局部电梯井部位深度19.5m围护结构：采用二次开挖，三级支护，二级降水的方案。先在地面设置第一级轻型井点，然后将基坑大开挖至

11、5.3m，放坡1:1.5，土坡采用细石混凝土护坡，在5.3m基坑内进行沉桩和打设钢板桩；沿坡脚布置第二级轻型井点，进行第二阶段挖土，按先撑后挖原则设置二道内支撑，完成12.5m的基坑开挖，最后对深坑进行第三级支护。支撑情况：二道钢支撑实测结果：边坡水平位移不大于50mm，钢板桩上口水平位移不大于50mm，下部位移较大，局部达400mm，立柱最大上拔量120mm比较造价：费用为常规深基坑施工的三分之一挖土速度：工期为常规深基坑施工的三分之一方案评述：对于场地周围环境要求不高的基坑工程，在立面上采取放坡和钢板桩支护相结合的方案，将深基坑转化为开挖深度相对较浅的基坑，技术难度和工程量都有降低，从而缩

12、短了工期，大幅度降低造价，这个方案的思路是可取的。选择围护结构的类型确定了开挖方案以后，根据开挖方案的要求选择围护结构，从总体来说，围护结构按材料和施工方法大体分为三种类型，即水泥土搅拌桩、排桩式围护结构和地下连续墙。选择围护结构时应考虑开挖深度、地质条件、地下水条件、施工条件和工程要求等因素综合确定。 各种围护结构的适宜性评价 围护结构 工程条件 水泥土搅拌桩 排桩式（灌注桩） 地下连续墙 开挖深度小于6 7m 可以采用 不经济 不考虑 开挖深度7 12 m 不能采用 适宜于采用 不经济 开挖深度大于10 m 不能采用 不合理 适宜于采用 地下水位高 适宜于采用 加止水帷幕 适宜于采用 孔隙

13、比及液性指数均小于1的粘性土 不适宜于采用 适宜于采用分离式排桩 适宜于采用 软土 适宜于采用 适宜于采用连续式排桩 适宜于采用 围护结构兼作永久性结构的一部分 不适宜于采用 不适宜于采用 适宜于采用 场地特别狭窄且环境要求非常高 不适宜于采用 不一定适宜于采用 适宜于采用 围护结构的造价比较 开挖深度 m 4.5 5 10 14 18 围护结构 搅拌桩 排桩 排桩 连续墙 连续墙 单价 （元/延米） 7300 11100 23200 50400 80000 围护结构的经济比较如按单方造价，连续墙每一立方米的费用明显地高于排桩，这是因为连续墙施工设备的费用比较高的缘故。根据上海市1990年代的

14、建筑工程预算定额，地下连续墙施工时成槽机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的2倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下连续墙是不经济的，只有在开挖深度很大，环境要求特别高，采用排桩式围护结构非常不合理时才采用地下连续墙作围护结构；为了充分发挥地下连续墙的作用，提高经济效益，将地下连续墙围护结构兼作永久性结构的一部分是比较合理的方案。12m左右深基坑围护方案比较 围护类型 SMW工法 钻孔灌注桩加止水帷幕 地下连续墙 方案 24m桩长，型钢700300，1200800围檩，3道609钢管支撑 24m桩长，钻孔灌注桩8001000，1200800围檩，3道609钢管支撑 24m桩长，宽度800地下连续

15、墙，1200800围檩，3道609钢管支撑 围护费用 17000/延米 19000/延米 32000/延米 工期 10延米/天 3延米/天 16延米/天 SMW工法具有费用低、功效高的优势78m左右深基坑围护（桩长15m）方案比较 综合造价 造价比 钢板桩 拉森IV型，小咬口， 3135 1.00 SMW工法 850三轴搅拌机，H700300 6375 2.03 钻孔桩 600700 9240 2.95 地下连续墙 600mm厚度，长度14m 12600 4.02 灌注桩加强的搅拌桩墙体在水泥搅拌桩墙体的两侧或一侧加钻孔灌注桩，形成组合断面以实现对深度大于7 m的深基坑采用无内支撑的重力式挡墙

16、（改良的重力式挡墙）或简易支撑的挡墙方案。开始时，在水泥土中加筋作为一种技术措施采用，用廉价的毛竹插入水泥土中。发展至采用钻孔灌注桩加筋已经不是一种技术措施，而是一种组合结构，这种方案的最大优点是造价便宜。但这种复合型的结构内力计算方法尚需进一步研究，钻孔灌注桩的布置原则也需进一步明确。实例2水泥搅拌桩墙体加钻孔灌注桩工程名称：上海新亚汤臣大酒店地点：上海浦东基坑尺寸：基底面积6000m2，开挖深度8.6m，局部开挖深度11.2m；围护结构：宽度4.25.2m的重力式挡墙，墙身每隔3m设置一根直径600mm的钻孔灌注桩加强；支撑情况：在地面下2.5m处设置钢筋混凝土环形支撑。实测结果：实测最大

17、水平位移32mm方案评述：在水泥搅拌桩重力式挡墙中采用钻孔灌注桩加强，并可以设置支撑以避免重力式挡墙位移过大的缺点；在8.6m开挖深度的基坑中，一般的排桩支护需要设置二道支撑，而在复合式的围护结构中只需一道支撑，可以节省造价，且水平位移也不大。组合型的重力式围护结构由地下连续墙构成的T字形断面或字形断面，成为自立式围护结构。如上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑无支撑格形地下连续墙工程。大型玻璃熔窑是浮法生产线的关键部位，平面尺寸为90m50m，开挖深度为13m。围护结构采用由T字形槽段组成的格形结构，由内墙、外墙、剪力墙、墙顶圈梁和格内的土体共同承受水平荷载，成为重力式结构。实例3无支撑格形地下连续

18、墙工程名称：上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑地点：上海浦东基坑尺寸：长90m，宽50m，周长280m，开挖深度12.8m围护结构：内墙采用厚度为0.8m的T形槽段和肋墙组成，翼墙长6.0m，深22m；肋墙长2.5m，厚0.6m，深15.1m。外墙由T形槽段和板墙组成，墙厚0.6m。剪力墙厚度为0.6m。支撑情况：无支撑实测结果：外墙墙顶水平位移110mm，内墙墙顶水平位移80mm外墙最大沉降19mm，内墙最大沉降6mm；比较造价：与钢筋混凝土角对撑比较节省一半造价；与型钢支撑相比可节省造价30%；挖土速度：13.5万土方，用32天完成，平均每天4500m3，最高7000m3方案评述：无支撑格形地下

19、连续墙围护结构是一种依靠格内土体自重增加稳定性的重力式挡墙。其结构由内墙、外墙和剪力墙组成，可以认为，内墙是直接承受水土压力的主要挡土结构，通过剪力墙与外墙连接，剪力墙的作用相当于拉杆，而外墙相当于锚碇墙；但实际上是具有一定刚度的整体结构与格内土体共同作用。基坑开挖时墙顶位移大于有内支撑的基坑，但不影响安全和使用，且能缩短工期，节省造价。平面分区方案平面分区开挖的目的是为了总体上满足工期要求或者为了分期投资的目的。平面分区包括地下室同一个平面和不同底标高两种不同的情况。但分区开挖必须设置区域之间的分隔围护结构，这部分费用是额外增加的，比整体开挖肯定费用贵。需要进行技术经济比较才能确定。案例4.

20、金茂大厦基坑分区复合顺作法基坑开挖面积20000m2，地下三层，基坑开挖至-15.1m，四道支撑。为了不使裙房的基坑施工影响主楼的工期，采用主楼和裙房分区开挖施工方案。裙房外围采用地下连续墙，两墙合一。主楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔，准备后期拆除，打通地下室。主楼裙房都采用顺作法施工。案例5.环球金融中心基坑分区顺逆作基坑开挖面积22500m2，地下三层，基坑开挖至-18.45m，四道支撑。也采用主楼和裙房分区开挖施工方案。裙房外围采用地下连续墙，两墙合一。主楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔，准备后期拆除，打通地下室。采用主楼顺作，裙房逆作的方法施工，可以节省支撑。实例6.大直径圆形钢筋混凝土内支

21、撑之一工程名称：万都大厦地点：上海虹桥开发区主体结构：54层主楼，4层裙房，2层地下室基坑尺寸：长137.9m，宽112.3m，周长476m，基坑面积1255m2，开挖深度12.8m支撑尺寸：两道圆形钢筋混凝土内支撑，直径92.3m，平面布置见图实测结果：上道圆形支撑平均轴力17500kN；下道圆形支撑平均轴力19500kN；平行位移3.96.7mm；立柱平均上浮23.8mm；围护结构（排桩）最大沉降22.7mm，水平位移6.7mm；管线最大沉降47.1mm。比较造价：与钢筋混凝土角对撑比较节省一半造价；与型钢支撑相比可节省造价30%；挖土速度：13.5万土方，用32天完成，平均每天4500m

22、3，最高7000m3方案评述：圆形钢筋混凝土内支撑是一种受力性能好、布置合理的支撑体系；所形成的敞开空间，为挖土和混凝土浇筑施工提供了非常方便的条件，同时又减少了混凝土支撑的工程量节省造价、缩短了工期，是一举数得的事。实例7.大直径圆形钢筋混凝土内支撑之二工程名称：天津今晚报大厦地点：天津南开区主体结构：38层主塔楼，2层地下室基坑尺寸：平面不规则，最大尺寸为长134m，宽115m，周长500m，开挖深度9m围护结构：钻孔灌注桩，桩径800mm，桩长19.7m支撑尺寸：一道圆形钢筋混凝土内支撑，直径66m，断面2000mm1000mm，36根放射形钢管支撑。实测结果：钢管支撑轴力1500kN2

23、000kN圆形支撑变形为5030mm坑底回弹量24mm围护结构（排桩）最大位移112mm，一般在4070mm管线最大沉降47.1mm方案评述：天津与上海同时发展了圆环形内支撑体系，这两个实录有异曲同工之妙。实例8.三围檩二支撑的钢筋混凝土内支撑体系工程名称：外滩京城地点：上海北京东路主体结构：建筑面积213,376m2；基坑尺寸：基坑面积13万m2，开挖深度12.5m，局部14.25m；支撑尺寸：两道钢筋混凝土内支撑，第2道支撑与两道围檩连接见图；比较造价：与3道支撑方案相比，节省造价803万元；挖土速度：16万土方，用88天完成，平均每天2500m3，最高每天4500m3，与3道支撑方案相比

24、缩短挖土工期5个月。方案评述：支撑竖向布置方案既要满足围护结构变形和强度的要求，间距不能太大；但必须便于机械化施工，为了满足汽车在支撑上通行的净空要求，需要加大支撑竖向间距。将一道支撑支承在两道围檩上，既加大支撑的竖向间距，又不改变围护结构的计算支点间距，本例是一个创造，改变了支撑布置的固有格局。支撑与围檩连接的节点降水方案降水是在地下水位比较高的地区进行基坑工程设计时面临的一个重要问题。采取何种方案主要取决于水文地质条件及周边环境的要求。从施工来说则要求提供一个比较干燥的坑内施工环境，为此应使地下水位低于基坑底面0.51.0m左右。如地下水位高于这个位置，需要采取降水的措施，降水的方法很多，

25、都可以达到这个目的。选择降水方案时应考虑以下几个问题：1.基坑降水深度的要求；2.场地地质条件，土层的渗透特性，地下水的类型、流向和补给条件；3.环境条件，场地周围的建筑物和市政管线的位置、类型、对沉降的要求；4.气象条件，雨季、特别是暴雨季节和暴雨量；5.施工单位所拥有的降水设备和数量；6.电源条件，需保证有稳定的电源或备用电源，以免断电时基坑积水而坍塌。 降水方案比较 方 案 配合措施 优点 缺点 适用条件 坑内降水 止水帷幕 坑外水位不下降 形成向坑内水头差 环境要求高 无止水帷幕 有利边坡稳定 坑外水位下降 环境要求不高 坑外降水 有止水帷幕 减少围护的侧压力 坑外水位下降 环境要求不

26、高 实例9上海外环越江隧道工程概况：基坑由连接井和风井组成，连续墙入土深度42m46m，开挖最大深度30.35m。降水要求：要求疏干三层含水层的地下水。连接井布设六口降水井与二口观测井，风井布设十二口降水井与一口观测井。降水孔的布设降水井、观测井的结构图井深：连接井50m，风井47m，降水井开孔直径700mm，井管直径273mm，滤管总长度20m。采用18台水泵,每台出水能力10m3/h。持续七个半月降水，连接井中水位降至26m，风井降至22m，基坑内实现了干施工。地面沉降小于50mm，对周边的影响很小。实例10降水与回灌项目：上海友谊商店主楼地点：上海北京东路工程概况：主楼为升板结构，长82

27、m，宽34m，高33m，基础采用筏板基础，基坑开挖深度为地面下3.4m4.2m；东侧10m处为6层框架结构、筏板基础的上海人民广播电台大楼，降水时需重点加以保护。地质条件：硬壳层下为灰色砂质粉土和灰色淤泥质粘土。渗透系数比较大，影响的范围广，上海人民广播电台大楼就在影响范围之内，必须采取保护措施。场地地处黄浦江和苏州河交汇处，北距苏州河60m，东距黄浦江120m，地下水补充的水源充沛，是降水的不利因素。降水方案主楼基础位于第1层灰色砂质粉土内，渗透系数比较大，降水的影响范围也比较大，势必影响上海人民广播电台大楼，为确保其安全，需在降水的同时进行回灌，使上海人民广播电台大楼下的水位不明显下降。为

28、减少对相邻建筑物的影响，采用了比较短的6m长的轻型井点管，涌水量按公式计算，得Q=76m3/d；井点系统周长258m，布置三套轻型井点，真空泵型号选用W4-1。在基坑东侧与上海人民广播电台大楼之间设置一排回灌井，按要求回灌后保持原地下水位，动水位为6.5m，则求得回灌量为19.49m3/d。回灌井点长度取8m，间距3m，共布置13根回灌井点管，回灌井点距降水井点7m，距大楼3m。为对上海人民广播电台大楼不致产生任何影响，在降水前一天就开始了回灌。效果检测在降水开始后1个月左右涌水量趋于稳定，前45天的平均涌水量为70m3/d，以后稳定在60m3/d左右，坡脚处的地下水位一直保持在4.5m5.5

29、m范围内，满足了基坑施工的要求。回灌区的地下水位一直保持在原地下水位左右，回灌水量在最初几天里比较小，以后逐步增大，至降水稳定时，回灌量也趋稳定。回灌正常时，回灌量在1822m3/d之间。典型方案比较比较重力式和排桩式两个方案两个工程的地点都在上海浦东新区，相距约1500m，地质条件相仿。工程A为新世纪商厦，基坑开挖深度8.11 11.5 m，采用水泥搅拌桩重力式围护结构，围护墙体宽度8.7m，长度19.0m，在水泥搅拌桩墙体内都插入长度为10m的毛竹加强，用长约700mm的直径12mm钢筋插入桩顶并与250mm厚的盖梁内的双皮双向的钢筋连接。围护墙体座落的上海的标准层5-2层灰色粉质粘土层上

30、。工程B为招商大厦，基坑开挖深度10.3 m，采用直径为800 1000mm的钻孔灌注桩排桩式围护结构，水泥搅拌桩止水帷幕，入土深度22 26m，进入5-2层灰色粉质粘土层，采用上、下两道桁架式对撑和角撑结合的支撑体系。对撑采用两股直径580mm的钢管，连杆采用H型钢；角撑采用单股直径609的钢管；采用钢筋混凝土围檩，第一道截面1000mm800mm，第二道截面1200mm800mm。B工程是通常的做法，围护结构以及相邻地面的变形比较小，因而是比较成功的项目。从表25-27中的数据比较可以看出，采用水泥搅拌桩方按的基坑工程，其变形比较大，墙顶的水平位移几乎为排桩围护的10倍，附近地面的水平位移

31、相当于排桩围护的67倍左右，水平位移速率最大已达到41.7mm/d。方案评述这两个工程的基本条件相仿，开挖深度已超过10m，按照上海地区的土质条件，一般以采用钻孔灌注桩排桩围护结构为宜；但A工程却采用了水泥搅拌桩重力式围护结构，超过了一般常规的做法，工程进行过程中虽然出现过险情，但终于成功了；排桩式和地下连续墙方案的比较C工程和D工程均位于上海浦东新区，相距不到2000m，地质条件相仿，基坑平面形状及支撑体系非常相似。C工程为上海国际航运大厦，基坑开挖深度沿周边为11.5 m，中部有局部深坑，基坑面积为156m68m；围护结构采用桩径为1000mm和1100mm的钻孔灌注桩加水泥搅拌桩止水帷幕

32、，围护结构入土深度26.5 m，桩端进入第6层暗绿色粉质粘土层，钻孔灌注桩与搅拌桩之间采用压密注浆加固；竖向设置两道支撑体系，支撑平面布置为中部两道桁架式对撑及边撑，在对撑和边撑所形成的空间中加设双向撑杆，在基坑四角采用角撑，基坑两端部都留有较大的施工空间；在基坑北侧和西侧采用水泥搅拌桩坑底加固措施。D工程为上海证券大厦，基坑开挖深度12m，基坑周边总长352m，基坑面积7400m2；围护结构厚度为800mm的地下连续墙，长度为21.0 22.5 m，墙未进入第6层暗绿色粉质粘土层；竖向设两道钢筋混凝土支撑，第一道支撑标高2.2 m，截面为800mm1200mm，水平间距为16m；第二道支撑标

33、高8.0 m，截面为800mm800mm，水平间距为8m；围檩截面为800mm1200mm，平面布置为中部设对撑，四角设角撑，在基坑两端都留有较大的施工空间； 排桩与连续墙方案的比较 工程C 工程D 墙顶水平位移 5mm 墙身最大水平位移 75mm 70 108mm 最大水平位移速率 0.6mm/d 邻近建筑物沉降 60mm 108mm 邻近建筑物水平位移 27mm 113mm 邻近管线沉降 35mm（煤）44mm（水） 53mm 邻近管线水平位移 25mm（煤）16mm（水） 45mm 方案评述这两个方案都取得了成功，对于12m左右的基坑，采用排桩或地下连续墙都是可行的方案，由于没有经济性指

34、标，无法进行技术经济的全面分析。从实测数据来看，采用800mm厚度的地下连续墙，其各项变形指标均比排桩式围护结构大。深基坑工程的监测与控制 钢筋混凝土内支撑监测结果 工程名称 开挖深度 围护结构 支撑断面尺寸 m 设置标高 m 混凝土 等级 平均水平距离 m 最大计算轴力 kN 最大实测轴力 kN 最大实测墙体挠曲 mm 置地广场 13.7m 800mm 地下墙 0.650.7 0.80.7 0.80.7 1.15 6.15 10.25 C30 C40 C40 8 8 8 2334 4547 4683 1500 2000 3200 42 久事大厦 13.35m 800mm 地下墙 0.81.0

35、 1.00.8 1.20.8 0.72 4.65 9.25 C30 C40 C50 10 10 10 3250 6015 7411 4000 9200 9000 44 兰生大厦 12.9m 800mm 地下墙 0.90.9 1.00.8 1.20.8 0.40 4.70 8.90 C30 C40 C50 10 10 10 2000 5570 7870 3500 7000 9100 40 所给出的最大支撑轴力实测数据表明，深基坑内支撑轴力的最大值呈现一定的规律性。第一道支撑的轴力是最小的，在三道支撑的基坑中，一般第三道支撑最大；在开挖深度接近的基坑中，支撑距离大的基坑轴力大；支撑距离接近时，开挖

36、深度深的基坑轴力大。影响轴力变化的因素非常复杂，将实测值与计算的结果相比却并不非常符合，实测轴力大于计算值或小于计算值的情况都有出现。支撑轴力变化的全过程支撑轴力的变化大致分成3个阶段：增长阶段，随着混凝土强度的形成和开挖作用，支撑轴力由小到大急剧增大，并趋于峰值；稳定阶段，由于下一道支撑参与工作，轴力会有所变化，但总的趋势是比较稳定；再次增大阶段，由于其它支撑构件的拆除，或换撑过程中的结构内力调整使得业已稳定的轴力又出现上升段。挖土时钢支撑轴力（kN）的变化7 工况 支撑位置 挖至第二道支撑底部 挖至第三道支撑底部 挖至坑底 实测值 增量 实测值 增量 第一道支撑 1712 1799 87

37、1578 221 第二道支撑 2882 3216 334 第三道支撑 3720 注：1. 开挖深度12.55m；墙深23.6m； 2. 地下连续墙厚800mm； 3. 钢管支撑，纵横间距均为9m。 混凝土支撑轴力（kN）的变化6 工况 支撑位置 挖至第二道支撑底部 挖至第三道支撑底部 挖至坑底 实测值 增量 实测值 增量 第一道支撑 6735.5 1110 5625.5 327 783 第二道支撑 5570 7432 1862 第三道支撑 2964 注 1. 开挖深度15.7m；墙深30.5m； 2. 地下连续墙厚度800mm； 3. 钢筋混凝土桁架梁对撑。 浇筑底板以后，支撑轴力明显下降；拆

38、除第二道支撑后，第一道支撑的角撑和对撑的轴力都有明显的增大，而在拆除后经过几天时间，支撑轴力稍有回落；浇筑底板及支撑拆除时支撑体系轴力（kN）的变化7 日期与工况 第二道支撑 第一道支撑 角撑XN1 对撑XN2 角撑SN1 对撑SN2 挖至基坑底面标高时 5180 3412 1955 4088 1月28日底板浇筑后 5012 1794 720 2466 2月14日第二道角撑XN1拆除后 3459 1989 3459 2月16日第二道对撑XN2拆除后 2118 3607 2月21日第二道支撑全部拆除后 1911 3437 拆除第三道支撑时，第二道支撑轴力增大而第一到支撑轴力略有下降，拆除第二道支

39、撑时，第一道支撑轴力才有提高。挖土及拆除支撑对支撑体系轴力（kN）的影响6 工况 位置 挖土至第二道支撑底部 挖土至第三道支撑底部 挖土至基坑底面标高 拆除第三道支撑 拆除第二道支撑 第一道支撑 2632 2605 2051 1658 1722 第二道支撑 4905 6062 6796 第三道支撑 5523 注：1. 开挖深度11.75m；钻孔灌注桩长度28.5m； 2. 钻孔灌注桩桩径1000mm； 3. 钢筋混土对撑与角撑。 除了基坑开挖、支撑设置或拆除等施工因素对轴力的影响外，混凝土收缩和气候条件的变化也有十分明显的影响，下表给出了气候条件对支撑轴力影响的实测数据，实测的时间是从上午8时

40、至傍晚，在多云或晴天，由于气温的日变化幅度较大，傍晚的轴力比早上增大15%左右，而在下雨天气，气温的日变化幅度比较小，则轴力减小或基本不变。温度对支撑轴力（kN）的影响7 杆件位置 日期 天气 实测轴力 轴力变化 变化百分比 第一道角撑 7月15日 8:00 18:00 晴转阵雨 阵雨过后 2435. 54 2042.45 393.09 16% 7月17日 8:00 16:00 多云 2252. 20 2596.17 342.97 15% 第一道对撑 8001000mm 间距16m 7月15日 8:00 18:00 晴转阵雨 阵雨过后 3452.01 3550.26 1.75 0% 7月17日

41、 8:00 1600 多云 3843.74 4412.14 568.40 14% 9月19日 8:00 16:30 多云转晴 5831.29 6910.24 1078.95 18% 第二道对撑 800800mm 间距8m 9月19日 8:00 16:30 多云转晴 10977.74 12317.23 1339.49 12% 注：1. 开挖深度10.2m；墙深22m； 2. 地下连续墙厚度800mm； 3. 钢筋混凝土对撑和角撑。 在支撑条件相同的条件下，围护结构的最大水平位移越大，结构内力也越大，控制了水平位移，也就间接控制了围护结构的内力；墙体最大水平位移与钢筋应力的实测值9 实测项目 位置

42、 墙体最大水平位移 钢筋应力 (MPa) 位移值（mm） 位移值/开挖深度 南 墙 59.12 0.42 % 50.0 北 墙 35.09 0.22 % 27.0 注： 1. 开挖深度14m； 2. 地下连续墙，墙厚800mm； 3. 4道钢管支撑。 钢支撑的最大水平位移 上海世界广场围护结构的最大水平位移7 测点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 最大位移值mm 47.5 71.5 112.7 87.7 58.4 83.7 58.6 54.8 测点深度m 14.0 15.0 12.5 12.5 13.0 13.0 14.5 14.5 测点深度与开挖深度之比% 0.88 0.94 0.78

43、0.78 0.81 0.81 0.91 0.91 位移与开挖深度之比% 0.30 0.45 0.70 0.55 0.36 0.52 0.37 0.34 位移与墙深 之比% 0.16 0.24 0.38 0.29 0.19 0.28 0.20 0.18 注：1. 开挖深度16m；墙深30m； 2. 地下连续墙厚1000mm； 3. 钢梁支撑，纵横间距均为6m。 混凝土支撑的最大水平位移 上海南洋广场围护结构的最大水平位移6 测点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 最大位移值mm 38.0 39.5 33.8 42.9 36.8 45.5 23.6 36.0 测点深度m 15.0 17.0 14

44、.0 14.0 15.0 17.0 12.0 16.0 测点深度与开挖深度之比% 0.96 1.08 0.89 0.89 0.96 1.08 0.76 1.02 位移与开挖深度之比 0.24 0.25 0.22 0.27 0.23 0.29 0.15 0.23 位移与墙深之比 0.13 0.13 0.11 0.14 0.12 0.15 0.08 0.12 注：1. 开挖深度15.7m；墙深30.5m； 2. 地下连续墙厚度800mm； 3. 钢筋混凝土桁架梁对撑。 数据表明，钢筋混凝土支撑的最大水平位移发生在基坑的底面附近；而钢支撑的最大水平位移一般发生在基坑底面以上。比较最大水平位移值与开挖

45、深度之比值以及最大水平位移与墙深之比值发现，采用钢支撑时的数值均大于钢筋混凝土支撑，说明在相同的条件下，钢筋混凝土支撑能更有效地减少围护结构的水平位移，减少对环境的影响。施工工况对围护结构水平位移及位移速率的影响最大的位移速率发生在最下面的一道支撑，在底板浇筑完毕后速率就显著减小。因此在开挖最后一层土时必须加快施工，迅速将底板浇筑完毕，就能抑制围护结构过大变形的发展。比较分析也可发现，采用钢筋混凝土支撑时，围护结构的水平位移的速率比钢支撑时小得多。钢支撑施工工况对围护结构水平位移（mm）及位移速率（mm/d）的影响7 测点 1 2 3 4 5 6 7 完成第一道支撑 位移 0 0 1 1 0 0 0 速率 0 0 0.1 0 0 0 0 完成第二道支撑 位移 18 29 46 29 20 9 4 速率 2.5 3.0 1.5 2.5 3.0 0.75 0.05 完成第三道支撑 位移 52 88 54 53 35 6 15 速率 3.0 7.0 2.0 4.0 10.0 3.5 1.5 底板刚浇筑完 位移 89 88 77 78 56 19 25 速率 1.5 2.0 1.5 1.5 2.0 1.5 4.0 注：1. 开挖深度11.0m；