大型深基坑支护施工技术和案例（Word55）

1、大型深基坑支护施工技术和案例一基坑工程技术的发展历程第一阶段：上一世纪80年代末到90年代末，研究、探索阶段。第二阶段：新世纪初的十多年，发展阶段。1、两个阶段的标志1）第一阶段：2000年前后基坑工程的国家行业标准和地方标准的颁布。2）第二阶段：2009年建筑基坑工程监测技术规范GB50497）的颁布、一批相关的规范全面修订。2、基坑工程设计理念的改变1）早期：设计往往以满足地下工程施工为主。或以经验为主；或以理论为主。2）现今：满足环境保护已成为设计施工的基本出发点。理论和经验相结合。3、基坑设计方法1）极限平衡法：卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等 ；2）弹性支点法：解决变形分析问题；3）有限

2、元法：平面、空间；土体与结构共同作用；考虑土的弹塑性等；4、对基坑稳定性的认识。基坑事故主要是岩土类型的破坏形式。整体滑动稳定性、抗隆起稳定性等在软土中尤其重视。二基坑工程的新型支护结构常用的基坑坑支护结结构1）土体体加固类类：放坡坡、土钉钉墙、重重力式水水泥土墙墙等。2）支挡、拉拉锚式围围护墙：排桩、地地下连续续墙。33）支锚锚体系：拉锚式式，内支支撑。围围护墙支锚体系：拉锚和和锚杆1、复合土土钉墙11）土钉钉支护结结构的优优点：施施工方便便、设备备简单、经经济效益益显著等等。2）土钉钉支护结结构的主主要问题题：适用用有一定定限制，仅仅适用于于非软土土场地。土钉支护结构的主要问题1）软土地区

3、：稳定性2）复合土土钉墙：采用水水泥土搅搅拌桩、预预应力锚锚杆、微微型桩等等的一类类或几类类结构与与土钉墙墙复合而而成的支支护结构构。3）软土地地区的应应用：以以水泥土土搅拌桩桩、微型型桩等“超超前支护护”。44）解决决：隔水水性；土土体的自自立性（加加大自立立高度和和持续时时间、提提高稳定定性）。5）非软土土地区的的应用：通过微微型桩、预预应力锚锚杆等对对限制土土体的位位移。预预应力锚锚杆复合合土钉墙墙，加大大预应力力可使位位移减少少40%500%。使使其适应应的基坑坑开挖深深度有所所增加。复复合土钉钉墙使开开挖深度度有所增增加（112115m）。6）复合土土钉墙结结构设计计中应注注意的问问

4、题：可可计入复复合体的的共同作作用，但但复合体体的作用用不可过过高估计计。7）原位位土层、土土钉对结结构稳定定性的贡贡献：应应占有主主要的份份额。2、双排桩桩结构双双排桩结结构：由由前、后后两排支支护桩和和梁连接接成的刚刚架及冠冠梁组成成的支挡挡式结构构。双排排桩结构构的特点点1）结构构：有较较大的侧侧向刚度度，无需需支撑或或拉锚22）施工工：适应应性广、工工艺简单单、与土土方开挖挖无交叉叉作业、施施工工期期短等。双排桩的设设计嵌固固稳定性性验算：以结构构前后排排桩与桩桩间土的的整体分分析，但但嵌固段段被动土土的抗力力作用在在总抵抗抗力矩中中占主要要部分。刚架结构受受力分析析1）前、后后排桩的

5、的受力前前排受压压：后排排受拉，并并引起前前、后排排桩竖向向位移和和桩身弯弯矩。2）前、后后排桩之之间土体体：考虑虑其的反反力与变变形关系系（桩间间土看作作水平向向单向压压缩体，按按压缩模模量确定定刚度系系数）考考虑开挖挖后应力力释放引引起的初初始压力力（按桩桩间土自自重占滑滑动体自自重的比比值确定定）3）桩顶梁梁3、型钢水水泥土搅搅拌墙11）型钢钢水泥土土搅拌墙墙：由水水泥土墙墙和内插插的型钢钢组成的的复合支支护结构构。2）特点点：支护护性能好好、造价价低、环环保（型型钢可回回收）等等。我国国于20010年年颁布了了型钢钢水泥土土搅拌墙墙技术规规程JJGJ/T1999 ，标标志了该该技术已已

6、较为成成熟。型型钢和水水泥土作作用1）型钢钢：作为为挡土结结构。22）水泥泥土：作作为截水水帷幕。型钢水泥土搅拌墙的工作特性1）墙体变位较小时：水泥土对提高墙体的刚度有相当贡献。2）墙体的抗弯承载力验算：不应考虑水泥土的作用。3）型钢间水泥土的受剪：包括型钢间水泥土的错动受剪和最弱截面处的局部受剪。4）型钢水泥土搅拌墙的桩身强度是目前工程中矛盾比较集中的问题。5）设计要求：一般强度为1.0MPa左右，甚至更高。6）实际情况：往往难以达到设计要求。7）取芯检测：28d强度值一般在0.4MPa左右。如何确定水泥土搅拌墙的桩身强度？1）工程实际：鲜有因强度较低而造成破坏的事例；2）理论分析：要求水泥

7、土28d抗压强度为0.5MPa左右；3）规范建议：采用不小于0.5MPa较为适宜。三深基坑工程施工新设备和新工艺施工中新设备和新工艺：地下连续墙、混凝土咬合桩排桩、超深多轴水泥土搅拌桩（SMW工法）、水泥土搅拌连续墙（TRD工法）、超大型环形支撑体系、十字钢支撑双向复加预应力技术、混凝土支撑的绳（链）锯切割法、锚杆的回收 技术等。1、地下连连续墙成成槽机械械和工艺艺常用的的成槽机机械铣削式成槽槽机最大成成槽深度度可达1150mm，墙体体厚度可可达2.5m。槽壁稳定粉粉土、粉粉砂土等等易坍塌塌土层的的技术措措施： “夹夹心”地地下连续续墙（水水泥土搅搅拌桩保保护槽壁壁）； 改良良泥浆性性能。22

8、、灌注注桩施工工新技术术旋挖钻钻孔灌注注桩1）旋挖挖成孔：通过桶桶状斗式式钻头回回转切削削土体。2）装土外运：直接将土装入钻斗，提升卸土。3）泥浆护壁：易坍塌土层采用静态泥浆护壁泥浆排量仅传统工艺的1/41/5）。4）不易坍塌土层：可采用干式或清水钻进工艺（无需泥浆护壁）。钻孔咬合灌注桩由间隔布置的混凝土素桩和配筋桩相互咬合，形成的 “桩墙”。1）咬合方法：旋挖钻机成孔、冲抓钻成孔、全套管成孔等。2）性能：与间隔式灌注桩排桩相比：截水性能良好、不需附加的截水帷幕。与地下连续墙相比：功能基本相同，但施工简便、造价低廉。素桩和配筋桩1）素桩的混凝土：（超缓凝）初凝时间不小于4070h；3d强度不大

9、于3MPa；8d强度不小于C15。2）配筋灌注桩：素桩混凝土初凝阶段施工，咬合素桩。全套管成孔1）适用：除用于咬合桩外，还可用于：淤泥、流砂、地下水富集等。2）不良地层；城市建筑物密集或有地下障碍的地区。3、型钢水泥土搅拌墙施工工艺多轴柱列式水泥土搅拌墙：SMW工法（Soil Mixing Wall）1）搅拌桩施工机械：三轴（四轴或五轴）搅拌桩机械；桩径6501000mm，最大深度可达60m。2）型钢拔出机械：液压式拔桩机3）关于水水泥土水水灰比的的讨论：我国规规范建议议水泥掺掺量高达达20%左右；水灰比比为1.522.0，砂砂砾土中中为1.222.0。高水灰比的不必要性：对水泥土强度并无益处

10、；大量原土被置换，施工中难以实现（实际施工中往往出现涌土时便停止注浆）；置换排出的土为水泥含量较高的废土，造成污染。基于水泥土强度0.5MPa可满足要求的前提1）建议：水泥掺量取15%18%；水灰比取0.81.0。改用震动插入型钢的方法。2）日本有关资料：水泥掺量15%左右，水灰比0.81.0之间。型钢插入型钢插入时时间1）规范范规定：水泥土土搅拌后后30mmin内内插入；2）工程程经验；水泥土土搅拌后后122h内插插入，并并无影响响。3）振动动插入对对型钢与与水泥土土的粘结结力的影影响：在在搅拌桩桩施工后后122h内（水水泥初凝凝前），振振动插入入型钢不不会影响响粘结力力。水泥泥土搅拌拌连续

11、墙墙日本称称TRDD工法（TTrennch Cutttinng RRe-mmixiing Deeep WWalll）特点：与多多轴柱列列式水泥泥土搅拌拌墙相比比：成墙墙连续；表面平平整；深深度大。搅拌连续墙施工机械1）成墙：采用链锯式搅拌刀具。2）成墙深：刀具用销栓连接，深度可达数十米。3）高度小：整体高低仅10m左右。4）施工工艺：主机所带的链锯式搅拌刀具沉入地基土中并沿刀架移动，作往复运动，并在深度方向灌入水泥浆液，与土体搅拌、混合成墙。四逆作法和利用“时空效应”的开挖技术1、地下结结构的逆逆作法建建造1）逆作作法：地地下工程程由上向向下施工工的方法法。2）特别别适用：超深地地下结构构、环

12、境境保护要要求高。3）优点：以主体结构作为“支撑”，刚度大，基坑变形较小；无需支撑，大大节约资源、降低能耗；可实现上、下结构同步施工，不同程度缩短工期；地下结构顶板较早形成，施工现场布置方便。逆作的几种方法1)上下结构是否同步施工2）平面区区域是否否全部逆逆作施工工3）顶板以以下结构构是否采采用逆作作4）围护结结构是否否兼作主主体结构构外墙逆逆作法的的土方开开挖2、软软土地区区利用“时时空效应应”的开开挖技术术1）软土土地区土土的特点点：含水水率高、强强度低，在在开挖时时有很大大的流变变性。开开挖易引引起基坑坑过大变变形，甚甚至危及及周边环环境。22）基坑坑工程的的“时空空效应”：基坑支支护结

13、构构的变形形和周边边地层的的变形：随时间间推移而而发展；因开挖挖的空间间尺度、坑坑底暴露露面积而而不同。这这在软土土地基的的条件下下尤为突突出。33）利用用“时空空效应”的的开挖技技术：“分分层、分分块、对对称、平平衡、限限时”。超大深基坑中，分块开挖是最基本的措施。1）分块开挖典型方式之一 ：超长线性基坑采用分段分层开挖方法，及时设置支撑、施工垫层。在前区段的基础底板完成后进行后续区段的开挖。形成线性的流水作业。2）分块开挖典型方式之二：无内支撑的大面积基坑利用后浇带进行分块施工，在前一区块基础底板施工完成后进行后一区块的土方开挖。各块之间可采用跳仓施工法以加快进度。3）分块开挖典型方式之三

14、：大面积采用内支撑的深基坑采用分层盆式开挖或分层岛式开挖的方式。分层盆式开挖示例分层盆式开挖示例竖向分层盆式开挖分层盆式开开挖示例例平平面分块块开挖五五深基坑坑优秀案案例分享享案例11：北京京财源国国际中心心基坑支支护工程程北京财财源国际际中心位位于朝阳阳区东长长安街延延长线，原原北京第第一机床床厂院内内。基坑坑北侧距距居民楼楼最近距距离为33.366m，西西侧距丽丽晶苑（224）层层为6.9m。工工程占地地面积994444.8mm，总总建筑面面积233.966万m。该工工程基坑坑开挖长长2799m，宽宽47-67mm，开挖挖深度为为24.86-26.56mm。基坑坑北侧：砖砌挡挡墙+灌灌注桩

15、+5层锚锚杆支护护体系。西侧、南侧：连续墙+5层锚杆支护体系。基坑的东侧、南侧东段：采用土钉墙+灌注桩锚杆支护体系。连续墙厚度600-800mm，深度20.24-34.1m；管棚采用108钢花管，水平间距1.5m，竖向间距1.5m；护坡桩采用800钢筋混凝土灌注桩，桩间距均为1.4m；锚杆长度21-30m。降水方式：采用大口管、渗井抽渗结合的闭合降水方案。西侧支护形式：连续墙+锚杆桩北面支护形式：挡土墙+灌注桩+锚杆桩案例2：北京银泰中心基坑支护工程银泰中心位于北京建国门外大街国贸桥西南角原第一机床厂院内。北侧紧邻地铁变电站，基坑围护与其结构外墙净距仅1.95m2.13m。该工程由三栋塔楼及裙

16、房组成，总建筑面积35.75万m 。基坑开挖长219.4，宽100.4，最深部位22.95m。基坑围护形式：采用10m土钉墙灌注桩2层锚杆。灌注桩为800mm，桩间距为1.5m，桩深15.6-19.5m，共计407根。锚杆为150预应力锚杆，第一道长度为15-18m，第二道长度为16-23m，间距为1.5m，共779根。北侧支护形式：土钉墙灌注桩锚杆桩案例3：央视TVCC基坑支护、降水、土方及基础桩工程CCTV新台址建设工程位于北京市朝阳区东三环中路32号，地处东三环路东侧、光华路以北、朝阳路以南，地处北京市中央商务区（CBD）规划范围内。该工程建筑用地面积总计17800m，总建筑面积56.6

17、万m，高度234m。基坑开挖深度12-22m。支护形式：采取土钉墙、土钉墙+灌注桩、土钉墙+灌注桩+1（2、3）锚杆等综合支护形式，土钉直径120mm，水平间距1.5m，竖向间距1.5m，灌注桩采用800、600钢筋混凝土灌注桩，桩长4.6m-19.7m，嵌固深度2.5m-4.0m，桩间距1.2-1.6m，灌注桩数量280余根。锚杆长度13-29m，间距1.6m。降水方式：采用抽取和疏干基坑范围内层间潜水，降低承压水。支护形式：采取挡土墙、土钉墙、灌注桩、锚杆桩等综合支护形式案例4：国家大剧院基坑支护工程国家大剧院位于人民大会堂西侧，建筑面积149500平方米。该工程基坑属超深、超大基坑工程，

18、基础平均埋深26米，局部埋深32.6米。基坑支护形式：采用灌注桩、地下连续墙和隔水帷幕等多种支护形式联合并用，其中连续墙周长610米，厚度800mm；采用了“两钻一抓”施工工艺，解决了深厚卵石地层条件下地下连续墙的垂直度控制和成槽速度的施工难题；解决了深大基坑富含高承压水砂卵石地层锚索成孔与注浆难题。基坑降水：采用疏干、抽渗、隔离、减压等多种降、排水并用的地下水控制方法。支护形式：挡土墙、灌注桩、地下连续墙和隔水帷幕案例5：中国国家博物馆改扩建基坑支护工程本工程位于天安门东侧，长安街南侧，国家公安部西侧，为天安门地区标志性建筑，在中国革命博物馆和中国历史博物馆原址上进行改建。本工程东侧结构紧邻

19、建筑红线，新馆建筑镶嵌于老馆之中，且南北两侧局部紧靠老馆基础，基坑周边存在各种地下管线，基坑开挖深度14.65m。支护形式：采用挡土墙灌注桩1（2、3）道锚杆，南、北汽车坡道处局部采用土钉墙支护形式。挡土墙高度2m，护坡桩直径800mm，间距1600mm，桩长19.45m，共5148根。第一道锚杆长25m，第二道锚杆长22m。第三道锚杆18m，锚杆间距1.6m，一桩一锚。降水方式：采用坑内设渗水井，抽排结合。支护形式：采用挡土墙灌注桩锚杆桩案例6：世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程位于大北窑国贸北，嘉里中心与汉威大厦之间。基坑长160米，宽140米，基坑深20.6米。支护形式：土

20、钉墙+灌注桩+锚杆桩支护形式。支护形式：采用土钉墙+灌注桩+锚杆桩支护形式：采用土钉墙+护坡桩+锚杆桩案例7：太原万达基坑支护工程太原万达广场B1区位于太原市新建北路以东，焊西门街以北，东侧紧邻龙潭湖。该工程基坑开挖深度11.2m。支护形式：主要采用钢筋混凝土灌注桩+两层锚杆的支护形式，四角部位采用钢筋砼灌注桩+内支撑+一层锚杆的支护形式，混凝土灌注桩桩径800mm，桩长18.5m（一期施工桩长19.2m），桩间距1.3m，共计484根。第一道锚杆间距1.3m，长度18m；第二道锚杆间距2.6m，长度22.5m，共计678根。基坑内降水采用管井降水，基坑西侧设置回灌井。帷幕桩均采用三层水泥深层

21、搅拌桩，500350mm，有效桩长为18m，止水帷幕桩共计约5500根。支护形式：灌注桩+内支撑+锚杆桩案例8：轨道交通亦庄线肖村桥车站支护工程肖村桥站位于宋家庄站与小红门站之间，南四环与成寿寺路交叉口的北侧，城外诚家具城广场上，地下多种管线交错复杂。基坑开挖深度16.7m，基坑长192.4，宽19.7，总建筑面积10200平方米。支护形式：为挡土墙+钻孔灌注桩+3道锚杆，为一桩一锚，东端大里程处及盾构井段围护结构形式为钻孔灌注桩+3道钢支撑（斜撑）。挡土墙高2.3m，护坡桩直径800mm，间距1.3m，桩长19.661m，嵌固长度为5m，护坡桩共计342根。锚杆为一桩一锚，长度为27-30m

22、。降水方式：采用大口径管井降水。支护形式：挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩支护形式：挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩支护形式：挡土墙+钻孔灌注桩+锚杆桩案例9：杭州地铁1号线滨康路车站基坑支护工程杭州地铁1号线工程滨康路站位于滨安路、滨康路及西兴路间的三角地块内，与滨康路成60夹角，施工条件良好。该工程基坑开挖长170m，宽21.7-25.8m，支护形式：采用800mm厚地下连续墙，标准段采用1道混凝土支撑加3道钢支撑，端头井采用1道混凝土支撑加4道钢支撑。连续墙共87槽。钢支撑采用609壁厚16mm钢管，支撑间距1.74.5m，一般为3m；混凝土支撑为八字形撑，支撑间距8.49.5m，一般为9.0m。出

23、入口采用SMW桩施工，桩径850mm，共136根。降水形式：采用大口径无砂管降水。承压气体排气井，施工期间进行坑外排气，在排气井外设置回灌井。支护形式：地下连续墙+钢支撑+混凝土支撑支护形式：地下连续墙+钢支撑+混凝土支撑案例10：深圳地铁翠竹车站基坑支护工程翠竹站位于东门北路与翠竹路、华丽路交叉路口地下，东南侧紧邻银汉大厦（原海洋大厦）、翠竹小学，西北角与深圳市人民医院相临。车站建筑总面积10053.9m。基坑开挖深度16.4-17.8m，基坑开挖长度192m，宽约18.5-23m。支护形式：采用连续墙+3道钢管支撑。连续墙厚度800mm，槽深21.4-22.83m，共74槽，总长433.4m钢支撑三道，第一道钢支撑设在地连墙冠梁上，间距6m，采用直径609mm钢管，壁厚12mm；以下两道支钢撑水平间距为3m，采用直径609mm钢管，壁厚16mm。降水方式：采用集水井明排降水。基坑内井点延纵向方向分一 排布置，间距20m左右。支护形式：地下连续墙+钢管支撑支护形式：地下