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1、基础工程第八章基坑工程Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望一与基坑工程有关的一些基本概念一与基坑工程有关的一些基本概念：1、基坑基坑：为进行建筑物（构筑物）基础与地下室基础与地下室的施工所开挖的地面以下的空间。（地下室、私下车库、地铁车站等）2、基坑工程基坑工程：为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周边环境不受损害而采取的支护结构、降水止水、土方开挖和回填等工程的简称。包括勘察、设计、施工、监测等。3、基坑侧壁基坑侧壁：构成基坑周边土体主动变形的一侧。4、基坑周边环境基坑
2、周边环境：基坑开挖影响范围内影响范围内的建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体、地下水体等的简称。包括包括：1）影响范围内的建筑物影响范围内的建筑物结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小、上部结构现状。2）基坑周边各类地下设施周边各类地下设施，如上下水、电缆煤气、污水、雨水、热力管线或管道等分布和性状。3）基坑周边和邻近地区地表水和地下水周边和邻近地区地表水和地下水汇流排泻情况、地下水管渗漏水管渗漏情况、对基坑开挖和支护的影响程度。4）四周道路道路距离、车辆、车辆载重等。5）相邻基础施工相邻基础施工。6）周边的边坡、河渠边坡、河渠及其与基坑关系。7）其他基坑堆载其他基坑堆载（包括
3、临时材料、车辆、土体、住房等堆载）5、基坑支护基坑支护：为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周边环境安全，对基坑侧壁和周边环境采样的支挡、加固和保护措施。6、排桩排桩：以某种桩型按照队列式排列布置形成的基坑支护结构。7、桩锚支护桩锚支护：排桩、圈梁、锚杆、腰梁、桩间护壁结构等组成的基坑支护结构。8、水泥土墙水泥土墙：有水泥土桩相互搭接形成格珊、壁状等的重力式挡土结构。9、地下连续墙地下连续墙：机械施工成槽，浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。10、土钉支护（土钉墙）土钉支护（土钉墙）：采用土钉加固的基坑侧壁土体与面层等一起组成的加固结构。（包括：土钉、土钉范围内被加固土体、面层等三部分）11、土层锚
4、杆土层锚杆：由设置于钻孔内设置于钻孔内、端部深入稳定土端部深入稳定土层层中的钢筋、钢绞线钢筋、钢绞线与孔内注浆体注浆体组成的受拉杆体。12、支撑体系支撑体系：由围檩、支撑（或锚杆）、立柱等结构组成的用于支撑基坑侧壁的结构体系。8.1概述概述基坑的概念：基坑的概念：指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。的地面以下空间。青岛市青岛市2005年年12月颁布月颁布深基坑工程管理规定深基坑工程管理规定：深基坑深基坑是指开挖深度超过是指开挖深度超过5米（含米（含5米）或地下室三层以上米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过（含三层），或深度虽未超
5、过5米，但地质条件和周围环境及米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。地下管线特别复杂的工程。随着城市建设的发展，地下空间在世界各大城市中得到随着城市建设的发展，地下空间在世界各大城市中得到开发利用。如高层建筑地下室、地下仓库、地下民防工事以开发利用。如高层建筑地下室、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。及多种地下民用和工业设施等。在我国，地铁及高层建筑的在我国，地铁及高层建筑的兴建，产生了大量的基坑（深基坑）工程。兴建，产生了大量的基坑（深基坑）工程。基坑工程的概念：基坑工程的概念：为保证基坑施工安全和周围环境不受为保证基坑施工安全和周围环境不受到损害，对基坑进行一
6、系列到损害，对基坑进行一系列勘察、设计、施工和检测勘察、设计、施工和检测等工等工作，这项综合性的工程称为作，这项综合性的工程称为基坑工程基坑工程。基坑工程内容：基坑工程内容：1、工程勘察、工程勘察（工程概况和业主要求；场地岩土工程条工程概况和业主要求；场地岩土工程条件、环境条件件、环境条件）；）；2、支护结构方案比较和选型；支护结构方案比较和选型；3、支护结构强度和变形计算；支护结构强度和变形计算；4、基坑稳定性计算；基坑稳定性计算；5、抗渗计算；抗渗计算；6、降水或止水方案；降水或止水方案；7、挖土方案；挖土方案；8、监测方案、环境保护要求。监测方案、环境保护要求。基坑支护目的与作用基坑支护
7、目的与作用 基坑支护的目的基坑支护的目的（1 1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；（挡土）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；（挡土）（2 2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；（截水）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；（截水）（3 3）防止地面出现塌陷、坑底发生管涌。（控制土体变形）防止地面出现塌陷、坑底发生管涌。（控制土体变形）基坑工程的基本技术要求基坑工程的基本技术要求（1 1）安全可靠性；）安全可靠性；（2 2）经济合理性；（）经济合理性；（3 3）施工便利性和）施工便利性和工期保证性。工期保证性。临时临时性（地下主体结构施工完成，围护结构即完成任务）性（地下主体结构施
8、工完成，围护结构即完成任务）：设计与施工重视不足：设计与施工重视不足,风险较大。风险较大。具有很强的区域性：具有很强的区域性：支护体系设计与施工、土方开挖要支护体系设计与施工、土方开挖要因地制宜。因地制宜。建筑趋向高层化建筑趋向高层化,基坑向大而深方向发展。基坑向大而深方向发展。基坑工程对基坑工程对邻近建筑物、构筑物和地下管线产生不利影邻近建筑物、构筑物和地下管线产生不利影响，严重时可能危及它们的安全和正常使用响，严重时可能危及它们的安全和正常使用。基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察工程基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察工程,地下工程地下工程,结构工程结构工程,测控工程等学科和
9、技术相互交叉测控工程等学科和技术相互交叉,协调发协调发展。基坑支护的新技术展。基坑支护的新技术,新方法发展较快新方法发展较快,支护结构方案应实现支护结构方案应实现优化设计。优化设计。基坑工程的特点基坑工程的特点 岩土工程区域性强，岩土工程中的深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得到的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，且精确度很低。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而
10、不能简单地完全照搬外地的经验。深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现：深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现：国外：国外：圆形基坑的深度已达圆形基坑的深度已达74m(74m(日本日本)，直径最大的达，直径最大的达98m(98m(日本日本)，而非圆形基坑的深度已达到地下层（法国）。，而非圆形基坑的深度已达到地下层（法国）。基坑工程的发展基坑工程的发展国内：国内：上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m。杭州商城占地杭州商城占地2万万m2，基坑开挖，基坑开挖1
11、2m，土方量，土方量24万万m2，地，地下下2层，层，仅基坑开挖工程费用仅基坑开挖工程费用6600万元万元。上海上海88层的金茂大厦，基坑平面层的金茂大厦，基坑平面尺寸为尺寸为170m150m，基坑开挖深，基坑开挖深度达度达19.5m。基坑面积近基坑面积近2万万m2，开挖深度约，开挖深度约20m，主楼基础承台为，主楼基础承台为4米厚钢筋米厚钢筋混凝土筏式基础及混凝土筏式基础及429根空心钢桩根空心钢桩打入砂粘土层打入砂粘土层65m深，深，13500m3的的100高标号大体积混凝土浇筑。高标号大体积混凝土浇筑。围护结构的概念：围护结构的概念：为保证基坑周围的建筑物、为保证基坑周围的建筑物、构筑物
12、、地下管线不受损坏，以及满足无水施工构筑物、地下管线不受损坏，以及满足无水施工条件，所设置的挡土、截水和减少周围土体位移条件，所设置的挡土、截水和减少周围土体位移的结构称为围护结构。的结构称为围护结构。8.2围护结构型式及适用范围围护结构型式及适用范围1.1.分类分类 1 1）按开挖深度分：开挖深度）按开挖深度分：开挖深度H H5m5m称为深基坑；称为深基坑；H H5m5m为为浅基坑。浅基坑。2 2）按开挖方式分：分为放坡开挖和支护开挖两大类。）按开挖方式分：分为放坡开挖和支护开挖两大类。3 3）按功能用途分：楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基）按功能用途分：楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、
13、工业地下厂房基坑等。坑、工业地下厂房基坑等。4 4）按安全等级分：）按安全等级分：建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程将基坑支将基坑支护结构分为三个安全等级（护结构分为三个安全等级（见下表见下表）。）。5 5）按支护结构形式分：支护型）按支护结构形式分：支护型将支护墙（排桩）作将支护墙（排桩）作为主要受力构件；加固型为主要受力构件；加固型充分利用加固土体的强度。充分利用加固土体的强度。一、围护结构型式一、围护结构型式安全安全等级等级 破破 坏坏 后后 果果一级一级支护结构支护结构失效失效、土体过大变形对基坑周边、土体过大变形对基坑周边环境环境或主体结构施工安全的影响很严重或主体结构施工安全
14、的影响很严重1.101.10二级二级支护结构支护结构失效、土体过大变形对基坑周边失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重环境或主体结构施工安全的影响严重1.001.00三级三级支护结构支护结构失效、土体过大变形对基坑周边失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重环境或主体结构施工安全的影响不严重0.950.95基基坑坑支支护护结结构构设设计计应应根根据据 建建筑筑基基坑坑支支护护技技术术规规程程（JGJ120-JGJ120-20122012）表表3.1.33.1.3选选用用相相应应的的侧侧壁壁安安全全等等级级及及重重要性系数要性系数基坑类别基坑类别基坑类
15、别基坑类别支护结构支护结构支护结构支护结构墙顶位移墙顶位移墙顶位移墙顶位移支护结构墙体支护结构墙体支护结构墙体支护结构墙体最大位移最大位移最大位移最大位移地面最大沉降地面最大沉降地面最大沉降地面最大沉降 一级基坑一级基坑一级基坑一级基坑303050503030二级基坑二级基坑二级基坑二级基坑606080806060三级基坑三级基坑三级基坑三级基坑8080100100100100基坑变形的监控值基坑变形的监控值 mmmm 2.2.常见形式：常见形式：1 1）放坡开挖及简易支护）放坡开挖及简易支护 2 2）悬臂式围护结构）悬臂式围护结构 3 3）重力式围护结构）重力式围护结构 4 4）内撑式围护结
16、构）内撑式围护结构 5 5）拉锚式围护结构）拉锚式围护结构 6 6）土钉墙围护结构）土钉墙围护结构 7 7）地下连续墙）地下连续墙二、放坡开挖及简易支护二、放坡开挖及简易支护适用条件适用条件：1）基坑周边开阔，满足放坡条件；2）基坑周边土体允许有较大位移；3）开挖面以上一定范围内无地下水或已经降水处理；4）可独立或联合使用。不宜使用条件不宜使用条件：1）淤泥和流塑土层；2）地下水高于开挖面或未降水处理；二常见支护方法特点与适用范围二常见支护方法特点与适用范围2土钉墙土钉墙：适用条件适用条件：1）岩土条件较好；2）基坑周边土体允许有较大位移；3）已经降水处理或止水处理的岩土；4）开挖深度不宜大于
17、12m。5）地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土和砂土；不宜使用条件不宜使用条件：1）土层为富含地下水的岩土层、含水砂土层、且未降水处理2）膨胀土等特殊土层；3）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；二常见支护方法特点与适用范围二常见支护方法特点与适用范围3水泥土墙水泥土墙：适用条件适用条件：1）基坑开挖深度不宜大于7m，基坑周边土体允许有较大位移2）填土、可塑流塑粘性土、粉土、粉细砂、松散的中粗砂；3）坡顶超载不大于20kpa。不宜使用条件不宜使用条件：1）周边无足够施工场地；2）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；3）墙深度范围内存在富含有机质的淤泥；二常见支护
18、方法特点与适用范围二常见支护方法特点与适用范围4排桩排桩：适用条件适用条件悬臂悬臂：基坑深度不宜大于8m。桩锚桩锚：1）场地狭小且需要深开挖；2）周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；3）基坑边壁有锚杆设置地下空间；内撑内撑：1）场地狭小且需要深开挖；2）周边有更严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；3）基坑周边不允许施工锚杆。不宜使用条件不宜使用条件：悬臂悬臂：周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等。桩锚桩锚：1）基坑周边不允许施工锚杆；2）锚固段只能锚固在淤泥或土质较差的软土层中。（实践中也可以运用）内撑内撑：二常见支护方法特点与适用范围二常见支护方法特点与适用范围5
19、地下连续墙地下连续墙：适用条件适用条件：适用于严格止水要求以及各类复杂土层的支护工程；适用于任何周边复杂环境的基坑支护工程。不宜使用条件不宜使用条件：悬臂式地下连续墙：周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等，不宜使用。地下连续墙与锚杆联合使用时：下列情况不宜使用。1）基坑周边不允许施工锚杆；2）锚固段只能锚固在淤泥或土质较差的软土层中。结构形式结构形式适用条件适用条件排桩或地排桩或地下连续墙下连续墙1 1适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级2 2悬臂式结构在软土场地中不宜大于悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m5m3 3当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水
20、、排桩加截水帷幕或地下连续墙当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙 水泥土墙水泥土墙1 1基坑侧壁安全等级宜为二、三级基坑侧壁安全等级宜为二、三级2 2水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于150kPa150kPa3 3基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于6m 6m 土钉墙土钉墙1 1基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2 2基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于12m12m3 3当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施 逆作拱墙逆作拱墙1 1基坑侧
21、壁安全等级宜为二、三级基坑侧壁安全等级宜为二、三级2 2淤泥和淤泥质土场地不宜采用淤泥和淤泥质土场地不宜采用3 3拱墙轴线的矢跨比不宜小于拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/81/84 4基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于12m 12m 放坡放坡1 1基坑侧壁安全系数等级宜为三级基坑侧壁安全系数等级宜为三级2 2施工场地应满足放坡条件施工场地应满足放坡条件3 3可独立或与上述其他结构结合适用可独立或与上述其他结构结合适用4 4当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施 支护结构选型表支护结构选型表 土袋土袋短桩短桩基坑简易支护基坑简易支护土袋或块石支护土袋或块石支护短桩支护
22、短桩支护岩土类别岩土类别状态及风化程度状态及风化程度允许坡高允许坡高允许坡度允许坡度粉质粘土粉质粘土坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑5541：0.33基坑顶面无载重基坑顶面无载重1：0.50基坑顶面有静载基坑顶面有静载1：0.75基坑顶面有动载基坑顶面有动载1：1.001：1.25基坑顶面无载重基坑顶面无载重1：1.251：1.50基坑顶面无载重基坑顶面无载重粘土粘土坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑5541：0.331：0.751：1.001：1.251：1.251：1.50杂填土杂填土中密、密实的建中密、密实的建筑垃圾土筑垃圾土51：0.751：1.00边坡允许坡度值（续）边坡允许坡度值（续）边坡稳定性验算
23、边坡稳定性验算需要进行边坡稳定性验算的情况有以下几种：需要进行边坡稳定性验算的情况有以下几种：坡顶有堆载；坡顶有堆载；边坡高度与坡度超出上表所列允许值；边坡高度与坡度超出上表所列允许值；存在软弱结构面的倾斜地层；存在软弱结构面的倾斜地层；岩岩层层和和主主要要结结构构层层面面的的倾倾斜斜方方向向与与边边坡坡的的开开挖挖面面倾倾斜斜方向一致，且两者走向的夹角小于方向一致，且两者走向的夹角小于45。注：注：土质边坡的稳定分析可用圆弧滑动法进行分析。土质边坡的稳定分析可用圆弧滑动法进行分析。岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。
24、三、悬臂式围护结构三、悬臂式围护结构概念：概念：一切没有一切没有支撑支撑和和锚固锚固的围护的围护结构均可归属为悬臂式围护结构。结构均可归属为悬臂式围护结构。受力特征：受力特征：依靠足够的依靠足够的入土深度入土深度和结构的和结构的抗弯刚度抗弯刚度来挡来挡土和控制墙后土体及结构的变形。土和控制墙后土体及结构的变形。常采用形式：常采用形式：钢筋混凝土排桩、钢筋混凝土排桩、木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等型式。、地下连续墙等型式。悬臂式围护结构示意图悬臂式围护结构示意图缺点：缺点：对开挖深度十分敏感，容易产生大的变形。对开挖深度十分敏感，容易产生大的变形。适用
25、：适用：土质较好、开挖深度较小的基坑工程。土质较好、开挖深度较小的基坑工程。钢板桩的打入钢板桩的打入已打入的钢板桩已打入的钢板桩基坑钢板桩基坑钢板桩四、重力式围护结构四、重力式围护结构主要为水泥土重力围护结构，通主要为水泥土重力围护结构，通常由水泥搅拌桩组成。常由水泥搅拌桩组成。常采用形式：常采用形式：水泥土和它包围的水泥土和它包围的天然土形成了重力挡土墙，可以维天然土形成了重力挡土墙，可以维持土体稳定。持土体稳定。适用：适用：较浅的、基坑周边场地较宽裕的、对变形控制要较浅的、基坑周边场地较宽裕的、对变形控制要求不高的基坑工程。求不高的基坑工程。受力特征：受力特征：利用墙体或格构利用墙体或格构
26、自自身的稳定身的稳定挡土与止水。挡土与止水。五、内撑式围护结构五、内撑式围护结构结构特征：结构特征：由挡土结构和支撑结构两部分组成；由挡土结构和支撑结构两部分组成；挡土形式：挡土形式：常由密排钢筋混凝土桩和地下连续墙；常由密排钢筋混凝土桩和地下连续墙；支撑结构：支撑结构：有水平支撑和斜支撑两种；有水平支撑和斜支撑两种；适用范围：适用范围：各种土层和基坑深度。各种土层和基坑深度。钢管支撑钢管支撑钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑六、拉锚式围护结构六、拉锚式围护结构结构组成：挡土结构和锚固结构；结构组成：挡土结构和锚固结构；挡土结构：钢板桩、灌注桩排桩、地下连续墙等；挡土结构：钢板桩、灌注桩排桩、地下连
27、续墙等；拉锚结构：锚杆和地面拉锚；拉锚结构：锚杆和地面拉锚；适用范围：砂土或粘土地基。适用范围：砂土或粘土地基。框架梁+锚杆七、土七、土钉墙围护结钉墙围护结构构对对于二、三于二、三级级基坑工程，基坑工程，可直接采用土可直接采用土钉墙进钉墙进行支行支护护，土，土钉钉支支护护适用于水位适用于水位较较低的粘土、砂土和粉土，低的粘土、砂土和粉土，基坑深度，一般在基坑深度，一般在12m以以下。下。概念：概念：由被加固土、土体中的土由被加固土、土体中的土钉钉（螺（螺纹钢纹钢筋、型筋、型钢钢等）及附着于坡面厚度等）及附着于坡面厚度约约80100mm的配筋的配筋喷喷射混凝射混凝土面板土面板组组成，形成成，形成
28、类类似似重力式的重力式的挡挡土土墙墙。逆作法：逆作法：在深基坑工程排桩支护结构中，排桩的桩型通常有在深基坑工程排桩支护结构中，排桩的桩型通常有钻孔桩和人工挖孔桩钻孔桩和人工挖孔桩基坑围护结构按照所用材料其结构形式为（基坑围护结构按照所用材料其结构形式为（）。）。A木桩木桩B钢桩钢桩C混凝土桩混凝土桩D碎石桩碎石桩武汉绿地中心武汉绿地中心武汉绿地中心由主楼、裙楼和两栋副楼组成，总建筑面积武汉绿地中心由主楼、裙楼和两栋副楼组成，总建筑面积71万平方米，其中地上万平方米，其中地上52万平方米，地下万平方米，地下19万平方米。主楼万平方米。主楼高高606米，地上米，地上125层，地下层，地下6层。项目
29、建成后将是华中第一、层。项目建成后将是华中第一、中国第二、世界第三高楼，是武汉市城市新名片。中国第二、世界第三高楼，是武汉市城市新名片。基坑工程实例基坑工程实例基坑深度基坑深度23-30m，基坑面积约，基坑面积约36000m2，高速电梯井最大，高速电梯井最大开挖深度开挖深度40m，采用厚，采用厚1200mm、深、深49-58m落底式地连墙加落底式地连墙加56道内支撑。是亚洲最深、最大的基坑工程。道内支撑。是亚洲最深、最大的基坑工程。2011年年7月月31日全面开工，至日全面开工，至2012年年8月月30日完成地下连续日完成地下连续墙墙165幅，全长幅，全长970米，工程桩完成米，工程桩完成21
30、86根，项目攻克了地连根，项目攻克了地连墙墙“两墙合一两墙合一”施工要求高、垂直度控制达施工要求高、垂直度控制达1/600、单幅地连、单幅地连墙最深墙最深57米、单幅最重达米、单幅最重达86吨钢筋笼一次吊装成功，取得了吨钢筋笼一次吊装成功，取得了一系列科研成果，得到中国业界同行的高度认可。一系列科研成果，得到中国业界同行的高度认可。2013年年9月月22日进行第一次底板浇筑施工，意味着地下室土方日进行第一次底板浇筑施工，意味着地下室土方开挖结束（开挖总量约开挖结束（开挖总量约100万万m）。底板浇筑共）。底板浇筑共5块，总面积块，总面积1.2万平方米，约万平方米，约2个足球场大，共需浇筑个足球
31、场大，共需浇筑3.8万立方米混凝土。万立方米混凝土。其中，主楼底板最厚其中，主楼底板最厚8米，需一次性浇筑米，需一次性浇筑3万立方米混凝土，万立方米混凝土，是国内一次性浇筑成型面积最大的底板。底板浇筑施工完成是国内一次性浇筑成型面积最大的底板。底板浇筑施工完成后，将开始地下室施工，预计后，将开始地下室施工，预计2017年全面完工。年全面完工。武汉绿地中心效果图（正面）世世纪纪财财富富中中心心基基坑坑支支护护工工程程位位于于大大北北窑窑国国贸贸北北，嘉嘉里里中中心心与与汉汉威威大厦大厦之间。之间。基基坑坑长长160米米，宽宽140米米，基基坑坑深深20.6米米支支护护结结构构采采用用土土钉钉墙墙
32、+护护坡坡桩桩+锚杆支护形式。锚杆支护形式。世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程北京财源国际中心基坑支护北京财源国际中心基坑支护北京财源国际中心基坑支护北京财源国际中心基坑支护 工工程程占占地地面面积积9444.8m9444.8m2 2，总总建建筑筑面面积积23.9623.96万万m m2 2。基基坑坑开开挖挖长长279m279m，宽宽47-67m47-67m，开开挖挖深深度度为为24.86-24.86-26.56m26.56m。基基坑坑北北侧侧为为砖砖砌砌挡挡墙墙+护护坡坡桩桩+4+4
33、(5)(5)层层锚锚杆杆支支护护体体系系。西西侧侧、南南侧侧采采用用连连续续墙墙+5+5层层锚锚杆杆支支护护体体系系（丽丽晶晶苑苑部部位位增增加加管管棚棚支支护护）。基基坑坑的的东东侧侧、南南侧侧东东段段采采用用土土钉钉墙墙+护护坡坡桩桩锚锚杆杆支支护护体体系系。连连续续墙墙厚厚度度600-800mm600-800mm，深深度度20.24-34.1m20.24-34.1m；护护坡坡桩桩采采用用800800钢筋砼灌注桩，桩间距均为钢筋砼灌注桩，桩间距均为1.4m1.4m；锚杆长；锚杆长21-30m21-30m。采用800mm厚连续墙+5层锚杆支护体系西侧丽晶苑部位支护全景财源国际中心西北角支护全
34、景国家大剧院基坑支护工程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，总占地国家大剧院位于人民大会堂西侧，总占地8 8万余万余m m2 2；总；总建筑面积建筑面积1919万万m m2 2；基坑总面积；基坑总面积6.56.5万万m m2 2；基础平均埋深；基础平均埋深2626米，局部埋深米，局部埋深32.632.6米。该基坑属超深、超大基坑工程。米。该基坑属超深、超大基坑工程。201 201区和区和203203区开挖深度不大区开挖深度不大,采用采用钻孔支护桩钻孔支护桩加锚杆的加锚杆的支护体系支护体系,开挖深度小于开挖深度小于5m5m的部位采用的部位采用土钉墙支护土钉墙支护；主体；主体结构
35、所处的结构所处的202202区采用集支护和挡水双重作用的区采用集支护和挡水双重作用的地下连续地下连续墙墙+锚杆支护锚杆支护型式。其中：型式。其中：-16.5m-16.5m以下采用连续墙以下采用连续墙+锚杆支锚杆支护，墙厚护，墙厚800800，墙底，墙底-41.14-41.14-39.0m-39.0m；-12.5m-12.5m以上采用桩以上采用桩+锚杆支护，桩顶锚杆支护，桩顶3m3m砖挡墙砖挡墙，护坡桩，护坡桩60012006001200，桩长，桩长16.3m16.3m；桩墙之间；桩墙之间181825m25m放坡放坡。国家大剧院基坑支护工程国家大剧院基坑支护工程国家大剧院地连墙基坑支护工程国家大
36、剧院地连墙基坑支护工程适用条件：适用条件：地下水位地下水位以上或降水后的粘土、以上或降水后的粘土、粉土、粉土、杂杂填土及非松散填土及非松散砂土、碎石土。砂土、碎石土。结结构特征：构特征：由土由土钉钉与与喷锚喷锚混凝土混凝土面板面板两部分两部分组组成；成；受力特征：受力特征：由土由土钉钉构成构成支撑体系支撑体系，喷锚喷锚混凝土面板构混凝土面板构成成挡挡土体系土体系；土钉锚管土钉锚管 土土钉墙钉墙面板面板喷护喷护土钉及喷射混凝土面层土钉及喷射混凝土面层八、组合型支护八、组合型支护土钉与桩土钉与桩-锚复合支护锚复合支护各种围护结构的适用范围各种围护结构的适用范围结结构构形形式式适适用用范范围围排排桩
37、桩结结构构稀疏排稀疏排桩桩土土质较质较好，地下水位低或降水效果好好，地下水位低或降水效果好连续连续排排桩桩土土质质差，地下水位高或降水效果差差，地下水位高或降水效果差框架式排框架式排桩桩单单排排桩刚桩刚度不能度不能满满足足变变形要求形要求组组合合排排桩桩结结构构排排桩桩加加挡挡板板排排桩桩桩桩距距较较大，利用大，利用挡挡板板传递传递土土压压并有一定防渗作用并有一定防渗作用排排桩桩加水泥加水泥搅搅拌拌桩桩以水泥以水泥搅搅拌拌桩桩互搭互搭组组成平面拱代替成平面拱代替挡挡板板传递传递土土压压力，具有力，具有较较好好防涌效果防涌效果排排桩桩加水泥防加水泥防渗渗墙墙地下水位地下水位较较高的高的软软土地区
38、土地区排排桩桩或或组组合合排排桩桩加加锚锚杆杆结结构构开挖深度开挖深度较较大，排大，排桩桩或或组组合排合排桩结桩结构构强强度无法度无法满满足要求足要求地下地下连续墙结连续墙结构构与地下室与地下室墙墙体合一，防渗性体合一，防渗性强强，施工，施工场场地地较较小，开挖深度大小，开挖深度大沉井沉井结结构构软软土地区土地区重力式重力式挡挡土土墙结墙结构构具有一定施工空具有一定施工空间间，软软土地区土地区深基坑支护结构构成深基坑支护结构构成支支护护结结构构挡土部分挡土部分支撑部分支撑部分透水挡土结构透水挡土结构止水挡土结构止水挡土结构自立式桩、墙自立式桩、墙锚拉支护锚拉支护土层锚杆土层锚杆水平支撑、斜撑水
39、平支撑、斜撑环梁支护系统环梁支护系统地下连续墙地下连续墙深层搅拌桩、墙深层搅拌桩、墙深层搅拌桩深层搅拌桩+灌注桩灌注桩密排桩密排桩+高压喷射桩高压喷射桩钢板桩钢板桩闭合拱圈墙闭合拱圈墙H型钢、工字钢型钢、工字钢+插板插板疏排灌注桩疏排灌注桩+钢丝网水泥抹面钢丝网水泥抹面密排灌注桩、预制桩密排灌注桩、预制桩双排桩挡土双排桩挡土连拱式灌注桩连拱式灌注桩土钉墙土钉墙结构形式结构形式适用条件适用条件排桩或地下连续墙1）适用于1、2、3级基坑；2）悬臂式结构在软土中不宜大于5m；3级基坑为主；3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水、或地下连续墙；水泥土墙1）基坑等级为2、3级；2）水泥土桩施工范围内软
40、土地基承载力不宜大于150kPa；3）基坑深度不宜大于6m。土钉墙1）基坑等级为2、3级的非软土场地（否则用复合土钉支护）；2）基坑深度不宜大于12m（实践中已突破此范围实践中已突破此范围），否则应采用复合土钉支否则应采用复合土钉支护（结合放坡、微型桩、搅拌桩、预应力锚杆等）护（结合放坡、微型桩、搅拌桩、预应力锚杆等）。3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。逆作拱墙1）基坑等级为2、3级；2）淤泥和淤泥质土场地不宜；3）拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；4）基坑深度不宜大于12m；（实践中已突破此范围）5）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。放坡1）基坑等级为宜为3级；2）施工场地
41、应满足放坡条件；3）可独立或与其他支护方法联合使用；4）地下水位高于坑底时，应采用降水措施。可组合使用。三、支护方案选择参考三、支护方案选择参考等级支护方案说明一级一级基坑基坑1地下连续墙加锚杆地下连续墙加锚杆2地下连续墙加内支撑地下连续墙加内支撑3地下连续墙加逆作法地下连续墙加逆作法4排桩加锚杆排桩加锚杆5排桩加内支撑排桩加内支撑6密排桩加逆作法密排桩加逆作法7组合式支护组合式支护1排桩施工工艺有多种，挖空桩、冲、钻孔桩、预制排桩施工工艺有多种，挖空桩、冲、钻孔桩、预制桩（单桩（单/双排）、板桩；双排）、板桩；2排桩应该有冠梁和腰梁；排桩应该有冠梁和腰梁；3地下连续墙可兼作永久结构和承重结构
42、地下连续墙可兼作永久结构和承重结构；4坑底以上有地下水时，应止水止水才可用挖空排桩。且坑内降水。5采用逆作法逆作法时有可靠施工通风、照明等条件。二级二级基坑基坑1地下连续墙加锚杆地下连续墙加锚杆2地下连续墙加内支撑地下连续墙加内支撑3地下连续墙加逆作法地下连续墙加逆作法4排桩加锚杆排桩加锚杆5排桩加内支撑排桩加内支撑6密排桩加逆作法密排桩加逆作法7组合式支护组合式支护8悬臂式桩、墙结构9土钉墙，或者土钉墙加预应力锚杆1坑底以上有地下水坑底以上有地下水时，土钉土钉支护宜进行坑外降水；排桩支护排桩支护应采用帷幕，且坑内降水。2对于土钉支护（复合土钉或超前支护复合土钉或超前支护）可采用预制桩、板桩、
43、微型灌注桩加预应力锚杆来控制位移；局部土体放坡段应喷射混凝土护面或堆压砂包。三级三级基坑基坑1放坡2土钉墙3深层搅拌水泥土墙4悬臂式排桩，或者单层锚杆钢板桩单层锚杆钢板桩1高压喷射注浆、搅拌桩等水泥土挡土墙可采用格珊格珊或壁式或壁式；2坑底以上有地下水时，宜进行坑内、外降水3深度较大，分级放坡分级放坡，分级之间留平台。概念：概念：利用一定的设备和机具，在稳定液护壁利用一定的设备和机具，在稳定液护壁条件下，沿已构筑好的条件下，沿已构筑好的导墙导墙钻挖一段深槽，然后吊钻挖一段深槽，然后吊放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一段混凝土墙，放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一段混凝土墙，再将每个墙段连接起来，形
44、成连续的地下基础构筑再将每个墙段连接起来，形成连续的地下基础构筑物。物。主要作用：主要作用：挡土、挡水（防渗）和承重。挡土、挡水（防渗）和承重。成槽方法：成槽方法：主要有冲击法、冲击主要有冲击法、冲击回转法、抓回转法、抓斗直接成槽法、冲抓法、多头钻成槽法等。斗直接成槽法、冲抓法、多头钻成槽法等。地下连续墙地下连续墙补充：补充：地下连续墙起源于欧洲，意大利于地下连续墙起源于欧洲，意大利于19381938年年首次进首次进行了在泥浆护壁的深槽中建造地下连续墙的试验，于行了在泥浆护壁的深槽中建造地下连续墙的试验，于19501950年应用于意大利的年应用于意大利的Santan MaliaSantan M
45、alia大坝防渗工程大坝防渗工程（深达（深达40m40m的截水止漏墙）。的截水止漏墙）。中国第一座地下墙，中国第一座地下墙，19581958年年青岛月子口水库青岛月子口水库建成建成的桩排式防渗墙。迄今我国各地已建成的桩排式防渗墙。迄今我国各地已建成7070多坐防渗多坐防渗墙，其中大部分为槽板式防渗墙。墙，其中大部分为槽板式防渗墙。地下连续墙的成槽深度在地下连续墙的成槽深度在50m 50m 以内，墙宽与墙体常以内，墙宽与墙体常用用60cm60cm及及80cm80cm，亦有，亦有20cm20cm薄型防渗墙及薄型防渗墙及120cm120cm厚型地厚型地下连续墙。下连续墙。地下连续墙成槽机地下连续墙成
46、槽机吊放接头管吊放接头管壁板式地下连续墙壁板式地下连续墙:修筑导墙修筑导墙地下连续墙的钢筋笼地下连续墙的钢筋笼吊放钢筋笼吊放钢筋笼地下连续墙导墙已浇筑地下连续墙导墙已浇筑浇筑混凝土浇筑混凝土地下墙支护的基坑（兼作地下室外墙）地下墙支护的基坑（兼作地下室外墙）8.3支护结构上的荷载支护结构上的荷载土压力、水压力计算，常采用以土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理朗肯土压力理论论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为件，分为水土合算水土合算和和水土分算水土分算两种方法。由于水两种方法。由于水土分算和水土合算的土分算和水土合算的计算结果相差较大计算
47、结果相差较大，对基坑，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。舍取，要根据具体情况合理选择。土力学土力学中土压力计算方法：中土压力计算方法：主动土压力主动土压力E Ea a:墙体外移墙体外移,土压力逐渐减小土压力逐渐减小,当土体达到极当土体达到极限平衡状态将要破坏时所对应的土压力限平衡状态将要破坏时所对应的土压力(最小最小)。静止土压力静止土压力E E0 0：墙体不动：墙体不动,土压力即土体产生的侧压力。土压力即土体产生的侧压力。被动土压力被动土压力E Ep p:墙体内移墙体内移,土压力逐渐增大土压力逐渐增大,当土
48、体当土体,达到极达到极限平衡状态将要破坏时所对应的土压力限平衡状态将要破坏时所对应的土压力 (最大最大)。静止土压力的计算静止土压力的计算hh/3K0h 朗肯基本假定朗肯基本假定1.1.墙背垂直墙背垂直2.2.墙背光滑墙背光滑3.3.填土表面水平填土表面水平土压力强度公式：土压力强度公式：图图8-7朗肯主动土压力理论朗肯主动土压力理论Hzs s13=pa朗肯土压力理论朗肯土压力理论主动土压力：主动土压力：库仑土压力理论库仑土压力理论被动土压力：被动土压力：Hzs s31 1=p=pp p基本假设：基本假设：1 1、挡土墙是刚性的，墙后的填土是理想的散、挡土墙是刚性的，墙后的填土是理想的散粒体（
49、粘聚力粒体（粘聚力c c=0=0）；）；2 2、滑动破坏面为一通过墙踵的平面。、滑动破坏面为一通过墙踵的平面。3 3、滑动楔体为刚体。、滑动楔体为刚体。主动土压力主动土压力CWREABWREDFHWREWREABC被动土压力被动土压力静水压力：静水压力：土压力：土压力：墙后填土有地下水墙后填土有地下水地下水位以下土地下水位以下土体重度采用体重度采用浮重浮重度度一、土一、土-水压力的计算水压力的计算1.概述概述土压力：主动土压力、被动土压力、静止土压力。土压力：主动土压力、被动土压力、静止土压力。水压力：静水压力、渗流水压力（流网法计算）。水压力：静水压力、渗流水压力（流网法计算）。2.水土分算
50、水土分算水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的侧压力。总的侧压力。适用于土孔隙中存在适用于土孔隙中存在自由的重力水自由的重力水的情况或的情况或土的渗透性土的渗透性较好较好的情况，一般适用于的情况，一般适用于碎石土和砂土。碎石土和砂土。有效应力法有效应力法：总应力法总应力法：按固结不排水剪确定的内摩擦角和粘聚力。按固结不排水剪确定的内摩擦角和粘聚力。按总应力强度指标确定的土压力系数。按总应力强度指标确定的土压力系数。式中：式中：式中：式中：3.水土合算法水土合算法水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象，水土合算是将土和土孔隙中的水看