1.3基坑（槽）支护基坑（槽）支护是为保证地下结构施工及基坑侧壁采取的支挡、加固和保护措施。支护系统一般由两部分组成，即挡
土结构和支撑结构；其中支撑结构又可分为内支撑和外锚固两大类。1.3.1一般基坑（槽）支护一般基坑（槽）支护分类如下：一般基
坑（槽）的支护可根据基坑（槽）的宽度、深度及大小采用不同形式，如表1.16所示。1.3.2深基坑支护（1）非重力式支护
非重力支护方式如下：1．H型钢支柱挡板这种支柱（H型钢）按一定间距打入土中，支柱之
间设木挡板或其他挡土设施（随开挖逐步加设），支和挡板可回收使用，较为经济。适用于土质较好、地下水位较低的地区，国外应用较多，国内
亦有应用。如北京京城大厦深23.5m的深基坑即用这种支护结构，将H型钢按1.lm间距打入土中，用三层土锚杆拉固，如图1.12所示
。2．钢板桩在软土地基地区钢板桩打设方便，有一定挡水能力，施工迅速，且打设后可立即开挖，当基坑深度不太大时往
往是考虑的方案之一。（1）钢板桩的类型热轧锁口钢板桩截面形式如图1.13所示，其中Z形钢板桩又叫“波
浪形”或“拉森型”；一字形钢板桩又叫平板桩。（2）钢板桩的施工①钢板桩打设前的准备工作
A．钢板桩的检验与矫正钢板桩检验与矫正的内容有：表面缺陷矫正、端部矩形矫正、桩体挠曲矫正、桩体截面局部变形矫正
、锁口变形矫正。B．导架安装为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈
曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围檩”。导架通常由导梁和围檩桩等组
成，它的形式，在平面上有单面和双面之分，在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面导架，围檩桩的间距一般为2.5－3.5m,双
面围檩之间的间距一般比板桩墙厚度大8－15mm。导架的位置不能与钢板桩相碰。围檩桩不能随着钢板桩的打设而下沉或变形。导梁的高度
要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效（图1.14)。②钢板桩的打设A．钢板桩打设方式选择
a.单独打入法。这种方法是从板桩墙的一角开始，逐块（或两块为一组）打设，直至工程结束。这种打入方法简便、迅速，不需
要其他辅助支架。但是易使板桩向一侧倾斜，且误差积累后不易纠正。为此，这种方法只适用于板桩墙要求不高，且板桩长度较小（如小于10m)
的情况。b.屏风式打入法。这种方法是将10－20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。施打时先将
屏风墙两端的钢板桩打至设计标高或一定深度，成为定位板桩，然后在中间按顺序分1/3、1/2板桩高度呈阶梯状打入（图.14）。
这种打桩方法的优点是可以减少倾斜误差积累，防止过大的倾斜，而且易于实现封闭合拢，能保证板桩墙的施工质量。其缺点是插桩的自立高
度较大，要注意插桩的稳定和施工安全，一般情况下多用这种方法打设板桩墙，它耗费的辅助材料不多，但能保证质量B．钢板桩的打设工艺
先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一根即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中，为保证钢
板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在
围檩上预先算出每根板桩的位置，以便随时检查校正。钢板桩分几次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次则打至l0m
，第三次打至导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设的第一、二根钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板
导向作用，一般每打入lm应测量一次。地下工程施工结束后，钢板桩一般都要拔出，以便重复使用。3．柱列式挡土墙（排桩）
（1）柱列式挡土墙（排桩）的形式柱列式挡土墙又称排桩式挡土墙，属板式支护体系。它是把单个桩体按照其成桩工艺
的不同，如钻孔灌注桩、预制混凝土桩、挖孔桩、压浆桩、SMW（桩型挡墙）及其他混合式桩等，并排连接起来形成的地下挡土结构。
这些单个桩体在平面布置上采取不同的排列，形成连续或相对连续的排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁以连接成整体
，来支挡不同地质和施工技术条件下基坑开挖的侧向水土压力。如图1.15，间隔排列形式适用于无地下水或地下水位较深、土质较好的情况
，一字形相切或搭接排列形式往往因在施工中桩的垂直度不能保证及桩体扩颈等原因影响桩体搭接施工，从而达不到防水要求。工程中常采用间隔排
列并与防水措施结合的形式（称柱列式挡土墙形式。当场地条件许可，单排桩悬臂结构刚度不足时，可采用双排桩支护结构。双排桩在
平面上可按三角形布置，也可按矩形布置，前后排桩距δ=1.5-3.0d(中心距），桩顶连梁宽度为占δ＋d＋20，即比
双排桩稍宽一点。（2）墙体防渗桩孔灌注桩排桩墙体防渗可采取两种方式：一是将桩体相互搭接，二是另增设挡水
抗渗结构（图1.17）。前一种方式对施工工艺要求高，且由于桩位、桩垂直度的偏差所引起的墙体渗漏仍难以完全避免。所以在水位较高的软土
地区，一般采用后一种方式。当采用增设挡水抗渗结构时，桩体间可留100－150mm的施工间隙，防水主要采用：柱间压密桩
、柱间高压旋喷桩、水泥搅拌桩、注浆止水帷幕、冻结排桩法等。第一、二种方式比较经济，一般适用于环境要求不太严格
的小型基坑工程；第三、四种方式主要用于体形大、开挖深的基坑工程；冻结排桩法是进行特大型深基坑支护施工中既支护又防水的一种新施工方法
。按一般经验，基坑深度为9－l0m以内时，通常只需设一排搅拌桩止水；当深度超过10m时或环境条件有特殊要求时
，可增至2排搅拌桩，甚至在钻孔桩之间再补以压密注浆。地下连续墙（l）施工设备挖槽的机械有垂直轴多头钻机
、连续墙液压抓斗、水平轴双轮铣成槽机等。垂直轴多头钻机也叫多头钻成槽机。如图1.18所示，多头钻成槽机由两台立式电动
机、减速器、分动箱、侧刀、固定导板、纠偏装置、钻头及泥浆管等组成。（2）地下连续墙施工工艺在工程开挖土方之
前，用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每次开挖一定长度（一个单元槽段约6－10m)的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，
将在地面上加工好的钢筋骨架（一般称为钢筋笼）用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑混凝土，由于混凝土是由沟槽底部开始
逐渐向上浇筑，随着混凝土的浇筑即将泥浆置换出来，待混凝土浇至设计标高后，一个单元槽即施工完毕。各个单元槽之间由特制的接头连接，形成
连续的地下钢筋混凝土墙，如图1.19所示。重力式支护重力式支护结构，以其重量来抵抗基坑侧壁的土压力，从而满足该结构的抗滑移和抗
倾覆要求。目前较多地采用空腹封闭式格栅状布置，如图1.20所示，桩体与它所包围的土体共同作用。这类结构一般采用喷射型深层搅拌桩，
将桩体相互搭接形成实体式或格栅式挡墙（如图1.21），具有挡土和止水双重功能。当基坑开挖深度大于6m时，可在水泥中加筋，形成加筋水
泥土挡墙（SMW），甚至可以辅以内支撑或锚杆支护系统，以加大基坑的支护深度。如图1.22所示为SMW桩型挡墙SMW(soil
mixingwall）工法在日本应用非常普遍，开挖尝试已达几十米，与装配式钢结构支撑体系相结合，工效较高，但该工法由于钻孔深度
所限（小于20m），在国内应用较少。深层搅拌法水泥土桩挡墙深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范
围内，将软土与固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。深层搅拌机图1.23为
SJB-1型深层搅拌机，它采用双搅拌轴中心管输浆方式，其输浆方式是水泥浆从两根搅拌轴之间的另一根管子输出，不影响搅拌均匀度，可适用
于多种固化剂。深层搅拌水泥土桩挡墙的施工工艺流程SJB系列深层搅拌机施工工艺流程如图1.24所示。土层锚杆1．土层
锚杆的构造锚固支护结构的土层锚杆通常由锚头、锚头垫座、支护结构、钻孔、防护套管、拉杆（拉索）、锚固体、锚底板（有时无）等
组成（图1.25）。2.土层锚杆的类型、施工特点及使用情况土层锚杆的类型、施工特点及使用情况如表1.17所示。3．土
层锚杆施工土层锚杆施工包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。在正式开工之前还需进行必要的准备工作。（1）钻孔①钻孔机械选择
土层锚杆钻孔用的钻孔机械，按工作原理分，有旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机三类。主要根据土质、
钻孔深度和地下水情况进行选择。②土层锚杆钻孔的特点及应达到的要求土层锚杆的钻孔多数有一定的倾角，因此孔壁的稳
定性较差。且由于土层锚杆的长细比很大，孔洞很长，保证钻孔的准确方向和直线性较困难，易偏斜和弯曲。（2）安放拉杆
土层锚杆用的拉杆，常用的有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线。主要根据土层锚杆的承载能力和现有材料的情况来选择，承载能力较小时，多用粗
钢筋，承载能力较大时，多用钢绞线。①钢筋拉杆钢筋拉杆由一根或数根粗钢筋组合而成，如为数根粗钢筋则需用绑扎或电
焊连接成一整体。②钢丝束拉杆钢丝束拉杆可以制成通长一根，它的柔性较好，往钻孔中沉放较方便。但施工时应将灌浆管
与钢丝束绑扎在一起同时沉放，否则放置灌浆管有困难。钢丝束拉杆的锚固段亦需用定位器，该定位器为撑筋环，如图1.27所示。（3）压
力灌浆压力灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序。施工时，应将有关数据记录下来，以备将来查用。灌浆的作用是：形成锚固段，将锚
杆锚固在土层中；防止钢拉杆腐蚀；充填土层中的孔隙和裂缝。灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。第二次灌浆需待第一次灌注
的浆液初凝后进行，利用泥浆泵，控制压力为2MPa左右，要稳压2min，浆液冲破第一次灌浆体，向锚固体与土的接触面之间扩散，使锚固体
直径扩大（图1.29），增加径向压应力。土钉墙1.．土钉墙技术土钉墙技术是一种利用经加固后的原位土体来维护基
坑边坡土体稳定的支护方法。它是由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成的（图1.30）。天然土体通过土钉的就地加固
并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似的土质挡土墙，以此来抵抗墙后传来的水土压力，保持基坑开挖面的稳定。3．土钉墙的施工
土钉墙的施工工艺：按设计要求开挖工作面，修整边坡－喷射第一层混凝土－安设土钉（包括钻孔、插钢筋、注浆、垫板等）－绑扎钢筋网－喷射
第二层混凝土－设置坡顶和坡脚的排水设施。施工时要按坡度要求，边挖土，边修整坡面，边钉土钉，同时绑扎钢筋。挖至坡底后，要
及时砌筑坡底挡墙和浇筑坡面混凝土硬化层。4．复合土钉墙针对软土层中土钉支护涉及的一系列问题，1997年出现了复合土
钉墙的概念，并于同年应用于实际工程。复合土钉墙技术，即将土钉墙技术与搅拌桩、旋喷桩或预应力锚杆等结合起来，使得土钉墙技术在深基坑中
应用及垂直钉墙成为可能，并改善土钉墙支护形式变形大的缺陷。常用的复合土钉墙有三种基本形式：土钉与预应力锚杆、土钉与
微型钢管桩、土钉与搅拌桩（止水帷幕）联合应用（见表1.18）。1.4排水与降水1.4.1地面排水排除地面水(包括雨水、施
工用水、生活污水等)常采用在基坑周围设置排水沟、截水沟或筑土堤等办法，并尽量利用原有的排水系统，或将临时性排水设施与永久性设施相结
合使用。1.4.2集水井排水或降水集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。将水汇
入集水井内，用水泵抽走。这种方法可用于基坑排水，也可用于降水。1．排水沟的设置排水沟底宽应不少于0.2－0.3m
，沟底设有0.2％－0.5％的纵坡，在开挖阶段，排水沟深度应始终保持比挖土面低0.4－0.5m2.集水井的设置集水井
应设置在基础范围以外的边角处。间距应根据水量大小、基坑平面形状及水泵能力确定，一般为20－40m。集水井的直径和宽度一般为0.6－
0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，要经常低于挖土面0.7－1.0m，井壁可用竹、木等简易加固（目的：抽水不抽砂）。当基坑挖至
设计标高后，井底应低于坑底1－2m，并铺设碎石滤水层。1.4.3井点降水井点降水的作用动水压力是流砂发生的重
要条件。流动中的地下水对土颗粒产生的压力称为动水压力，其性质通过图1.32所示的试验说明。产生流砂现象主要是由于地下水的水力坡度
大，即动水压力大，而且动水压力的方向与水流方向一致）与土的重力方向相反，土不仅受水的浮力，而且受动水压力的作用，有向上
举的趋势，当动水压力等于或大于土的浸水密度时，即GD≥ρ’w土颗粒失去自重，处于悬浮状态，并随地下水一起流入基坑，即发生流砂现象。
流砂防治的主要途径是减小或平衡动水压力或改变其方向。具体措施有：抢挖法、水下挖土法、打钢板桩或作地下连续墙法、冻结法、枯水季节开挖
、并点降水法。其中井点降水法是从根本上治愈流砂的有效方法。井点降水法井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周
埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底标高以下，并保持至回填完成或地下结构有足够的抗浮能力为止。各
种井点的适用范围见表1.19。1．轻型井点（1)轻型井点设备轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。如图1.3
3所示，管路系统包括：井点管（由井管和滤管连接而成）、弯联管及总管等。滤管为进水设备，其构造如图1.34所示轻型井点设备的主
机由真空泵、离心水泵和水气分离器等组成，称真空泵轻型井点设备（图1.35）；如果轻型井点设备的主机由射流泵、离心泵和循环水箱等组成
，则称射流泵轻型井点设备。(2)轻型井点布置一级井点管布置如图1.36或图1.37所示，二级井点管布置如图1.38所
示。A.单排布置：适用于基坑槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端伸出长度不得小于基坑
宽度。B.双排布置：适用于基坑宽度大于6m或土质不良的情况；C.U形布置：井点管不封闭的一段应设在地下水下游方向；D
.环形布置：需留设出土口（图1.37）。（3)轻型井点计算①井型判定（图1.39)水井根据
井底是否达到不透水层，分为完整井与非完整井；凡井底到达含水层下面的不透水层的井称为完整井，否则称为不完整井〔根据所抽取的地下水层有
无压力，又分为无压井与承压井。②涌水量计算A．无压完整井涌水量（图1．40(a)）（3)确定井点管数
量与井距①单井最大出水量单井的最大出水量q，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：式中d——滤管直径
(m)；l——滤管长度(m)；K——渗透系数(m／d)。②最少井数井点管的最少根数nmin，按下
式计算：式中1.1——备用系数，考虑井点管堵塞等因素。其它符号同前。③最大井距式中L——总管长度(m)；
确定井点管间距时，还应注意以下几点：(a)井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井距必须大于15倍管径。
(b)在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时间过长。(c)靠近河流处，井点宜适当加密。(d)井距应能与总
管上的接头间距相配合。根据实际采用的井点管间距，最后确定所需的井点管根数。③确定井点管数量与井距A.单
井最大出水量单井的最大出水量q，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：（4）轻型井点的施工
埋设井点的施工顺序是：放线定位－打井孔－埋设井点管－安装总管、用弯联管将井点管与总管接通－安装抽水设备（见图1.41）
。2．喷射井点当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，可采用喷射井点降水。其降水深度可达8－20m，可用于渗透系
数为0.150m/d的砂土、淤泥质土层。喷射井点施工顺序是：安装水泵设备及泵的进出水管路－铺设进水总管和回水总管
－沉设井点管（包括灌填砂滤料）－接通进水总管后及时进行单根试抽、检验－全部井点管沉设完毕－接通回水总管、全面试抽，检查整个降水系统
的运转状况及降水效果。喷射井点设备及平面布置如图1.42所示。3．电渗井点电渗井点是在轻型
或喷射井点中的内侧增设钢筋电极而形成，主要用于渗透系数小于0.1m/d的土层。如图1.43所示，以井点管作负极，
打入的钢筋或钢管作正极。当通以低于60V的直流电后，带负电的土颗粒向正极钢筋或钢管移动，带正电荷的水则向负极井点管移动，该现象称为
电渗－电泳现象，故电渗井点具有电渗和真空抽吸双重效果。4．管井井点管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井
，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大(20－200m/d)的土层中，宜采用管井井点（图1.44)。
管井井点的设备主要由管井、吸水管及水泵组成。5．深井井点当要求井内降水深度超过15m时，可在管井中使用深井泵抽水，这种井点称为深井井点（或深管井井点）。深井井点一般可降低水位30－40m，有的甚至可达百米以上。常用的深井泵有两种类型：一种是深井潜水泵；另一种是电动机安装在地面上，通过传动轴带动多级叶轮工作而排水。降水对周围地面的影响及预防措施降低地下水位时，由于土颗粒流失或土体压缩固结，易引起周周地面沉降。由于土层的不均匀性和形成的水位呈漏斗状，地面沉降多为不均匀沉降，可能导致周围的建筑物倾斜、下沉、道路开裂或管线断裂。因此，井点降水时，必须采取相应措施，以防造成危害。相应措施一般有：回灌井点法（图1.45）、设置止水帷幕法、减缓降水速度法。水泵性能与选用(1)离心泵泵体是由泵壳、泵轴及叶轮等主要部件组成，其管路系统包括滤网与底阀、吸水管及出水管等(2)潜水泵潜水泵是由立式水泵与电动机组合而成，工作时完全浸在水中。水泵装在电动机上端，叶轮可制成离心式或螺旋桨式；电动机设有密封装置。(m3／d)(根)(m) |
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