1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1.1选题的目的

随着中国经济的增长、科技的进步、城市化进程的加速，对地下空间资源的开发利用及改造已成为社会发展的重要战略之一。地下空间开发的规模越来越大，对深基坑支护技术的要求也越来越高，基坑不断向”深大近”方向发展已成为必然趋势。为了保证复杂环境下基坑施工、主体地下结构和基坑周边环境的安全，践行绿色环保施工、建设生态文明社会的发展理念，对基坑侧壁、周边土体、周围环境的支挡、加固及保护措施的要求越来越高，为此，深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视，新的技术、方法、工艺也随之不断涌现。深基坑支护新技术一般是在原有支护技术上产生的，为弥补原有支护技术存在的缺点与不足，对原有技术进行优化，扩展支护的应用范围，使其适应不同的施工环境，确保基坑施工、主体地下建筑物结构物及周边环境的安全，使其达到安全、适用、经济、绿色环保的目的。

1.2 基坑支护的原则与依据

基坑支护的原则：安全可靠；经济合理；施工便利和工期保证。

基坑支护的依据：岩土工程规范；基坑支护工程勘察报告；基坑支护结构设计资料；周边环境；基坑的深度^[1]。

1.3我国深基坑支护工程特点

（1）临时性工程，设计的安全储备相对較小；
（2）基抗开挖正向大深度、大面积方向发展，基坑支护愈发因难；

（3）场地土性质及水文地质条件的复杂不均匀性导致勘察数据难以全面反映建筑场地的情况．增加了支护工程设计施工难度；
（4）在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑、易引发土体滑移，基坑失稳，支护结构严重漏水、流土等病害．对周边建（构）筑物及地下管线产生严重影响；
（5）相邻场地的基坑施工，其打桩、降水、挖士等工序会产生相互影响与制约，增加了事故诱发因；
（6）深基坑施工周期长、场地狭窄、降雨、周边堆载、震动等不利条件使基坑支护安全度的随机性较大^[2]。

1.4基坑支护形式

1.4.1 土钉墙

深基坑工程中的土钉墙支护技术本质上就是原位加筋技术措施，主要形式类似于加筋挡土墙。这种基坑支护形式施工效率高、工期短、设备轻便、用料少、成本低。应用土钉墙支护技术时需要现场土体具有一定自稳能力，才能提供一定时间、空间条件为土钉墙施工。因此，土钉墙适用地质条件会受到限制，一般适用于二级或三级基坑、基坑深度不超过 12m、非软土场地等情况。土钉墙施工效率高、用料省、成本低，相较于其他支护类型能够有效缩短施工周期，降低工程造价。在土钉墙支护过程中能够紧贴已有建筑进行施工，减少桩体或墙体所占面积。在土钉墙支护方式中，破坏多是由于外部水作用，水会降低土钉墙强度，引起整体或局部破坏，所以，在土钉墙支护方式中一定要做好降水工作，并且土钉墙不能作为挡水结构。在满足以上条件的基础上，土钉墙具有良好适应性，能够更多的适应地下水位或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土，是深基坑支护优先采用的方式方法^[3]。

1.4.2 锚杆支护

锚杆支护是一种主动式的岩土加固稳定技术，锚杆作为技术主体，一端需要锚入稳定的土、岩体当中，另一端要与各种类型支护结构进行连接，然后施加一定预应力。通过锚杆杆体受拉作用，才能有效调动深部地层力量，以便更好维护基坑稳定。锚杆支护方式，适用性较强，基本不会受到基坑深度限制，并且能够与多种支护结构形式结合使用，如地下连续墙、土钉墙等支护方式，但不适用于有机质土、液限大于 50%的黏土层、相对密度不超过 0.3 的砂土等地质条件。由于锚杆支护技术具有显著经济效益，目前在我国基坑工程中应用较多，已经积累较为丰富的工程实践经验。

1.4.3 水泥土重力式挡墙

水泥土重力式挡墙类型主要包括搅拌桩、高压旋喷桩，可以挡土、挡水，并具有良好防渗效果，能够依靠自身重量抵抗侧向力保持稳定。一般情况下基坑内部是不存在支撑的，能够进行机械开挖和地下结构施工，整体系统施工简单、成本较低，并且只需要使用固化剂即可。由于水泥土重力式挡墙侧向位移控制能力，在很大程度上取决于桩身搅拌均匀性和强度指标，相比其他基坑支护结构来说，位移控制能力较弱，因此一般采用水泥土重力式挡墙基坑开挖深度不超过 5m。

1.4.4 钢板桩

钢板桩是一种带锁口的热轧（或冷弯）型钢，靠锁口相互连接咬合，形成连续钢板桩墙，用来挡土和挡水，具有高强、轻型、施工便捷、环保、可循环利用等优点。在软土地区应用较多，但是由于钢板桩自身柔性较大，对基坑支护深度超过 7m的软土地层基坑不适宜采用钢板桩支护。较为常用的钢板桩有直腹板型、U 形、Z 形集中，虽然施工便利、经济性较高，但是具体施工过程中会产生噪声、振动，若钢板桩靠近建筑物、地下管线时，钢板桩回收拔出容易造成附近建筑物下沉和裂缝、管道损坏等，需要及时注浆。因此，钢板桩施工应重视对周边环境的影响，采取相应计划和对策^[4]。

1.4.5 排桩

采用柱列式间隔布置钢筋混凝土钻孔灌注桩作为挡土结构支护形式就是排桩支护形式。现场施工较为简便，能够采用机械或人工方式进行钻孔，不涉及大型机械使用，无打桩噪声、振动，对基坑周边土体危害较低，现场施工经济性较好。并且排桩具有良好整体刚度和抗侧移能力，整体工作性能较为可靠，但是各个桩基间的联系性差，还需要在桩顶浇筑大截面钢筋混凝土冠梁。若现场需要对灌注桩围护结构进行抗水防渗处理时，必须做好桩间、桩背隔水帷幕；若周边环境保护要求较为严格，为降低排桩发生形变概率，需要对基坑底沿灌注桩周边用注浆或搅拌桩的方式进行被动加固^[5]。

排桩内支撑支护是我国沿海地区应用较多的一种联合支护形式。支护桩有多种类型，钻孔灌注桩用于较深基坑的支护；沉管桩工程造价低，但抗弯性能差，且易扰动软土；预制桩也容易扰动土体。而内支撑系统可根据基坑形状自由组合，能较好地支撑整体，也可在拆除后再次利用。排桩内支撑支护的优点是支护系统较安全可靠。内支撑的布置应尽量简洁，方便基坑挖土和地下室施工。^[6]

1.4.6 地下连续墙

地下连续墙在泥浆护壁基础上分槽段构筑钢筋混凝土墙体，整体刚度大、止水防渗效果好，能够很好适应软黏上、砂土等多种地层条件环境。随着技术不断创新和装备改善，地下连续墙可以在作为基坑施工挡土围护结构的同时，还能成为拟建主体结构的侧墙，若能经过科学、有效计算，做好现场协调配合，能够较好地控制软土地层变形。对基坑深度超过 10m、周边环境保护要求较高的工程项目中，可以采用地下连续墙进行处理。但是由于地下连续墙在坚硬土体中开挖会存在困难，在施工时作为围护结构和结构外墙，即使用逆作法施工使两墙合一。采用逆作法施工地下连续墙进行建筑基坑支护，可以发挥地下结构自身对坑壁的支护作用，通过利用地下结构的桩、柱、梁、板作为支撑，省去内部支撑，减少支护结构变形^[7]。

1.5深基坑内支撑支护形式

1.5.1水平支撑系统

水平支撑系统可将支撑两侧作用在支护墙的侧压力平衡，且其构造较为简单，作用力较为明确，使用的范围广。若构件较长，需要考虑到水平受弯和压缩影响基低位移。另外，当基低边侧的水平力差别较大时，平面支撑影响支护墙的位移，要调整支护结构计算模型或者使用环型结构支撑。

1.5.2 竖向斜撑体系

竖直方向斜撑的作用是把支护墙的上压力经斜撑传递给基坑的地基。它的施工流程为: 支护墙结束后，先要采用放坡的方式开挖基坑的中部土层，之后进行斜撑安装，再挖除周围的土坡。对于平面尺寸较大，形状不很规则，但深度较浅的基坑宜采用竖向斜撑体系施工比较简单，也可节省工程造价^[8]。

1.6基坑支护的中水的处理问题

由于基坑开挖过程中往往会遇到地下水的问题，由于地下水的存在使的基坑开挖工程变得困难，所以处理基坑开挖地下水的问题变得很重要。基坑支护对水的处理有排水、止水、水下施工三种处理方法。排水法：明沟排水、设集水坑、管井降水、井点降水、深井降水。止水帷幕：高压喷射注浆法、深层搅拌法。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，对周边有建筑的基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，防止基坑周围土体和水体流失，造成土体的流失沉降或固结沉降，甚至发生坑底流砂、管涌等现象^[9]。

1.6.1 明沟排水法

又称集水井排水法，是采用截、疏、抽的方法来进行基坑等施工的排水。即在坑内

沿坑底周围或中央开挖排水沟，布置集水井在沟底，使基坑内的水经排水沟流向集水井内，然后把水用水泵抽到基坑外面。

1.6.2 井点降水法

在基坑开挖之前，把所需的滤降水井是水管（井）埋设在基坑周围，利用抽水设备

抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。根据不同的井点类型可以分为井点降法所采

用的井点类型有 ：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等^[10]。

表1各种井点降水法的适用范围

1.6.3高压喷射注浆法

高压喷射法，经过钻机深钻达到设计处理的深度后，结合高压泥浆泵，接着配置相

应的喷嘴置于钻杆的杆端，沿周围土体喷射固化浆液，另外，以一定的速度使钻杆达到要求，使得混合固化浆液能够在土地中生成具有相应性能和形状的固结体。高压喷射灌浆技术能够得以广泛应用，由于其设备操作性强，施工容易，污染少，耐久性好，成本低等优点^[11]。

1.6.4深层搅拌法

所谓深层搅拌法指的是以水泥为固化主剂，利用深层搅拌机深入建筑地基内部的搅拌工作，把地基材质与固化剂有效拌和起来，从而提升建筑地基强度和硬度的一种方式。深层搅拌法在实际施工中有着非常广泛的应用，尤其是在软土地基的处理中效果优秀，地基在采用该方式进行处理之后，地基固化速度非常快，有助于加快工程进度。另外，采用该方式进行地基处理，具有操作简单、对环境污染轻等特征，具有非常优秀的使用前景^[12]。

1.7深基坑开挖方法

1.7.1开挖方式

对于深基坑开挖的明挖法，主要是指在开挖基坑的过程中，将地面挖开，之后根据相关的设计标高自上到下进行土石方的开挖。开挖之后，要在基地遵循着自下到上的原则进行施工，对建筑物的结构进行全面的处理^[13]。在施工之后进行基坑回填，以及恢复。对于明挖法施工方式的使用，主要是在一些交通以及环境允许的情况下进行，在施工时，明挖法是首选方式，其施工工艺十分简单，并且成本很低，施工效率很高，因此这是首选方式。但是明挖法也有自身的缺点，就是其噪声以及振动较大，会对周围环境造成很大的影响，影响交通的正常通行。对于明挖法的施工工序为：首先进行围护结构施工，其次就是开挖内部的土方，之后就是进行工程结构的施工，最后进行管线恢复以及覆土。

所谓盖挖法是指从地面开始向下开挖，深度达到设计要求后，将顶部进行封闭处理，在封闭的顶盖下进行其余工程的施工。通常情况下，主体结构施工时可以顺作，也可以选择逆作。当修建建筑物发生在城市比较繁忙的地带时，往往会占用道路，进而影响交通。由于城市交通不能出现中断，在施工过程中选用盖挖法，可以满足一定的交通流量要求。①盖挖顺作法。所谓盖挖顺作法是指完成地表作业的挡土结构后，在挡土结构上覆盖纵、横梁或路面板等定型的预制标准结构，进而确保交通的通畅性，在地表以下进行开挖和加设横撑，直至高度满足设计的标高要求。按照从下而上的顺序，完成工程的主体结构和防水处理，以及回填土、管线路或埋设新的管线路的恢复。最后，根据需要

将挡土结构的外露部分拆除同时恢复道路。②盖挖逆作法。通常情况下，盖挖逆作法是指基坑的维护结构和中间桩柱在地表面从上往下做，与盖挖顺作法相同，多采用地下连续墙或帷幕桩对基坑维护结构进行处理，通过采用中间支撑，多利用主体结构本身的中间立柱进而可以降低工程项目的造价。然后开挖表层土体直到标高符合设计要求，浇筑顶板时利用未开挖的土体作土模^[14]。

1.7.2开挖基本原则

（1）明确施工要求

在大型建筑深基坑土方开挖施工开始之前，施工单位必须组织参与施工项目的所有人员对于施工方案进行深人分析和研究，明确深基坑施工的具体要求，制定科学的土方开挖方案。研究施工方案的重点在于使施工人员明确项目施工的质量要求和施工目的，指导其施工操作行为；研究施工方案的时候要注意结合工程实际，了解建筑的周边实

际环境，包括水文、地质环境，保障施工能够顺利进行。

（2）科学施工

由于大型建筑深基坑土方开挖施工的特殊性，为了保障施工质量，必须按照科学施工原则进行操作。依据事先制定的施工方案，对于土方实施”先支后挖”，同时要充分考虑时空效应，调整土方开挖的操作流程，使施工操作更加科学合理。简单来说，大型建筑的深基坑土方开挖施工应严格依照先开槽支撑，而后再进行开挖的流程进行，并且要注意分层开挖，杜绝超挖现象，以保障深基坑土方开挖施工的效率和质量。

（3）做好施工的配套工作

在土方开挖施工开始之前，还要注意施工现场的环境整理，尤其要注意地面障碍物的清理；同时，为了保障施工能够顺利进行，必须保障施工现场的电力和水资源的正常供应，并且使施工场地尽量的平整。另外，对于特殊情况的地面，要注意做好处理，并且在测量放线完成之后，方可允许施工设备进人现场。土方开挖施工是一个复杂的、系统的施工过程，不但要求做好施工方案设计和具体施工操作行为，还要做好施工前的准备工作和施工配套作业，为施工扫除障碍，确保土方开挖能够顺利进行。^[15]

1.8 基坑工程监测

开挖深度大于等于5m或开控深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测。基坑工程设计提出的基坑工程监测的技术要求应包括监测项目、监测频率和监测报警值等。基坑工程施工前，应由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监測。监测单位应编制监测方案，监测方案需经建设方、设计方、监理方等认可，必要时还需与基坑周边环境涉及的有关管理单位协商一致后方可实施^[16]。

1.8.1深基坑监测技术的主要手段

深基坑监测技术的具体实施主要依靠各种专业设备来进行，监测设备必须满足观测精度和量程要求，具有良好的稳定性和可靠陛。这项工作可以采用多种监测技术和信号传输处理方式，通过监控专家系统、智能控制系统、可视化监测软件等几类配套工具，将监测结果迅速提取、统计、分析，可以充分发挥现代化监测手段的优势作用。^[17]

1.8.2深基坑监测技术的主要内容

（1）水平位移监测

通过视准线法、小角度法、投点法等方法可以对特定方向上的水平位移进行测定；通过前方交会法、自由设站法、极坐标法等方法可以对任意方向的监测点的水平位移进行测定；当基准点距离基坑较远时，可以采用GPS测量法或三角、三边、边角测量与基准线相结合的综合测量方法。水平位移监测基准点应埋设在基坑开挖深度3倍范同以外且不受施工影响的稳定眭较强的区域，也可以利用已有的比较稳定的控制点进行监测，避免将基准点埋设在低洼积水、湿陷、冻胀、胀缩等地域的影响范围之内。为了提高监测精度，应当适当增加测回数。在测角操作时仪器要减少对中照准误差和调焦误差的影响，气泡要严格居中，并选择在良好的观测条件下进行。

（2）竖向位移监测

竖向位移监测可以采用几何水准或液体静力水准等方法。对于坑底回弹区域宜采用设置回弹监测标，同时利用几何水准并配合传递高程的辅助设备进行监测。用于传递高程的金属杆或钢尺等_T具应该进行温度、尺长和拉力等项修正。在进行竖向位移监测过程中，应该特别注意测量精度，以确保监测结果的真实性和可靠性。

（3）深层水平位移监测

用于围护的墙体或者基坑周围土体的深层水平位移的监测工作应该采取在墙体或土体中预埋测斜管的方式，来监测各深度处的水平位移情况。通过这一方法可以快速监测出深层水平位移的情况，从而为深层施工提供具体的土体情况。在进行土体预埋测斜管时，应该对其预埋位置进行慎重选择，避免将测斜管预埋在有较大影响力和干扰源附

近，以免影响监测结果。

（4）倾斜监测

倾斜监测是为了测定建筑物顶部相对于底部的水平位移与高差，通过分别记录和计算监Nx,J-ga的倾斜程度、方向和速率，根据不同的现场观测条件和要求，来评价建筑物倾斜水平。方法主要有投点法、水平角法、前方交会法、正垂线法、差异沉降法等等。在进行倾斜程度监测时，要严格根据各种方法的使用要求进行相关操作，特别注意对被监测对象倾斜程度的把握，由于倾斜监测对于建筑具有较大影响，所以这一监测工作应该严格按照要求执行。

（5）裂缝监测

裂缝监测的主要内容包括裂缝数量、位置、走向、长度、宽度、深度，及可能发生的变化隋况，对于一些处在主要施工位置和重要施工位置的裂缝应该进行全面监测，具体的监测行为根据施工的具体情况而定。裂缝监测根据不同的数据要求可以采用不同的测定方法。对于裂缝宽度的监测，可采用在裂缝两侧贴石膏饼、划平行线等方式，使用千分尺或游标卡尺等直接量测的方法；裂缝深度的监测，对于深度较小的，宜采用凿出法和单面接触超声波法，较深的裂缝宜采用超声波法监测。

（6）土压力监测

土压力监测工作需要采用土压力计，可以采用埋入式或接触式两种形式。采用埋入式应该符合相关的监测要求：受力面与所需监测的压力方向应该保持垂直并紧贴被检测对象；埋设过程中应该增加土压力膜保护措施；做好完整的埋设记录。此外，进行土压力监测之后，要对土压力计进行妥善保管，仔细查看有无损坏，及时发现问题，以备下次监测过程中能够顺利进行工作。

（7）孔隙水压力监测

孔隙水压力的监测需通过埋设钢弦式、应变式等孔隙水压力计，采用频率计或应变计测量。孔隙水压力计应该保证量程在被测压力范围内，精度不宜低于0.5％F#183;S，分辨率不宜低于0.2％F#183;S。

（8）地下水位监测

地下水位监测宜采用水位计进行测量。精密度不宜低于10mm。根据不同的监测目的，把水位监测孔位设置在具有代表性的位置，能全面反映监测项目工程环境的地下水位分布。要每隔一段时间检查水位孔的工作可靠性，并注意对不同渗透性土层的适用性。

1.9结语

（１）深基坑工程中由于受复杂的工程地质条件、水文地质条件及施工环境等各种因素的影响，往往运用多种支护技术而不是单一的某种支护技术。在深基坑支护技术中挡土止水以桩、墙为主，支撑稳定以锚、撑为主，为解决外锚土质较差及锚杆占用红线

外地下空间等问题，发展了内支撑支护结构，为解决内支撑带来的材料浪费及给地下结构施工带来的不便，发展了双排桩、”桩墙合一”、”零占位”等技术，为了避免施工对社会环境的影响和提高社会效益出现了逆作法工序等^[18]。同时，通过支护技术的复合、支撑方法的组合以及锚撑结合，解决了单一支护方法和支护技术难以解决的安全、经济、环保等深基坑支护问题。

（2）随着人们对地下空间资源需求的不断增加，这些深基坑支护新技术无论在工

实践中，还是在理论研究上都会有很大的进展，使得基坑工程更加安全、适用、经济、环保，从而满足工程建设和社会发展的需求。在未来如何根据工程建设的实际需求，对围护结构进行优化，发展新型基坑围护体系和围护新技术，将是深基坑工程领域的主要发展趋势。

参考文献

[1] 冯涛.关于基坑支护结构常见类型及选用的探讨[J].山西建筑:2009

[2] 黄秋石. 国内深基坑技术发展综述[J].华东公路，2014(1)：1.

[3] 汪增超. 朱爱军.基坑支护形式选型与优劣研究[J].黑龙江科技信息,2016(35)：236-237.

[4] 付香才. 浅谈深基坑支护结构选型决策方法的研究与应用[J].低碳世界,2014(9)：191-192.

[5] 王俊英. 建筑基坑支护结构的选型和优化分析[J].中国高新技术企业,2016(3)：107-108.

[6] 安小锐. 浅谈排桩内支撑在深基坑支护中的应用[J]. 广西城镇建设, 2010(2):117-119.

[7] 尹娜. 基坑支护形式与基坑支护结构选型经验分析[J]. 工程建设与设计, 2018，393(19):270-271 274.

[8] 王海军, 李德良. 浅谈深基坑内支撑支护施工技术[J]. 城市地理, 2016(2X).

[9] 苏银城. 浅谈基坑支护的知识和要点[J]. 门窗, 2012(8x)：140-140.

[10] 赵明华.《基坑工程》ISBN ：978-7-04-028334-1 高等教育出版社.

[11]单强誉. 深基坑边坡支护中高压喷射注浆法的应用[J]. 住宅与房地产, 2017(15):72 77.

[12]尚殿钧.詹欣. 水工建筑地基处理中深层搅拌法的应用[J]. 科技风, 2018(1).

[13]李 影. 高层建筑深基坑支护监督施工的体会[J].当代建设，2013，（01）:30-31.

[14]张永福. 建筑深基坑开挖方法[J].中小企业管理与科技,2013，28：104-105.

[15]刘宏浩. 大型建筑深基坑土方开挖的施工工艺分析[J]. 江西建材, 2015(16):45-45.

[16]刘俊岩. 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009研究与编制[J]. 施工技术, 2009, 38(5):1-4.

[17]黄海波.基坑监测技术在深基坑中的应用探讨[J].科技创新与应用, 2012(22):209-209.

[18] 孙 超，郭浩天.深基坑支护新技术现状及展望[J].建筑科学与工程学报，2018，35（3）:110.

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

详见附件。