一建市政冲刺第十讲

明挖法施工基坑可以不设围护敞口开挖，也可以设置围护结构。

工程降水方法选用：1、集水明排，适用于黏性土、砂土，降水深度＜2m，降潜水地表水；2、轻型井点，适用于砂土、粉土、含薄层粉砂的淤泥质土，降水3-12m，分三级，一级3-6，二级6-9，三级9-12，降潜水；3、喷射井点，适用同轻型井点，降水深度＜20m，降潜水、承压水；4、管井，分疏干和减压，降水深度不限，疏干对应潜水，减压对应承压水。

当基坑开挖不很深，基坑涌水量不大时，集水明排法是应用最广泛，最简单、经济的方法。

明沟、集水井排水，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止。

明沟排水设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。

当基坑开挖较深，基坑涌水量大，且有围护结构时，应选择井点降水方法。

当基坑槽宽度小于6m且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧；当基坑槽宽度大于6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑槽两侧；当基坑槽较大时，宜采用环形井点。

挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达4m，设在地下水下游方向。

轻型井点宜采用金属管，井管距坑壁不应小于1-1.5m，距离太小容易漏气，井点间距一般为0.8-1.6m，集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有
0.25%-0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。

真空井点和喷射井点可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺，对不易塌孔、缩径可选用长螺旋钻机成孔，成孔深度应大于降水井深度0.5-1m。

孔壁与井管之间的滤料应填充密实、均匀，宜采用中粗砂，粒料上方应采用黏土封堵，封堵至地面的厚度应大于
1m。

井管的滤管可采用无砂混凝土管、钢筋笼、钢管或铸铁管。

采用隔水帷幕的目的是阻止基坑外的地下水流入基坑内部，或减小地下水沿基坑帷幕的水力梯度。

当基坑底存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用底端进入下卧隔水层的落底式帷幕；当坑底以下含水层厚度较大时需采用悬挂式帷幕。

截水帷幕可选用旋喷法或摆喷注浆帷幕、水泥土搅拌桩帷幕、地下连续墙或咬合式排桩，支护结构采用排桩时，可采用高压旋喷或摆喷注浆与排桩相互咬合的组合帷幕。

隔水帷幕隔断降水含水层：基坑隔水帷幕深入降水含水层的隔水底板中，井点降水以疏干基坑内的地下水为目的，即为前面所述的落底式帷幕。

隔水帷幕底位于承压水含水层隔水顶板中：隔水帷幕位于承压水含水层顶板中，通过井点降水降低基坑下部承压含水层的水头，以防止基坑底板隆起或承压水突涌为目的。

隔水帷幕底位于承压水含水层中：如果基坑开挖较浅，坑底未进入承压水含水层，井点降水以降低承压水为目的；如果基坑开挖较深，坑底已进入承压水含水层，井点降水前期以降低承压水水头为目的，后期以疏干承压水含水层为目的。

围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板
（桩）墙结构。

基坑围护结构体系包括板（桩）墙、
围檩（冠梁）及其他附属构件。

在我国应用较多的有排桩、地下连续墙、重力式挡墙、土钉墙等深基坑围护结构。

类型特点
钢板桩1、成品制作，可反复使用；2、施工简便，但施工有噪声；3、刚度小、变形大，与多道支撑结合，在软弱土层总也可采用；4、新的时候止水性好，如有漏水现象，需增加防水措施。

灌注桩1、刚度大，可用在深大基坑；2、施工对周围地层、环境影响小；3、需降水或止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等。

SMW 工法桩1、强度大，止水性好；2、内插的型钢可拔出重复使用，经济性好；3、具有较好的发展前景；4、用于软土地层时，一般变形较大。

地下连续墙1、刚度大、开挖深度大，适用于所有地层；2、强度大、变位小，隔水性好，同时可兼做主体结构的一部分；3、可临近建构筑物使用，环境影响小；4、造价高。

重力式水泥土1、无支撑，墙体止水性好，造价低；2、墙体变位大。

挡墙/水泥土搅拌桩挡
墙
型钢桩：噪声大，一般用于郊区距居民点较远的基坑施工中，如地铁车站的出入口，临时施工竖井可以考虑采用工字钢做围护结构。

预制混凝土板桩：对机械要求较高，而且挤土现象严重，此外，混凝土板桩一般不能拔出。

钻孔灌注桩：一般采用机械成孔，地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。

钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深
层搅拌桩。

如果基坑上部受环境条件限制时，也可采用高压旋喷桩止水帷幕。

近年来，
素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多应用。

SMW 工法桩：SMW工法桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，最后在墙中插入型钢，即形成一种劲性符合的围护结
构。

拟拔出回收的型钢，插入前应先在干燥条件下除锈，再在其表面涂刷减摩材料。

重力式水泥土挡墙：深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，形成相互搭接的格栅状结构形式，也可搭接成实体结构形式。

水泥挡土墙28d无侧限抗压强度不
宜小于0.8MPa。

地下连续墙：主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类。

其优点为：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹
有孤石、大颗粒砾卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石
等各种地层均能高效成槽。

按照事先划分好的幅段，开挖狭长的沟槽。

挖槽方式分为抓斗
式、冲击式和回转式，地下连续墙的一字型槽段长度宜取4-6m。

导墙是控制挖槽精度的主要构筑物，导墙结构应建立与坚实的地基之上，并能承受水土压力和施工机具设备等附加荷载，不得位移和变形。

在开挖过程中，为保证槽壁的稳定，采用特制的泥浆护壁。

对泥浆的相对密度、黏度、含砂率、PH值等主要技术性能指标应进行检验和控制。

每个幅段的沟槽开挖结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。

然后将若干个幅段连成一个整体，形成一个连续的地下墙体。

现浇混凝土壁式地下连续墙施工工艺流程：开挖导沟→修筑导墙→开挖沟槽→清除槽底淤泥和残渣→吊放接头管→吊放钢筋笼→下导管→灌注水下混凝土→拔出接头管。

内支撑有钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑及钢与混凝土的混合支撑等；外拉锚有拉锚和土锚两种形式。

支撑结构挡土的应力传递路径是围护（桩）墙→围檩（冠梁）→支撑。

材料 截面形式 布置形式 特点
混凝土结硬后刚度大、变形小，强度
现浇
的安全、可靠性强，施工方便，但支撑浇 可根据断 有对撑、边桁架、 筑和养护时间长，维护结构处于无支撑的 钢筋
面要求确定断 环梁结合边桁架等， 暴露状态的时间长、软土中被动区土体位 混凝
面形式和尺寸 形式灵活多样。

移大，如对控制变形有较高要求时，需对 土
被动区软土加固，施工工期长，拆除困难，
爆破拆除对周围环境有影响。

单钢管、双 竖向 布置有水平 钢管、单工字 撑、斜撑；平面布置 装、拆除施工方便，可周转使用，支 基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素，施工不当也会造成边坡失稳，主要表现为：1、没有按设计要求进行边坡开挖；2、基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输机械车辆等增加了附加荷载；3、基坑降排水措施不力；4、基坑开挖后暴露时间过长，经风化而是土体变松散；5、基坑开挖工程中，未及时刷坡，甚至挖反坡，使土体失去稳定性。

分级放坡时，宜设置分级放坡平台，岩石边坡不宜小于 0.5m ，土质边坡不宜小于 1m ，下级坡度宜缓于上级放坡坡度。

基坑边坡稳定措施：1、根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度，并于不同土层做成折线形边坡或留置台阶；2、必须做好基坑降排水和防洪工作，保持基底和边坡的干燥；
3、基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时，可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施；
4、严格禁止在基坑边坡坡顶较近的范围内堆放材料、土方和其他重物以及停放或行驶较大的施工机具；
5、基坑开挖过长中，边坡随挖随刷，不得挖反坡；
6、暴露时间较长的基坑，应采取护坡措施。

放坡开挖时应及时做好坡脚、坡面的保护措施，常用的保护措施有：1、叠放沙包或土 袋；2、水泥抹面；3、挂网喷浆或混凝土；4、其他措施：包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。

基槽坑土方开挖基本规定：1、基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案；2、基坑周围地面应设排水沟，且应避免雨水、渗水等流入基坑内。

同时，基坑内也应设置必要的排水设施，保证开挖时及时排除雨水。

放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。

当采取基坑内、外降水措施时，应按要求降水后方可开挖土方；3、软土基
钢、双工字钢、 形式一般为对撑、井 撑中可加预应力，可调整轴力而有效控制 钢
H 型钢、钢槽 字撑、角撑。

也有与 围护墙变形；施工工艺要求较高，如节点 结
及以上钢材的 钢筋混凝土支撑结合 和支撑结构处理不当，或施工支撑不及时、 构 组合 使用，但要谨慎处理
不准确，会造成失稳。

变形协调的问题
层必须分层、分块、对称、均衡地开挖，分块开挖后必须施工支撑，严禁向下超挖；4、基坑开挖过程中，必须采取防止开挖机械碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土；5、当开挖揭露的实际土层性状与地下水情况与设计依据的勘察资料明显不符，或出现异常现象、不明物体时，应停止开挖，在采取相应措施后方可开挖。

发生下列异常情况时，应立刻停止挖土，并应立即查清原因和及时采取措施后方可进行挖土：1、围护结构达到设计规定的位移限值或位移速率持续增长且不收敛；2、支护结构的内力超过设计值或突然增大；3、围护结构或止水帷幕出现渗漏，或基坑出现溜土、管涌现象；4、开挖暴露出的基底出现明显异常；5、围护结构发生异常声响；6、边坡或支护结构出现失稳征兆；7、基坑周围建构筑物变形过大或已经开裂。

基坑变形特征：1、土地变形。

基坑周围地层移动主要是由围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的；2、围护墙体水平变形。

当基坑开挖较浅时，不论对刚性墙体还是柔性墙体，均表现为墙体位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。

随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内三角形水平位移或平行刚体位移。

而一般柔性墙体如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸出；3、围护墙体竖向变位；4、基坑底部的隆起。

过大的坑底隆起由两种原因造成，一种是基坑底不透水土层由于其自重不够承受下放承压水水头压力而产生的突然性隆起，另一种是基坑由于围护结构插入坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。

由于坑底隆起会造成立柱隆起，进一步支撑向上弯曲，可能引起支撑体系失稳，一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起的情况；5、地表沉降。

根据工程试验经验，基坑围护结构呈悬臂状态时，较大的地表沉降出现在墙体旁，施加支撑后，地表沉降的最大值会渐渐远离围护结构，位于距离围护墙一定距离的位置上。

控制基坑变形的主要方法有：1、增加围护结构和支撑的刚度；2、增加围护结构的入土深度；3、加固基坑内被动区土体；4、减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间；5、通过调整围护结构的入土深度和降水井布置来控制降水对环境变化的影响。

坑底稳定控制：1、保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施；2、适时施做底板结构。

基坑地基加固的目的：1、基坑地基按加固的部位不同，分为基坑内加固和基坑外加固；2、基坑外加固的主要目的是止水，有时也可减少围护结构承受的主动土压力；3、基坑内加固的主要目的有：提高土体的强度和侧向抗力，减少围护结构的位移，保护基坑周边建构筑物和地下管线；防止基坑土体隆起破坏；防止坑底土体渗流破坏；弥补墙体围护结构插入深度不足等。

基坑内被动区加固主要有：墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固、满堂加固。

换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑；采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和侧向抗力为主，适用于深基坑。

水泥浆是以水泥为主要的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。

注浆设计包括注浆量、布孔、注浆有效范围、注浆流量、注浆压力、浆液配方等主要工艺参数。

注浆方法适用范围
渗透注浆只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石
劈裂注浆适用于低渗透性的土层
压密注浆常用于中砂地基，黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用
电动化学注浆只靠一般静力难以使浆液注入土的空隙的地层
水泥土搅拌法利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土结硬后形成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土。

可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。

可采用单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机或连续成槽搅拌机。

水泥土搅拌法适用于加固淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土、粉土、粉细砂、中粗砂、饱和黄土等土层。

不适用于含有大孤石或障碍物较多且不宜清除的杂填土、欠固结的淤泥和淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土，以及地下水影响成桩质量的土层。

喷浆型深层搅拌桩施工顺序：定位→预搅下沉→喷浆搅拌上升→重复搅拌下沉→重复搅拌上升→完毕。

水泥土搅拌桩的施工质量检测可采用下列方法：在成桩3d内，采用轻型动力触控检查上部桩身的均匀性；在成桩7d后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆面下0.5m，检查搅拌的均匀性，量测成桩直径。

高压喷射有旋喷（圆柱状）、定喷（壁状）和摆喷（扇形）三种基本形状。

分为单管法：喷水泥浆液；双管法：喷水泥浆液+压缩空气；三管法：喷水泥浆液+压缩空气+水流。

定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。

高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。

施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。