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第十二讲 建筑基坑支护 概述 基坑工程是为保护基坑施工、地下结构的安全和周边环境不受损害而采取的支护、基坑土体加固、地下水控制、开挖等工程的总称，包括勘察、设计、施工、监测、试验等。挡土和截水的结构称为围护结构。围护结构可分为两类:支护型，将支护墙排桩)作为主要受力构件，如板桩墙、排桩、地下连续墙等;加固型，充分利用加固土体的强度来保持基坑的稳定，如水泥搅拌桩、高压旋喷桩.、注浆和树根桩等。在实际工程中，有时也将二者结合起来应用在同一工程中。 围护结构的作用主要有以下几个方面;f保证基坑周围未开挖土体的稳定，满足地下结构施工有足够空间的要求;(2)控制土体变形，保证基坑周围相邻的建筑物、构筑物和地下管线在地下结构施工期间不受损害;(3)结合降水、排水等措施，将地下水位降到作业面以下，以满足地下结构施工对环境的要求。 基坑工程具有以下特点: (l)综合性强。基坑工程涉及工程地质、土力学、渗流理论、结构工程、施工技术和监测设计等。 (2)临时性和风险性大。一般情况下，基坑支护是临时措施，主体结构施工完成时，围护结构即完成任务。因此，围护结构的安全储备相应较小，因而具有较大的风险。 (3)地区性。各地区基坑工程的地质条件不同，同一城市不同区域也有差异。因此，设计要因地制宜，不能简单照搬。 (4)环境条件要求严格。邻近的高大建筑、地下结构、管线、地铁等对基坑的变形限制严格，施工因素复杂多变，气候、季节、周围水体均可产生重大变化。 基坑工程包括了围护体系的设置和土方开挖两个方面。土方开挖的施工组织是否合理对围护体系安全与正常使用会产生重要影响。不合理的土方开挖方式、步骤和速度有可能导致围护结构变形过大，对相邻建筑物、构筑物和地下管线产生不利的影响。甚至引起围护体系失稳和破坏。 围护结构形式及适用范围 基坑围护结构的形式主要有:放坡开挖及简易支护、悬臂式围护结构、重力式围护结构、内撑式围护结构、拉锚式围护结构、土钉墙围护结构，此外还有其他形式围护结构，主要包括门架式围护结构、拱式组合型围护结构、喷锚网围护结构、沉井围护结构、加筋水泥土围护结构、冻结法围护结构等。 基坑土体稳定性分析 砂性土土坡稳定性分析 粘性土土坡稳定性分析 当验算结果不能满足抗隆起稳定要求时，可以采取以下两种方法，其一是增加支护结构的嵌固深度，其二是改变基坑底部土体的工程性质，如采取地基处理的办法使基坑内土体的抗剪强度增大。 基坑降水 1.概述 基坑的开挖施工，无论是采用支护体系的垂直开挖还是放坡大开挖，如果施工地区的地下水位较高，都将涉及到地下水对基坑施工的影响这一问题。当开挖施工的开挖面低于地下水位时，土体的含水层被切断，地下水将会从坑外或坑底不断地渗人基坑内，另外在基坑开挖期间由于下雨或其他原因，可能会在基坑内造成滞留水。对于采用支护体系的垂直开挖，坑内被动区土体由于含水量增加导致强度、刚度降低，对控制支护体系的稳定性、强度和变形都是十分不利的;对于放坡开挖来讲，亦增加了边坡失稳和产生流砂的可能性。在地下水位以下进行开挖，坑内滞留水既增加了土方开挖施工的难度，亦使地下结构的施工难以顺利进行。而且在水的浸泡下，地基土的强度大为降低，亦影响到了其承载力。因此，为保证深基坑工程开挖、地下主体结构施工的正常进行以及地基土的强度免遭损失，当开挖面低于地下水位时，需采取降低地下水位的措施，并于基坑开挖期间在坑内采取排水措施以排除坑内滞留水，使基坑处于一干燥的状态，以利施工。 在基坑开挖施工中采取降低地下水位的作用为: (1)防止基坑坡面和基底的渗水，保持坑底干燥，便利施工。 (2)增加边坡和坡底的稳定性，防止边坡上或基底的土层颗粒流失。这是因为基坑开挖至地下水位以下时，周围地下水会向坑内渗流，从而产生渗流力，对边坡和基底稳定产生不利影响，此时采用井点降水的方法可以把基坑周围的地下水降到开挖面以下，不仅保持坑底干燥、便利施工，而且消除了渗流力的影响，防止流砂产生，增加了边坡和基底的稳定性。 (3)减少土体含水量，有效提高土体物理力学性能指标。对于放坡开挖而言可提高边坡稳定度;对于支护开挖可增加被动区土抗力，减少主动区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定度和强度保证，减少支护体系的变形。 (4)提高土体固结程度，增加地基抗剪强度。降低地下水位，减少土体含水量从而提高土体固结程度，减少土中孔隙水压力，增加土中有效应力，相应的土体抗剪强度也可得到增长，因而降低地下水位亦是一种有效的地基加固方法。 (5)防止基坑的隆起和破坏。 基坑工程控制地下水位的方法有:降低地下水位、隔离地下水两类;降低地下水位方法有:重力式降水和强制式降水。重力式降水即排水沟及集水井排降水，强制式降水的方法即井点降水。隔离地下水的方法一般为防渗