1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

随着科学技术的发展，近20年来，尤其是近10年来基坑工程在数量上急剧增加，在技术上也有了长足的进步。20世纪70年代末，国内只在少数大型工程项目中有开挖深度达10 m以上的基坑工程，而且是在较少或没有相邻建筑和地下结构物的地区。至20世纪80年代后期，尤其在20世纪90年代，我国大量的城市高层建筑如雨后春笋，这些高层建筑一般都有1-3层的地下室，相应地带来了基坑的开挖施工，一般的基坑工程开挖深度通常为6-15 m。另一方面，一些大城市的地铁工程也相继开始建设施工，随之亦带来大量的地下基坑工程。由于高层和其他地下工程的基坑施工经常遇到各种不同的技术问题，包括极其复杂的工程地质和水文地质条件，致使许多基坑工程成为当地建筑工程中投资大、难度高、风险也大的技术工程，从而引起有关主管部门和工程界的广泛重视。
经过大量的工程实践，大大丰富和提高了我国在基坑工程领域的技术水平。目前，我国已经颁布了部分基坑工程全国性的行业标准和省市的基坑工程标准。这些标准的出现，为我国在基坑工程中的设计、施工和工程技术发展奠定了良好的基础。同时，随人们对建筑功能和施工技术要求的提高，基坑工程领域的相关技术水平也会越来越高，并不断向前发展。
建筑基坑工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工中的安全，又要控制结构和其周围土体的变形，以保证周围环境（相邻建筑、道路及地下公共设施等）的安全。在安全的前提下，设计要合理，能节省造价、方便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工质量，必须正确选择土压力计算方法和参数，充分估计水土等各种因素对基坑安全的影响，选择合理的支护结构体系，同时还要有丰富的设计和施工经验。

1.基坑支护的类型、特点和适用范围
1.1 放坡开挖
适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制五严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。
1.2 深层搅拌水泥土围护墙
深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。
1.3 高压旋喷桩
高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围
建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
1.4 槽钢钢板桩
这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。
1.5 钢筋混凝土板桩
钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。
1.6 土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

1.7 地下连续墙
通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。

1.8 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。
1.9 SMW工法
SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
1.10 基坑支护选型小结
基坑支护型式的合理选择，是基坑支护设计的的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。

2.基坑支撑系统

深基坑的支护体系由两部分组成，一是围护壁，二是基坑内的支撑系统。为施工需要而构筑的深基坑各类支撑系统，既要轻巧又需有足够的强度、刚度和稳定性，以保证施工的安全、经济和方便，因此支撑结构的设计是目前施工方案设计的一项十分重要的内容。

在深基坑的支护结构中，常用的支撑系统按其材料分可以有钢管支撑、型钢支撑，钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土组合支撑等种类；按其受力形式分可以有单跨压杆式支撑，多跨压杆式支撑，双向多跨压杆支撑，水平桁架相结合的支撑，斜撑等类型。

这些支撑系统在实践中有各自的特点和不足之处，以其材料种类分析，钢支撑便于安装和拆除，材料消耗量小，可以施加预紧力以合理控制基坑变形，钢支撑架设速度较快，有利于缩短工期。但是钢支撑系统的整体刚度较弱，由于要在两个方向上施加预紧力，所以纵横杆之间的联结始终处于铰接状态。

钢筋混凝土支撑结构的整体刚度好，变形小，安全可靠，施工制作时间长于钢支撑，但拆除工作比较繁重，材料回收利用率低，钢筋混凝土支撑因其现场浇筑的可行性和高可靠度而在目前国内被广泛的使用。

3.基坑主要止（降）水方法

工程降水是基坑工程的一个难点。由于土质和地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同。在地下水位以下开挖基坑时，采用降水的作用是：

(1)截住基坑边坡面及基底的渗水；

(2)增加边坡的稳定性，并防止基坑从边坡或基底的土粒流失；

(3)减少板桩和支撑的压力，减少隧道内的空气压力；

(4)改善基坑和填土的砂土特性；

(5)防止基底的隆起和破坏。

一个场地的地质条件和土质条件，将决定降水或排水的形式。

在选择和设计基坑降水前，必须由甲方提供工程地质勘察资料，建筑物平面图和立面图，建筑物场地附近房屋平面图等，对于重大工程，设计人员除掌握相应资料外，必须在设计前到工程现场亲自了解，最好能目测各土层的土样，对将来降水工程的布置及其与邻近建筑物的影响。

降低地下水位的常用方法可分为明沟降水和井点降水两类。明沟降水由于其制约条件较多，尚不能得到广泛的应用，而井点降水的适用条件较广，并经过二十多年来的应用、发展和改进，已形成了多种井点降水的方法。目前常用的井点降水方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井点，辐射井点等。这些有效的降水方法现已被广泛用于各种降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能带来一些不良影响，如地

面沉降，邻近已有建筑物或构筑物的安全稳定及残留滞水的处理等。

明沟降水是在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，使进入基坑内的地下水沿排水沟渠流入井中，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟降水一般适用于土层较密实，坑壁较稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流砂和管涌等的降水工程。

在地下水位以下施工基坑工程时，通常采用井点（垂直和水平井点）降水法来降低地下水位。垂直井点常沿基坑四周外围布设，水平井点则可穿越基坑四周和底部，井点深度大于要求的降水深度，通过井点抽水或引渗来降低地下水位，实现基坑外的暗降，保证基坑工程的施工。经井点降水后，能有效地截住地下渗流，降低地下水位，克服基坑的流砂和管涌现象，防止边坡和基坑底面的破坏；减少侧土压力，增加挖掘边坡的稳定性，有利于边坡的支护和施工；防止基底隆起和破坏，加速地基土的固结作用；有利于提高工程质量，加快施工进度及保证施工安全。

在城市中由于深基坑降水，总会引起地面产生一定的沉降，影响邻近建筑物和管线。最好的办法是采用止水帷幕，将坑外地下水位保持原状，仅在坑内降水。目前，采用钻孔压浆成桩法、地下连续墙、板桩、深层搅拌桩墙等止水结构形式，效果均较好。其入土深度，取决于土层的透水性，要防止出现管涌、流砂等问题。

4.基坑支护设计理论计算

4.1土压力计算 （见图1、图2）

目前，对土压力的计算，主要采用朗肯土压力理论进行计算。

图1 主动土压力计算

图2 被动土压力计算

（1）砂性土，内聚力:

主动土压力 （1）

（2）

Ea作用方向水平，作用点距墙基h/3。 （3）

被动土压力 （4）

（5）

（2）粘性土，内聚力:

主动土压力 （6）

（7）

临界深度： (8)

(9)

Ea的作用方向水平，作用点距墙基（h-zo）/3处

被动土压力 (10)

(11)

4.2 多支点支挡结构的计算步骤整体等值梁（连续梁）法（见图3）

图 3 整体等值梁法计算简图

（1)计算主、被动土压力系数

（12）

（13）

（2） 计算土压力零点与基坑底部的距离

（14）

（3）将支护桩简化成1段连续梁，其荷载为土压力，根据假定，连续梁第1段看成悬臂，中间各段为两端固定，最后1段土压力零点出看成铰支，运用结构力学计算固端弯矩。

（4）用弯矩分配法平衡支点弯矩。

（5）分段计算各支点反力及弯矩。

（6）计算桩墙插入基坑深度。

（7）用最大弯矩复核钢板桩、型钢的强度或计算灌注桩断面尺寸及配筋。

4.3分段等值梁法

每层支撑理论上必须保证设置下层支撑前基坑稳定，所以在计算每层支撑时，取下层支撑所需开挖深度进行支撑计算。如图4所示。

图4分段等值梁计算简图

（1）求第k层支撑时基底土压力零点与基坑底部的距离

（15）

其中为当前基坑深度H开挖面处的主动土压力强度（kN/mmsup2;）。

（2）求支撑力 (16)

压力零点 (17)

（3）求土压力零点到柱底距离

(18)

则嵌入深度 (19)

若土质较差 (20)

（4）考察第1层支撑和土压力之间底简支梁，在剪力为零处求最大弯矩。

4.4嵌固深度计算

（1）多层支点支护结构围护墙嵌固深度计算

多层支点支护结构围护墙的嵌固深度设计值hd，按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法计算（图5）：

图5 多层支点支护结构围护墙嵌固深度计算简图

（21）

式中 、#8212;#8212;最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水（快）剪粘聚力、内摩擦角标准值；

li#8212;#8212;第i土条的弧长；

bi#8212;#8212;第i土条的宽度；

γk#8212;#8212;整体稳定分项系数，应根据经验确定，当无经验时可取1.3；

#8212;#8212;作用于滑裂面上第i土条的重量，按上覆土层的天然土重计算；

θi#8212;#8212;第i土条弧线中点切线与水平线夹角。

当嵌固深度下部存在软弱土层时，应继续验算软下卧层的整体稳定性。

对于均质粘性土及地下水以上的粉土或砂类土，嵌固深度计算值h0，可按下式确定：

h0＝n0h （22）

式中 n0#8212;#8212;嵌固深度系数，当γk取1.3时，根据三轴试验（当有可靠经验时，可采用直接剪切试验）确定土层固结（不排水）快剪内摩擦角φk及粘聚力系数δ＝，查表取值。

围护墙的嵌固深度设计值，则为

hd＝1.1h0 （23）

4.5抗隆起验算

当基坑底为软土时，应按以下两种条件验算坑底土涌起稳定性

（1） 因基坑外的荷载及由于土方开挖造成的基坑内外的压差，使支护桩端以下土体向上涌土，可按下式进行验算。

(24)

式中 #8212;#8212;承载力系数，=5.14；

τ0 #8212;#8212;由十字板试验确定的总强度，；

g #8212;#8212;土的重度，/m3；

gD#8212;#8212;入土深度部土隆起抗力分项系数，≥1.4；

t#8212;#8212;支护结构入土深度，m；

h#8212;#8212;基坑开挖深度，m；

q#8212;#8212;地面荷载，。　　

（2） 考虑支护墙弯曲抗力作用的基坑底土体向上涌起，可按下式验算。

(25)

式中 Mp#8212;#8212;基坑底部处支护桩、横墙截面抗弯弯矩标准值，﹒m

g h#8212;#8212;基坑底部处土隆起抗力分项系数，g h≥1.3。

4.6抗倾覆验算

（26）

抗倾覆验算是以墙趾角点取力矩进行验算的。

(27)

其中 Kt =为抗倾覆稳定安全系数，

W=为墙身重量

Pax =主动土压力的水平分力，

δ土对挡土墙墙被的摩擦角，

ε为挡土墙墙被倾斜角

Pay =主动土压力的竖直分立，，a,b,h分别为W、 Pax 、Pay对角点的力臂

μ=基底摩擦系数

4.7抗管涌稳定性验算

管涌稳定性验算可按下式进行：

(28)

#8212;#8212;抗管涌安全性系数；

#8212;#8212;基坑外侧地下水位至基坑底的距离；

#8212;#8212;支护结构嵌入深度；

#8212;#8212;路径上土的加权重度；

#8212;#8212;工程重要性系数；

#8212;#8212;地下水的重度。

结语：基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题，具体分析，从而选择经济适用的支护结构。

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