上海地区基坑支护主要形式.docx

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上海地区基坑支护主要形式

上海地区基坑支护主要形式

一、钢板桩

钢板桩是上海软土地基地区深基坑支护结构应用较多的一种。

常用者多为热

轧U型截面的拉森式钢板桩，可用于开挖深度5〜10米的基坑。

由于一次性投资较大，故多以租赁形式租用，用后拔出归还。

80年代以来，全市许多高层建

筑，如华亭宾馆、花园饭店、城市酒店等基坑均采用钢板桩作挡土结构。

各施工单位结合工程特点使用钢板桩的类型有：

悬臂式钢板桩对于远离原有建筑物和桩基的工程，在板桩有相当刚度的情况下，可应用此类扳桩，但悬臂高度有限，桩顶和坑外土体位移较大。

静安希尔顿酒店的基础是采用分段施工，让板桩在计算许可范围内先作悬臂，即坑内在板桩处挖至该标高，留下一定厚度和宽度的挡土堤，而中间部分挖至坑底，做好部分基础。

然后以基础为支撑点对板桩设置斜支撑，挖除余下的土堤，再进行坑边的基础施工。

这对大面积的基坑施工较为适用。

拉锚式钢板桩对于深度6米以内的基坑周围有主动滑坡线和被动滑坡线范围外的场地时，拉锚板桩是较有效的方法。

它使土能一次挖走，对缩短工期有利。

银河宾馆工程基坑开挖深度大多为7.4米，按常规，超深时要用多层拉锚形式，

但经施工单位采取板桩外侧加设井点降水、板桩6米范围内留置一定量的土、挖土时及挖士后加强对板桩的观察等措施，省去了一层拉锚，节省资金10余万元。

虹桥宾馆的拉锚钢板桩，从设计到实测位移工作做得较为系统。

支撑式钢板桩对于基坑面积不是很大而深度较深、对板桩系统整体刚度要求较高的工程，支撑式板桩是一种较有效的方法。

新锦江大酒店开挖深度在9米以下,采用了这种施工方案。

该工程在板桩垂直方向分上、中、下三道支撑，并在主楼工程桩（①609钢管桩）中，保留26根作为安装支撑用的支柱。

对钢板桩及部分支撑进行了应力测试，根据测试数据，不再安装第三道支撑，节省投资数十万元。

钢板桩支撑有钢管支撑和H型钢支撑两种。

新锦江大酒店、启华大厦等工程采用①609钢管支撑。

锦沧文华大酒店、文汇报新闻大楼、花园饭店等工程则采用H型钢支撑，并设计成工具式支撑，能重复使用。

支撑杆件采用螺丝联结，装拆方便。

内撑法钢板桩当拉锚或支撑条件不够具备时，在联谊大厦、远洋宾馆等工程施工中，还采用了内桩支撑法。

即在基坑内打入刚度较大的支撑桩，用它来支撑板桩，可随挖随撑，因此，挖土也可一次完成。

要取得较好效果使内撑桩承载力较大，支撑桩最好是斜桩。

二、钢筋混凝土板桩

这是一种传统的较为经济的基坑挡土结构，截面带企口能起挡水作用，打入后永久留在土中不再拔除，多用于钢板桩难以拔除的地段。

1986年以来，市建五公

司创造性地采用基坑分层开挖，配以轻型井点分层、不封闭式降水，完成深基础施工。

施工时上层土（一般达到高层建筑裙房基础底标高）采用放坡大开挖，然后打设钢筋混凝土板桩。

由于减少了挡土高度，在开挖下层土时采用简单的单锚板桩，代替复杂的多支撑板桩，大大简化了支护结构。

它是一种工艺简单，挡土效果好，符合我国国情的软土地基高层建筑深基坑的挡土技术。

经专家评议鉴定,该项综合技术的应用在国内领先。

钢筋混凝土预制板桩沿基础边线精确的打设，还可代替基础的外模，简化了基础的钢筋混凝土工程施工。

经陆家宅联合大厦、

上海物资贸易中心大厦、久耕里高层住宅等24幢38万平方米的高层建筑基坑

（深度7米左右）实践应用表明，它与拉森钢板桩（内支撑）基坑支护措施相比,可降低费用50%。

此外，市建七公司先后在泰山陶瓷厂、马当路高层、淮海大厦、工贸大厦等工程中，采用钢筋混凝土板桩支护，也获得较好的效果。

三、地下连续墙

地下连续墙施工工艺是70年代后期开发的一项新技术。

市基础工程公司自1979年第一个试验性工程一上海船厂升船机港池地下连续墙工程完工以来，至1992

年已建成船坞、工业设备深坑、高层建筑地下室、竖井等地下构筑物43项，成

墙面积达15万平方米。

地下连续墙工艺是在工程开挖土方之前，用特制的挖槽机械开挖一定长度（一个单元槽段）的深沟槽，并采用泥浆护壁，然后将钢筋笼吊入槽内，再用导管法浇筑混凝土，随着混凝土面不断上升将泥浆置换出来，待

混凝土浇至设计标高后，一个单元槽段即施工完毕。

各个单元槽段之间由特制的接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土墙体。

封闭式的地下连续墙既可挡土，又可防水，将地下连续墙作为建筑的承重结构则经济效益更好。

1986年底，上海宝钢冶金建设公司第五分公司承建的宝钢热轧厂铁皮坑基础，

采用地下连续墙施工，是上海也是国内最深的地下连续墙。

该铁皮坑地下连续墙设计平面为32边形，内壁切圆直径27.534米，外壁切圆径29.934米，壁厚

1.2米，地下墙深—50.7米，槽段长度9.72米，钢筋笼重85吨。

如此规模的地下连续墙，在地下连续墙技术发源地的欧洲，也是罕见的。

这项地下连续墙工程，在墙体厚度、深度、槽段长度和钢筋量等方面，当时均居全国之冠。

其计划工期168天，实际只用了138天，于1987年4月20日完工。

施工技术达到了国际同类工程先进水平。

上海市区深度超过10米的基坑，其支护结构主要采用连续墙方案。

人民广场地下变电站特大型基坑，挖土深度23.8米，就是采用连续墙作为挡土结构。

土建施工由市隧道工程公司承包。

主体结构为圆形钢筋混凝土筒体，外径62.4米，

内径58米，采用地下连续墙加内衬共同受力复合结构。

其中地下连续墙厚1.2

米，深度为38.2米，平面呈正91边形组成的圆形围护结构，共划分为5种类型38幅槽段，槽幅间采用刚性接头。

通过该工程实践，市隧道工程公司对高精度刚性接头地下墙施工积累了经验。

在高层建筑基础工程中，电信大楼、海仑宾馆、国贸中心大厦，以及人民广场地下车库、上海耀华皮尔金顿玻璃有限公司浮法玻璃熔窑等高大建筑物的基坑挡土结构都采用地下连续墙。

上海施工的各个地

铁车站基坑围护结构也都采用连续墙。

地下连续墙与“逆作法”施工结合应用，不仅可缩短工期、节约临时支撑材料，而且在上海人口密集市区内施工时，还可减少对交通的影响。

市区黄陂路、常熟路、陕西南路地铁车站，均采用“逆作法”施工。

上海特种基础工程研究所办公楼，地上6层（包括塔楼），地下2层，采用地下连续墙作地下室外墙，是上海

也是全国第一个采用“封闭式逆作法”施工的工程。

该工程由中国船舶工业总公司第九设计研究院设计，基础和上部建筑分别由市基础工程公司和市建四公司施工。

虽然建筑规模不大，但通过实践摸索到了有益的经验，使“逆作法”的推广应用有了良好的开端。

上海电信大楼工程地上24层，地下3层，基础埋置在室外地坪以下11.45米，也采用地下连续墙作为地下室外墙。

这是我国第一次在高层建筑的深基础中应用连续墙作为外墙籍以承受垂直荷载的实例。

该工程地下室

采用“开敞式逆作法”施工，缩短了工期，节约了投资，与传统的明挖施工相比，仅省去支护结构的临时钢围檩和钢支撑1350吨一项，就节约施工费用80〜90万元。

上海延安东路隧道1号风塔、上海人民广场地下变电站以及宝钢热轧车间氧化铁皮沉淀池等工程均成功地采用了“逆作法”施工技术。

市区淮海路上三个地铁车站还采用“一明二暗”逆作法施工技术，“一明”就是指先明挖至地表以

下5米左右，随后浇筑车站顶板结构混凝土。

“二暗”是指在顶板以下暗挖作业，浇筑站厅板和底板的结构混凝土。

1985年，在上海耀华皮尔金顿有限公司浮法玻璃熔窑13米深坑施工中，市基础工程公司针对基坑面积大、深度深、地下建筑又不允许逆作法施工的工程，成功地采用了格形地下连续墙和T型墙段，利用空间结构，既增加了刚度，又利用了格子内土的重力，成功地解决了侧向稳定和土体滑坡。

在国贸中心大厦大型深坑工程中，市基础工程公司又因地制宜，创造性地设计和施工了单壁加肋n形地下连续墙支护结构，获得成功。

它无需在基坑内外设置大量的支撑或锚碇系统，为地下工程的结构设计和施工带来很大的方便。

总结多年施工实践而编制的《地下连续墙工法QF/PJBL021JS07—92》已于1992年颁布。

四、沉井结构

沉井法由传统的掘井技术发展而来。

过去多用于桥梁墩台基础、排水泵站、大型排水窨井等市政工程中。

随着现代化施工技术的发展，沉井施工法可适用于任何环境和地质条件，是各种深埋地下构筑围护结构的一种常用型式。

由于沉井施工技术的发展，沉井的规模越来越大。

上海在70年代初建成了高桥热电厂主厂房巨型圆型沉井，外径68米，内径64米，高28.5米，面积3630平方米，重达4万余吨，下沉深度26.5米，为当时国内最大的沉井工程。

沉井在地面分3次制作，采用水力机械出土一次下沉到底，经过30天，出土10余万立方米，下沉顺利，没有发生突沉现象。

由于沉井底部采用井字梁格系统，实现了干封底。

它改变了过去分节制作，多次下沉的传统施工方法，为大型沉井施工提供了经验。

漕河泾的大型煤气柜水密槽双壁沉井工程，沉井外径68.6米，内径54.5米，高

11米。

该环形沉井在内外井壁之间，用36根底梁将沉井底部分成36个小格，采用水力机械除土下沉，经过25天，排除土方达25000立方米。

该井为2次制作，1次下沉，也实现了干封底。

宝钢长江引水取水泵房为外径43米、高21.5米的钢筋混凝土结构，下节7米，采用双壁钢壳浮运沉井，是国内少见的大型钢壳沉井，从制作、浮运、就位沉放到下沉封底，都获得了成功。

80年代中期以来，将具有护壁减阻特性的触变泥浆引用到沉井施工中，成功地采取了钻吸法、中心岛式下沉法，辅助以深层搅拌桩、旋喷桩、注浆等地基加固措施，有效地减少了地面沉降值。

市隧道工程公司首创了不排水下沉的钻吸法工

艺，采用钻吸机组切削破土，水力机械化出土，具有工效高、下沉平稳、对周围地面沉降少的优点。

延安东路隧道2号风井采用该工艺沉井。

该沉井28.2X24.3,深33.3米。

1990年，该公司又首创“中心岛式挖槽法”沉井工艺，用小型钻吸机沿沉井内壁挖，槽内用泥浆护壁，沉井平稳下沉到位后，再用干挖法挖去中间土体。

采用该工艺施工的江湾东区泵房沉井，在下沉施工中周围地面的沉降在1

厘米以内。

大型沉井施工，较多地采用水力机械冲泥吸土新工艺。

1986〜1987年施工的临江泵站，沉井51.4X49.4米，深14.5米，采用3次制作1次下沉。

石洞口电厂循环水泵沉井52X40米，深18米，也采用了同样的施工方法。

由市基础工程公司施工的江苏利港电厂循环水泵房位于长江南岸江阴市西郊，是一座平面成

“凸”字型大型异形沉井，面积2116平方米，平均制作高度15米，沉井施工采用单级离心泵冲土和浮式泥浆泵吸土的分离式出土新技术。

为防止承压含水层

涌砂，又开发应用了竹片式钢筋笼护壁管井、潜水泵作深层（—14〜—21米）

大面积（6000平方米）降水降压的新技术。

沉井分3次制作，1次下沉到底，干封底结束。

市基础工程公司自50年代以来至1992年，已建成各种结构形式、各种使用要求的沉井300余座，其中矩形沉井面积最大的达2116平方米，圆形沉井面积最大达3630平方米，沉井最深的达80米、积累了丰富的施工经验。

该公司编制的《沉井工法》，于1992年由市建设委员会批准颁布。

五、土层锚杆

1958年，联邦德国首先以土层锚杆用于深基坑的支护，此后在各国得到推广

这是一种受拉杆件，它的一端与支护结构或构筑物连接，另一端锚固在土层，用

以保证构筑物及所支护的土层维持稳定。

中国于80年代初也开始研究和应用，

但均不在饱和软土层中试验和应用。

1983年，上海特种基础工程研究所、同济大学和上海市政工程设计院联合开发在上海饱和软土地层中应用的土锚技术，并进行了一系列试验研究，获得了较好

的效果。

1985年，在龙华污水处理厂二次沉淀池工程中应用垂直土锚，作为抗浮和承压的技术措施。

二次沉淀池共4只，每池直径40.8米，蓄水5000立方米，空池时上浮力为5000吨，每池应用257根土锚，钻孔深度22米，土锚直径180毫米，锚杆为3①20螺纹钢筋，长度19.5米，锚杆直伸到孔底。

该工程在上海首次采用垂直土锚代替传统的压载抗浮，当水池放空后回弹仅2毫米，获

得满意效果，节约工程投资约70万元。

80年代中期以后，上海深基础工程逐渐增多。

在上海商城主楼、太平洋饭店和

爱建公寓4号楼等高层建筑的基础工程中，也成功地应用了土层锚杆。

上海商城主楼位于繁华地段，四周紧接房屋与道路，基坑开挖深度为7.5米，采用H形

钢桩挡土，用单层斜土锚拉固钢桩。

锚杆预应力筋用日本进口的①12.7钢铰线索。

现场进行了适应性试验、锚杆负荷观察以及H形钢桩水平变位观察，均能符合设计要求。

太平洋饭店位于虹桥开发区，土质条件差，淤泥质亚粘土深达20米,再下12米间为淤泥质轻亚粘土层。

基坑开挖深度12.55〜13.65米。

采用钢筋混凝土板桩挡土，用4层斜土锚以抵抗土的侧压及控制边坡位移。

斜土锚杆引进全套意大利“TENSACCIAI”公司技术。

土锚打入地层30〜35米，倾角3035。

。

锚杆由4索和5索①15.2钢绞线组成。

该工程试验证明，采用二次注浆的锚杆，每根锚杆的承载能力可以达到800千牛（4索）〜1000千牛（5索）。

土层锚杆，国外多用于密实的粘性土，在高含水量、高压缩性的松散粘土层中是否能够应用，过去没有先例。

80年代以来，上海市特种基础研究所、同济大学、二十冶金建设公司等单位经过试验研究，已初步掌握了在这种软粘土中的土层锚杆的承载能力和施工工艺，并成功地应用于工程建设中，对发展土层锚杆技术做出了贡献。

六、复合支护结构

80年代后期以来，大型建筑基坑根据地质条件、周围环境，因地制宜地采用多种支护结构形式。

上海江苏路电讯大楼深坑支护中应用了钻孔灌注桩挡土挡水连续墙，成功的实践为钻孔灌注桩工艺开辟了新的应用领域。

其做法是采用①500

或①400密排钻孔灌注桩，加上在桩间增设①110注浆桩，组成一种钻孔挡土挡水连续墙；简称灌注挡墙，在灌注桩顶增设钢筋混凝土圈梁。

采用这种方法施工，周围房屋和地下管线不受影响，安全可靠，对于建筑密集地区而基坑深度不太深的工程最为适用。

上海解放日报社业务楼采用①600钻孔灌注桩和①200树根桩加两道①580钢管支撑作综合性围护体系，开挖深度在7.5米左右。

浦东新区永华大楼基坑面积3280平方米，挖深10.60米，采用密排式①800钻孔灌注桩加

3道①609钢管内支撑的支护结构，配以水泥土搅拌桩作防水帷幕，并适当加固坑内地基的复合式支护体系，通过实践是行之有效的，保证了基坑的基本稳定若采取有效的技术措施，还能减少深基坑围护结构中的水平支撑，以方便施工和降低成本。

浦东新区28层的由由大厦，基坑面积3540平方米，挖深8.9米，采用①900钻孔灌注桩作围护桩（在其外设深层搅拌桩作隔水帷幕），用一道①609钢对撑加若干技术措施的支护体系。

这些技术措施包括：

卸荷一挖去1.3米厚的土；减少地面活荷载；钢对撑落深至地面下2米，为减少围护桩变形加设角撑和斜撑；加强垫层浇至围护桩边，精心协调施工，及时、正确监察等。

在水泥土搅拌桩中插入树根桩组成复合围护结构，可应用于较浅的基坑。

上海虹桥友谊商城基坑面积3720平方米，挖深4.8米，局部深6米，选用了厚1200双头单排水泥土搅拌桩，再打入①300树根桩补强，共同组成复合水泥土围护结构，并辅以单排支撑的设计方案，有效地防止了基坑四周管线可能产生的位移，使后续工程得以顺利进行。

上海扬子江大酒店在工程西边一侧（与国贸大厦交界处）总长约80米，距离为6米，不能满足自然放坡采用了砖砌挡土墙及墙背加碎石草包方案，即将碎石草包与砖墙合并作为重力式的挡土墙。

碎石草包利于墙背排水，可减少土压力。

采用这种方案比打桩挡土方案节约施工费用19万元。

该工程南临延安西路一侧打设高压旋喷桩，幕墙总长108米，其中，凡基坑到外围满足1:

1.5放坡处，采用单排加筋桩墙，厚800毫米；凡基坑紧邻道路或无法放坡处，采用水泥旋喷加碎石配钢筋的双排桩，厚1200毫米，桩深全部为10米。

该工程的旋喷桩帷幕墙既防水、又挡土，对延安西路的地下管线、邻近建筑未造成危害，确保了工程

顺利进行

东方明珠广播电视塔基础呈丫型，大型坑挖土深度12.5米，局部深达19.5米,经多次研究论证采用了二级降水三层复合式支护技术。

其施工顺序如下：

第一级降水：

在自然地面设置普通轻型井点，以保证土坡稳定，阻断地下水渗入基坑。

第一级支护：

大开挖第一层基坑至—5.3米，放坡1:

1.5，土坡采用钢丝网细石混凝土护坡。

第二级降水：

在-5.3米坑内打设加长井点，阻断地下水进入第二层基坑并减少

钢板桩侧压力。

第二级支护：

基坑从—5.3米到—12.5米采用沿丫型基础边封闭式钢板桩。

挖土时两道钢支撑。

第三级局部深坑支护：

设环形封闭钢板桩，并在坑内外注浆固结土体，以隔水及改善土体力学指标。

挖土时圆环状钢圈梁每2米深度设一道，以支撑钢板桩。

该工程复合式支护技术，是以常规实用技术实现超深基坑的施工，大大降低成本与加快速度，费用与工期均为常规深坑施工的三分之一