支挡式支护结构类型

常用基坑支护结构形式的特点及其适用条件基坑支护是为满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全，对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。

为了在基坑支护工程中做到技术先进，经济合理，确保基坑边坡、基坑周边建筑物、道路和地下设施的安全，应综合场地工程地质与水文地质条件、地下室的要求、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境和周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，因地制宜地选择合理的支护结构形式。

随着支护技术在安全、经济、工期等方面要求的提高和支护技术的不断发展，在实际工程中采用的支护结构形式也越来越多。

基坑支护工程中的常用支护形式有：各种成桩工艺的悬臂护坡桩或地下连续墙、护坡桩或地下连续墙与锚杆组成的桩墙一锚杆结构、护坡桩或地下连续墙与钢筋混凝土或钢材支撑组成的桩墙一内支撑结构、环形内支撑桩墙结构、土钉与喷射混凝土组成的土钉墙、土钉墙与搅拌桩或旋喷桩组成的复合土钉墙、土钉墙与微型桩组成的复合土钉墙、搅拌桩或旋喷桩形成的水泥土重力挡墙、逆作拱墙、双排护坡桩、钢板桩支护、SMW工法的搅拌桩支护、逆作或半逆作法施工的地下结构支护、各种支护结构基坑内软土加固、土体冻结法等。

在实际工程中已采用的单独或组合支护形式目前已不下十几种。

虽然具体的支护形式很多，但按照支护结构受力特点划分可归并为桩墙结构(排桩或地下连续墙)、土钉墙结构，重力式结构(水泥土墙)、拱墙结构几种基本类型。

【例题9】基坑支护的基本类型包括( )。

A、桩墙结构；B、土钉墙结构；C、重力式结构；D、拱墙结构；答案：A、B、C、D上述几种支护结构的基本形式具有各自的受力特点和适用条件，应根据具体工程情况合理选用。

国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)在第3.3节中对各种支护结构的选型做了明确的规定，提出了各种支护形式的适用条件。

表12.3-1为该基坑支护结构的选型表：《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)中支护结构选型表表12.3-1支护结构选型时，还应考虑结构的空间效应和受力条件的改善，采用有利支护结构材料受力性状的形式。

常见基坑支护形式优劣及成本常见的基坑支护形式包含以下多种类型：放坡、土钉墙支护、锚杆、钢板桩、水泥搅拌桩、SMW 工法桩、钻孔灌注桩、钻孔灌注桩双排刚架、内支撑、松木桩、空心方桩、高压旋喷桩以及地下连续墙。

现从适用条件、不适用条件、注意事项、具备的优势、存在的劣势、参考造价以及参考工期等多个角度，对上述所提及的这些常见基坑支护形式展开全面且详细的阐述。

一、放坡（一）适用条件1、基坑周边较为开阔，足以满足放坡条件；2、土层状况良好，且周边不存在重要建筑物以及地下管线的工程；3、基坑周边允许出现较大位移情况；4、开挖面以上的一定范围内不存在地下水，或者已进行降水处理。

（二）不适用条件1、存在于淤泥和流塑土层；2、地下水高于开挖面，或者未实施降水处理；3、基坑周边有对位移严格控制要求的建筑物、构筑物和地下管线等。

（三）注意事项1、在软土底层中采用单级放坡的基坑，其开挖深度不宜超过 4m，采用多级放坡开挖的基坑，开挖深度不宜大于 7m；2、在周边条件允许的情况下，应尽量增大放坡程度，尽量增加放坡脚的反压；3、要做好降水、截水、泄水等措施。

由于地下水会不断渗入基坑，在基础施工过程中需要持续抽水；4、坡面土体处于裸露状态，受雨水冲刷会影响边坡的稳定。

（四）优势1、造价最为低廉；2、支护施工的进度较快。

（五）劣势1、坑边变形较大；2、占用场地较多，回填土方量较大，在雨季或被地下水浸泡时容易坍塌；3、大放坡的土方开挖及回填工程量较大，在土方价格昂贵的地方造价较高。

（六）参考造价各地土方价格差异较大，单价可按150元/m3或1560元/延长米。

（七）参考工期按照 16 小时工作制，1 台 220 挖机 1 天可完成 1500m³土方，可完成 160 延长米边坡土方的平整。

二、土钉墙支护（一）适用条件1、主要用于岩土条件较好，基坑周边土体允许有较大位移，开挖深度不大于12m的基坑；2、适用于地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土和砂土，或已经降水处理、止水处理的岩土。

基坑支护设计中支点刚度的取值应用研究摘要：基坑支护设计中，支锚式支挡结构支点刚度取值对挡土构件的内力变形乃至支护结构的安全可靠性至关重要，合理选取支点刚度值，既可以让挡土构件和支锚构件变形协调，满足基坑支护设计的目的，又可以让支护设计方案更经济合理。

关键词：基坑支护；支点刚度；变形协调；经济合理1、前言支锚式支挡结构是基坑支护设计中常用的一种支护形式，包括锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构。

锚拉式支挡结构主要由挡土构件支护桩或地下连续墙与锚杆（索）共同受力所组成的结构体系，其主要受力特点是将基坑外侧水平向的土压力传递至坑底和坑外深部稳定岩土层中，从而起到加固基坑侧壁土体的作用；支撑式支挡结构主要由挡土构件支护桩或地下连续墙与内支撑杆件共同受力所组成的结构体系，其主要受力特点是将基坑外侧水平向的土压力一部分通过挡土构件传递至坑底岩土层中，另一部分则通过支撑杆件内力平衡相互抵消，从而使基坑支护结构体系达到稳定状态。

支锚式支挡结构设计计算中，通常将整个结构体系分解为挡土构件（如支护桩、地下连续墙）、支锚构件（锚杆、内支撑杆）分别进行分析计算，由此挡土构件与支锚构件的节点内力，不仅与基坑外侧的土压力有关，还与挡土构件的承载能力和支锚构件的刚度有关，其中支锚构件的刚度取值应用为本文所研究的内容。

2、支锚刚度刚度是指材料或构件在受外力作用下抵抗变形的能力，亦可释义为材料或构件单位变形所需的外力，其变形通常处于弹性阶段，倒数称为柔度系数。

物理学中弹簧的刚度称之为弹性系数；地基基础学中地基土的刚度称之为基床系数，结构设计中构件的刚度包括轴向刚度、弯曲刚度、剪变刚度和扭转刚度等等。

基坑设计中，为便于计算，通常将挡土构件外支锚构件简化为弹性支座，弹性支座的弹性系数亦即支锚点的刚度系数，其单位为kN/m或MN/m，简化计算模型见图1：图1 支锚式支挡结构计算模型根据图1模型，将挡土构件作为一个刚体单元进行受力分析，挡土构件受到右侧主动土压力Ea、左侧嵌固段被动土压力Ep和支锚点力Fh的共同作用，处于静力平衡状态。

边坡支护分类：
1.植物防护：包括种草、铺草皮、植树等，主要用于保护路基边坡表面，减缓温差及
温度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性。

2.工程防护（矿料防护）：包括框格防护、封面、护面墙、干砌片石护坡、浆砌片石
护坡、浆砌预制块护坡、锚杆钢丝网喷浆、喷射混凝土护坡等，主要用于抵抗土体侧压力，维持挡土墙在土压力作用下的稳定。

3.重力式挡墙：以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，是我国目前
常用的一种挡土墙。

重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形。

4.扶壁式挡墙：是一种钢筋混凝土薄壁式挡墙，立墙与原基础分离，并每隔一定距离
设置一个扶壁（即扶壁式挡墙的一段墙体）。

扶壁式挡墙的构造主要分为墙身、墙背填料和扶壁系三个部分组成。

5.悬臂式支护：通常由立壁（墙）和固定在地面上的底板组成，靠悬臂与周围地层相
连接并支撑开挖面以保持稳定。

6.板肋式或格构式锚杆挡墙支护：这是一种轻型支挡结构，适用于1～3级、坡高10
米以下的路堑边坡防护。

7.排桩式锚杆挡墙支护：由钢筋排桩、锚杆及加筋土墙身三个部分组成。

8.锚喷支护：包括喷射混凝土支护和锚杆喷射混凝土支护，可以及时封闭围岩，防止
围岩风化剥落；加固和强化围岩结构；对围岩进行加固并补强；提高围岩的整体性和自承能力。

9.坡率法：通过控制边坡的高度和坡度来维持边坡的稳定性。

这种方法通常用于相对
稳定的边坡，通过调整边坡的高度和坡度来适应不同的地形和地质条件。

基坑支护设计时支护结构的平安等级划分及结构选型基坑支护设计时, 应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，确定支护结构的平安等级。

根据?建筑基坑支护技术规程? 〔2021〕的规定：对同一基坑的不同部位，可采用不同的平安等级。

支护结构平安等级为一级的，破坏后果：支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工平安的影响很严重。

支护结构平安等级为二级的，破坏后果：支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工平安的影响严重。

支护结构平安等级为三级的，破坏后果：支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工平安的影响不严重。

支护结构设计时应采用以下极限状态：1 承载能力极限状态1〕支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承受荷载，或出现压屈、局部失稳；2〕支护结构及土体整体滑动；3〕坑底土体隆起而丧失稳定；4〕对支挡式结构，坑底土体丧失嵌固能力而使支护结构推移或倾覆；5〕对锚拉式支挡结构或土钉墙，土体丧失对锚杆或土钉的锚固能力；6〕重力式水泥土墙整体倾覆或滑移；7〕重力式水泥土墙、支挡式结构因其持力土层丧失承载能力而破坏；8〕地下水渗流引起的土体渗透破坏。

2 正常使用极限状态1〕造成基坑周边建〔构〕筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移；2〕因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建〔构〕筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形；3〕影响主体地下结构正常施工的支护结构位移；4〕影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。

支护结构选型时，应综合考虑以下因素：1 基坑深度；2 土的性状及地下水条件；3 基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果；4 主体地下结构及其根底形式、基坑平面尺寸及形状；5支护结构施工工艺的可行性；6施工场地条件及施工季节；7经济指标、环保性能和施工工期各类支护结构的适用条件注：i当基坑不同部位的周边环境条件、土层性状、基坑深度等不同时，可在不同部位分别采用不同的支护形式；2支护结构可采用上、下部以不同结构类型组合的形式。

第二部分基坑支护结构的计算支护结构的设计和施工，影响因素众多，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。

为此，对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度，在保证施工安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施工。

一、支护结构承受的荷载支护结构承受的荷载一般包括–土压力–水压力–墙后地面荷载引起的附加荷载。

1 土压力⑴主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。

当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。

⑵静止土压力：若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。

以E0表示。

(3)被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。

主动土压力计算•主动土压力强度•无粘性土粘性土土压力分布对于粘性土按计算公式计算时，主动土压力在土层顶部（H=0处）为负值，即表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。

只计算临界高度以下的主动土压力。

土压力分布可计算此种情况下的临界高度Zc，进而计算临界高度以下的主动土压力。

被动土压力计算被动土压力强度•无粘性土粘性土计算土压力时应注意•不同深度处土的内聚力C不是一个常数，它与土的上覆荷重有关，一般随深度的加大而增大，对于暴露时间长的基坑，土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。

•、C 值是计算侧向土压力的主要参数，但在工程桩打设前后的、C值是不同的。

在粘性土中打设工程桩时，产生挤土现象，孔隙水压力急剧升高，对、C值产生影响。

另外，降低地下水位也会使、C值产生变化。

水压力作用于支护结构上的水压力一般按静水压力考虑。

有稳态渗流时按三角形分布计算。

边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介第一节支挡结构的发展和展望支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡土体、防止坍滑以保持其稳定的一种建筑物。

在铁路、公路路基工程中、支挡结构主要用于承受土体侧向土压力，它被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，近几年在高速铁路建设工程中，在软土或松软土地基地段也采用了一种新型的路基桩板结构，用来支承铁路上部结构和路堤填方。

在水利、矿场、房屋建筑等工程中，支挡结构主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定等。

当以上工程或其它岩土工程遇到不良地质灾害时，支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。

例如，加固滑坡、崩塌、岩堆体，拦挡落石、泥石流等。

支挡结构是岩土工程中的一个重要组成部分，随着我国国民经济水平的提高，基本建设的不断发展，支挡结构技术水平的提高以及减少环境破坏、节约用地观念的加强等，支挡结构在岩土工程中的使用越来越广泛，特别是在铁路、公路路基及建筑基础工程中所占的比重也越来越大。

一、重力式挡土墙由于我国在一些地区石料来源丰富，就地取材方便，再加上施工方法简单，因此，在过去很长一段时间内，石砌的重力式挡土墙是我国岩土工程中广泛采用的主要支挡结构。

这种挡土墙形式简单，设计一般采用库仑土压力理论，当墙体向外变形墙后土体达到主动土压力状态时，假定土中主动土压滑动面为平面并按滑动土楔的极限平衡条件来求算主动土压力。

在侧向土压力作用下，重力式挡土墙的稳定性主要靠墙身的自重来维持，墙身一般采用浆砌片石来砌筑，有时也用混凝土灌注。

上世纪五十年代为适应西南山区地形陡峻的特点，出现了我国独创的衡重式挡土墙。

衡重式挡土墙最初在宝（鸡）成（都）铁路广元至略阳段使用。

1959年，铁道部第二勘测设计院在西安召开的全国坍方滑坡会议上介绍了这种挡墙新形式，得到了大会的赞许，以后在铁路路基工程中逐步推广，又由铁道部科学研究院、专业设计院、铁二院等单位联合开展了科研攻关，完善了衡重式挡墙按第二破裂面计算的理论，编制了有关的标准图，加快了在铁路系统全路的推广。

支护结构的设计原则与类型深基坑和无法浅基坑的界限没有明确规定，有认为超过5m为深基坑，一般认为6m为深浅基坑的界线较为合适。

本书主要叙述深基坑中的支护结构，它包含承受水、土压力的围护墙（桩）、支撑（或上层锚杆）、围檩、防渗帷幕施工现场等结构体系的设计与施工。

支护结构设计的原则为∶1）安全可靠∶满足支护结构本身强度、耐用性以及变形的要求，确保周围环境的安全;2）经济合理性;在支护结构安全可靠的前提下，要从工期、材料、设备、人工以及纳米技术环境保护等方面综合确定具有明显技术经济效果的方案;3）施工便利并可以保证工期∶在安全可靠经济合理的原则下，最大限度地满足用户方便施工（如合理的支撑布置，便于挖土施工），缩短工期。

支护结构通常是结构中作为密序结构，一俟基础施工完毕即失去作用。

有些支护结构的塑料模具可以重复利用，如钢板桩及其工具式支撑。

但也有一些支护结构就永久埋在地下，如钢筋钢结构板桩、灌注桩、水泥土煮沸搅拌桩和地下连续墙等。

还有在基础施工时作为挂篮基坑的支护结构，施工完毕即为永久结构物的一个组成部分，成为复合式地下室外墙，如地下连续墙等。

围护墙的类型主要有∶1）表层搅拌水泥土挡墙，将土和水泥强制拌和成水泥土桩，结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙，用于开挖深度3～6m的基坑;2）钢板桩，用槽钢正反扣搭接组成，或用U型和乙型截面的锁口钢板桩。

用打入法打蠕鳞虫中，完成支挡任务后，可以回收重复使用，用于开挖深度3～10m的基坑;3）钢筋混凝+板桩，桩长6～12m，打至地下后，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁后，设置一道支撑或拉锚，用于开挖深度3～6m的基坑;4）钻孔灌注桩挡墙，直径φ600～φ1000mm，桩长15～30m，组成排桩式挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，用于开挖深度为6～13m的基坑;5）地下连续墙，在地下成槽后，浇筑混凝土，建造具有较高强度的新建钢筋混凝土挡墙，用于开挖深度达10m以上的基坑或施工条件较困难的境况。