地基基礎和地下空間工程技術簡介 |
1.地基基礎和地下空間王程技術
1.1樁基新技術
1.1.1灌注樁後注漿技術
(1) 主要技术内容
在鋼筋籠上預埋注漿管和注漿閥，在成樁後一定時間內實施樁側和樁底後
注漿，一是加固樁底沈渣和樁側泥皮；二是對樁底和樁側一定範圍的土體
通过渗入 (粗粒土)、劈裂 (细粒土) 和压密 (非饱和松散土) 注浆起到
加固作用，從而增強樁側阻力和樁端阻力，提高單樁承載力，減小沈降。
在優化工藝參數的條件下，可使單樁承載力提高40%—120%，粗粒土增幅
高于細粒土，軟土增幅最小，樁側樁底複式注漿高于樁底注漿；樁基沈降
減小30％左右。
(2) 技术指标
根据地层性质、桩长、承载力增幅和桩的使用功能 (抗压、抗拔) 等因素，
灌注樁後注漿可采用樁底注漿、樁側注漿、樁側樁底複式注漿。主要技術
指標爲：
浆液水灰比： 地下水位以下0.45—0.7，地下水位以上0.7～0.9
最大注浆压力：软土层2 MPa，软土层4—8 MPa，风化岩10—16MPa．
注浆水泥量： Gc=αpd(樁端)+αsnd(樁側)
αp=1．5—1．8，，αs=0．5—0．7
n—桩侧注浆断面数 d一桩径(m)
实际工程中， 以上参数根据土的类别、土的饱和度、桩的尺寸、承载力增
幅等因素適當調整，並通過現場試注漿最終確定．
(3)適用範圍
適用于泥漿護壁鑽、挖孔灌注樁及幹作業鑽、挖孔灌注樁。
(4)已應用的典型工程
該技術已在北京、天津、上海、福州、汕頭、武漢、宜春、濟南、廊坊、
西甯、西安、德州、哈爾濱等地200余項高層、超高層建築樁基工程中應
用，經濟效益顯著，據對80項工程的初步統計，節約工程投資1．5億元
以上。對于單樁混凝土體積8—20m‘的樁，每根可節約造價0.2—0.8萬元，
具有極好的應用前景．
该技术由中国建筑科学研究院地基基础研究所研发获2项发明专利，2000
年建设部认定其为国家工法。
1.1.2長螺旋水下灌注成樁技術
(1) 主要技术内容
長螺旋水廠成樁技術是采用長螺旋鑽機鑽孔至設計標高，利用混凝土泵將
混凝土從鑽頭底壓出，邊壓灌混凝上邊提鑽直至成樁，然後利用專門振動
裝置將鋼筋籠一次插入樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。後插鋼筋籠應與壓
灌混凝土宜連續進行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長螺旋水下成樁
施工，由于不需要泥漿護壁，無泥皮，無沈渣，無泥漿汙染，施工速度快，
造價低．
(2) 技术指标
基桩承载力： 设计要求；
桩 径： 设计要求；
桩 长： 设计要求；
桩 垂 直 度：≤1%
混凝土强度： 满足设计要求，不小于C20
混凝土塌落度：宜爲200~220mm
提 钻 速 度 1.2~1.5m/min
钢 筋 笼: 设计要求，应具有一定刚度
(3) 适用范围
適用于灌注樁水下施工
(4) 已应用典型工程
该技术为一项灌注桩施工新技术， 已在北京、天津、唐山等地10多项工
程中應用，受到建設單位、設計單位和施工單位的歡迎，經濟效益顯著，
具有極好的應用前景。
該技術由中國建築科學研究院地基基礎研究所研發並獲發明專利。
1.2 地基处理技术
1.2.1 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基成套技术
(1)主要技術內容
水泥粉煤灰碎石樁複合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合
形成的高粘結強度樁（簡稱CFG樁），通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度
的褥墊層保護樁、土共同承擔荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構成複
合地基。樁端持力層宜選用承載力相對較高的土層。水泥粉煤灰碎石樁複
合地基具有承載力提高幅度大，地基變形小等特點，並且具有較大的適用範圍。
（2） 技术指标
根據工程實際情況，水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長螺旋鑽孔、
管內泉壓混合桐成樁、振動沈管灌注成樁和長螺旋鑽孔灌注成樁。主要技
术指標爲：
地基承載力：設計要求：
桩 径：宜取350—600mm；
桩 长；设计要求，桩端持力层应选择承载力相对较高的土层
桩身强厦：混凝土强度满足设计要求，通常≥C1 5；
樁間距：宜取3—5倍樁徑；
樁垂直度：≤1．5％；
褥墊層：宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等，不宜選用卵石，最大粒
径不宜大于30mm。厚度1 50—300mm，夯填度≤0．9。
實際工程中，以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定．
（3） 适用范围
適用于處理粘性上、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質
土應按當地經驗或通過現場試驗確定其適用性。就基礎形式而言，既刁用
于條形基礎、獨立基礎，又可用于箱形基礎、筏形基礎。
（4） 应用情况
該技術已在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南甯、深圳、德州、
長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層建築、工業廠房地基處理工程中廣泛
应用，经济效益显著，具有極好的應用前景。
1．2．2 夯实水泥土桩复合地基成套技术
（1） 主要技术内容
夯實水泥土樁是用人工或機械成孔，選用相對單一的土質材料，與水泥按
一定配比，在孔外充分拌和均勻制鹹水泥土，分層向孔內回填並強力夯實，
制成均勻的水泥上樁。通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層，使
樁、樁問上和褥墊層一起構成複合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥
土本身的強度，與攪拌水泥土樁相比，夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯
實水泥土樁複合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、
造價低、無汙染等特點。
（2） 技术指标
根據工程實際情況，夯實水泥土樁成孔司采用機械成孔(擠土、不擠上)
或人工成孔，混合料夯填可采用人工夯填和机械夯填。技术指標爲：
地基承載力：設計要求；
桩 径：宜为300—600mm；
桩 长：设计要求，人工成孔
桩 距：宜为2—4倍桩径；
樁垂直度：≤11．5％：
樁體幹密度：設計要求；
混合料配比：設計要求；
j昆合料含水申：人工夯實土料最優含水率Wop+（1~2）；
机械夯实 土料最优含水率Wop - (1~2)；
混合料壓實系數：≥o．93；
褥墊層：宜用中砂、粗砂、碎石等，最大粒徑不宜大于20mm
厚度100—300mm，夯填度≤0．9．
實際工程中，以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力
和變形要求等條件或現場試驗確定。
（3）適用範圍
適用于處理地下水位以上的粉土、素填、雜填土、粘性土等地基。處理
深度不超過10m。
（4）應用典型工程
夯實水泥土樁技術自開發應用以來，就受到建設單位、設計單位的歡迎，
目前已在華北地區廣泛應用，已處理工程數千項，取得力廣泛的經濟效益
和社會效益。
1．2．3真空預壓法加固軟基技術
（1）主要技術內容
真空頂壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板，然後在
地面鋪設砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過埋設于砂
墊層中的吸水管道，用真空方式進行抽氣，將膜內空氣派出，因而在膜內
外産生一個氣壓差，這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著
等向應力的增加而固結。抽真空前，土中的有效應力等于土的自重應力，
抽真空後，土體完成固結石，真空壓力完全轉化爲有效應力。
（2）技術指標
該加固方法技術指標有：密封膜內的真空度、加固土層要求達到的平均
固結度、加固區的沈降值。當采用合理的施工工藝和設備，膜內真空度一
般可維持相當于80kpa的真空壓力；加固區要求達到的平均固結度，一般
可采用80％的固結度，如工期許可，也可采用更大一些的固結度作爲設計
要求達到的固結度；先計算加固前建築物荷載作用下天然地基的沈降量，
然後計算真空預壓期間完成的沈降量，兩者之差即爲預壓後建築物使用荷
載作用下可能發生的沈降。
（3）適用範圍
該地基加固方法適用于軟粘上的地基加固，在我國廣泛存在著海相、湖相
及河相沈積的軟弱粘土層。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強度低、
透水性差。在建築物荷載作用下會産生相當大的沈降和沈降差。對于該種
地基，尤其是大面積處理時，如在該地基上建造碼頭、機場等，真空預壓
法是處理軟粘土地基的有效方法之一。
（4）已應用的典型工程
黃骅港碼頭、深圳福田開發區、天津塘沽開發區、深圳保安大道等。
1．2．4強夯法處理大塊石高填方地基
（1）主要技術內容
強夯法處理大塊石高填方地基方法主要是指強夯置換法，與其他地基處理
方法相比具有費用低、施工簡單等優點，分整式置換和樁式置換二種方法。
整式置換法是用強夯的沖擊能將軟弱土擠開置換成塊石層，其機理與換填
墊層法作用相似．樁式置換法是采用巨大的夯擊能量將塊石夯穿被加固土
層並使塊石沈底形成樁體，並與周圍土體形成複合地基。由于樁體的加筋
作用，地基中應力向樁體集中，使其分擔了大部分基底傳來的荷載；同時
樁體的存在也使得土體中由于強夯引起的超靜水孔隙水壓力迅速消散，加
快土體固結，提高土體抗剪強度，從而複合地基承載力相應提高。
（2）技術指標
①夯擊能量：單擊夯擊能量按Menard公式進行估算，錘底單位面積靜壓力
不得小于100kN／m2。整式置換法單位夯擊能不宜小于1500kN·m／m2；樁式
置換法單位夯擊能不宜小于300kN·m／m2。
②夯擊次數：通過現場試驗確定，整式置換法宜控制在最後一擊夯沈量不大
于50mm；樁式置换法宜控制在最后一击夯沉量不太于2 00mm．
③夯點間距：夯點位置可按三角形、正方形布置。
整式置換法的夯點間距S=D+(0．3—0．4)H；
桩式置换法的夯点间距S=2—3D；D为锤径 H为加固深度
④夯沈量：每陣夯沈量不宜大于0.8倍錘高，累計夯沈量宜爲1.5～2.0H。
⑤加固寬度：每邊應超出基礎外邊緣(0.5—1.0)H，且不小于3m。
（3）適用範圍
強夯置換法適用于坐落在回填土、碎石土、濕陷性黃土、粘上、粉土、淤泥質土、淤泥等多種上層的王業與民用建築，加固深度不宜超過7m．
（4）已應用的典型工程
已應用的代表性工程有深圳國際機場停機坪、深圳西部通道工程等
1．2．5爆破擠淤法技術
（1）主要技術內容
通過爆炸沖擊作用降低淤泥結構性強度，同時利用抛石體本身的自重使爆
前處于平衡狀態的抛石體向強度降低處的淤泥內滑移，達到泥、石置換的
目的．首先沿堤軸線陸上抛填達到爆炸處理的設計高程與寬度(見圖1)，
形成爆前抛石堤縱斷面線(1)，然後在抛石堤前端“泥一石”交界面(2)前方
一定位置、一定深度處的淤泥層內埋置單排群藥包(3)，引爆群藥包，在淤
泥內形成爆炸空腔，抛石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”，同時抛石體
前方和下方一定範圍內的淤泥被爆炸弱化，強度降低，抛石體下沈滑移擠
淤。
隨後進行抛石，當淤泥內剪應力超過其抗剪強度時，抛石體沿定向滑移線
(6)朝前方定向滑移，達到新的平衡後滑移停止．繼續加高抛填，從而又出
現新的定向滑移下沈，如此反複出現多次，直到抛石堤穩定爲止，此時單
循環結束。另外，當新的循環開始時，其爆炸作用對已形成的抛石體仍有
密實和擠淤作用。
（2）技術指標
爆破參數設計
1）藥量計算
Ⅰ线约重q （kg／m）
q l=q0·LH·Hmw-
Hmw=Hm+(γw/γm)Hw
式中 LH一單循環進尺量，一般爲4—7m；
Hmw一計入覆蓋水深的折算淤泥深度；m
Hm一淤泥深度，m；
Hw一覆蓋水深，即淤泥面以上的水深，m
q0一爆破擠淤法單耗，即爆除單位體積淤泥所需的藥量
一般为0．6—1．0．
γw一水重度(kN／m3)；
γm一水重度(kN／m3)；
Ⅱ 单次爆炸药量Q
Q= (0．8—1．2) B·q
式中：B一堤頭處寬度，m.
2) 药包埋深Hb
Hb=(0．2—0．4 5)Hmw
3) 药包间距a
一般取爲2．0—3．0m。
4) 群药包布药宽度Lb
Lb= (0．8—1．2)B，m
堤頭、堤側爆炸處理參數的計算基本一致，一次起爆的總藥量應根據爆破
安全要求進行適當控制。
② 爆破施工
1） 爆破施工流程
施工的主要設備爲水上布藥船或陸上裝藥機．爆破擠淤施工的主要流程如
Ⅰ 用汽车与推土机抛填石料达到爆炸处理的堤顶高程和拟抛填断面宽度。
Ⅱ 在堤头抛填体前方“泥一石”交界面一定距离处，利用装药机械按设计位
置將群藥包埋于淤泥中。
Ⅲ 引爆炸药，堤头抛石体向前方滑移跨落，形成“爆炸石舌”。
Ⅳ 马上进行下循环抛填，此时由于淤泥被强烈扰动后。强度大大降低，可出
現多次“抛填—定向滑穆下沈”循環。當抛填達到設計斷面時，進行下循
環裝藥放炮。以後的過程就是“抛填一裝藥一引爆”的重複循環，一次循
環進尺爲5—7m，依淤泥性質和現場試驗而定。
V 在抛石堤进尺达到50m以上时，进行两侧埋药爆炸处理．经两侧爆炸处理
后，堤宽达到设计宽度，两侧抛石堤落底宽度增加，达到设计断面，并基
本落底于下卧持力层上，日趋稳定。
2) 质量检查
在施I期和竣工期均应进行检查。可选用以下检查方法：
I 体积平衡法一般在施工期采用，适用于具备抛填计算条件，抛填石料流失
量较小的I程。根据实测方量及断面测量资料推算置换范围及深度。
Ⅱ 钻孔探测法适用于一般性工程．在抛石堤横断面上布置钻孔，断面间距宜
取100-500m，不少于3个断面；每断面布置钻孔l—3个，全断面布置3个
钻孔的断面数不少于总断面的一半。钻孔应揭示抛填体厚度、混合层厚度，
並深入下臥層不少于2m.
Ⅲ 物探法适用于一般性工程，应与钻孔探测法配合使用。
③ 爆破安全
1) 爆破震动
《爆破安全规程》（GB6722-2003）6.2.2条规定了爆破震动安全允许标准。
在重要建（構）築物附近進行爆破時，必需進行爆破震動監測.根據《爆
破安全規程》（GB6722-2003）規定,爆破震動速度可以按照下式進行預測。
 .式中：V一爆破震動速度，cm／s；
K、α一与爆破地形、地质条件有关的系数和衰减指数；
R一爆源距测点间距离，m。
通過對測試數據進行分析，回歸出符合當地地形地質條件的震動速度公式
進行預測。缺乏實測數據時，可按表1進行K、α值的選取。
表1 K、α值
2） 水中冲击波安全距离
爆破時水中沖擊波安全距離可參照《爆破安全規程》（GB6722-2003）6.3.6
之規定進行。
(3) 适用范围
目前國內采用爆破擠淤法置換淤泥軟基的厚度—般在4～20m，對于淤泥厚
度小于4m時，可與抛石擠淤、強夯擠淤比較，大于20m時，須進行論證。
⑷已有的典型工程
該技術在海軍16642工程防波堤、連雲港西大堤、浙讧嵊泗中心漁港防波
堤、大連港東區圍堤、珠海電廠陸域圍堤、浙江玉環坎門漁港防波堤、深
圳濱海大道、廣東汕頭華能電廠以及深港西部通道等上百項工程中被成功
采用。該技術具有工期短，造價少及工後沈降量小等特點，技術經濟效益
极其显著，具有極好的應用前景。
1.2.6土工合成材料應用技術
(1)主要技術內容
土工合成材料是一種新型的岩土工程材料
土工合成材料和複合型土工合成材料等種
土工合成材料具有過濾、排水、隔離、加筋、防滲和防護等六大功能及作
用。在我國不僅已經廣泛應用于建築工程的各種領域，而且己成功地研究、
開發了成套的應用技術。
①土工織物濾層應用技術：
②土工合成材料加筋墊層應用技術；
③土工合成材料加筋擋土牆、陡坡及碼頭岸壁應用技術
④土工織物軟體排應用技術；
⑤土工織物充填袋應用技術；
⑥模袋混凝土應用技術；
⑦塑料排水板應用技術；
⑧土工膜防滲牆和防滲鋪蓋應用技術：
⑨軟式透水管和土工合成材料排水盲溝應用技術：
⑩土工織物治理路基和路面病害應用技術：
11土工合成材料三維網墊邊坡防護應用技術等。
(2)技術指標
目前我國的土工合成材料産品的品種、規格已趨齊全，産量具有相當規模，
其主要技術性能指標和産品質量已達到國際水平，可以滿足各類工程對其
力學性能、水力學性能、耐久性能和施工性能的需要，。
土工合成材料應用在各類工程不僅能很好地解決傳統材料和傳統工藝難
于解决的技术问题，而且均取得了显著的经济效益，工程造价可降低1 5％
以上。
(3)適用範圍
土工合成材料應用技術的適用範圍十分廣泛。可在所有涉及岩土領域的各
種建築工程中應用。
(4)已應用的典型工程
我國各地的水利、水運、鐵路、公路、機場、市政、環保、工業與民用建
築等行業均大量地使用了土工合成材料。據粗略統計，應用土工織物濾層
应用技术的工程超过近1 0000个：应用加筋垫层技术的超过1000个，使
用加筋技術修建的高大擋土牆和碼頭岸壁超過100個，僅重慶市的加筋岸
壁的長度已超過20km；土工織物軟體排已應用于所有的航道整治工程；麻
袋混凝土技術不僅在蘇南運河已有30年的應用曆程，近幾年也在海灣工
程中得到大規模的使用：長江堤防工程和許多堆石壩已大量土工膜防滲
牆；高速公路廣泛采用土工織物綜合治理路基和路面病害，均取得了顯著
的技術經濟效益。
長江口深水航道治理工程：該工程于1998年開工．其主要整治建築物有
南、北导堤两座总长97.28 Km、丁坝24座总长19.09 Km，分水口鱼嘴浅
堤3.8Km．該工程大規模地使用了軟體排護底、充填袋築堤、塑料排水板
處理軟土地基和模袋混凝土壓頂技術。共使用各類土工織物3285萬m2、
加筋帶3826萬m、塑料排水板670萬m．很好的控制了河勢穩定、保障了
堤身結構在施工期和使用期的穩定安全。該工程的二期工程已于2004年
竣工，確保了二期工程航道整治目標水深的實現。
青藏鐵路工程：在新建的1118Km線路中，積極慎重大量地應用了土工合
成材料，解决了高寒地区筑路的特殊技术问题。 如在高含冰量较高路基
堤中采用土工擱柵，加強了路基的強度，解決不均勻沈降，避免縱向裂縫；
在高含冰量凍土段的路暫及深季節凍上段使用防滲複合土工膜，防止了地
表水滲入地基，影響凍土的溫度場及水分含量避免造成融化下沈和凍漲問
題的産生；采用平面及三維土工網墊，試驗人工植草，解決邊坡防護；使
用土工格室進行軟土地基處理和邊坡柔性防護等，均取得了良好的效果。
1.3深基坑支護及邊坡防護技術
1.3.1複合土釘牆支護技術
(1)主要技術內容
複合土釘牆是20世紀90年代研究開發成功的一項深基坑支護新技術。它
是由普通土釘牆與一種或若幹種單項輕型支護技術(如預應力錨杆、豎向
鋼管、微型樁等)或截水技術(深層攪拌樁、旋噴樁等)有機組合成的支護
截水體系，分爲加強型土釘牆，截水型土釘牆，截水加強型土釘牆三大類。
複合上釘牆具有支護能力強，適用範圍廣，可作超前支護，並兼備支護、
截水等性能，是一項技術先進，施工簡便，經濟合理，綜合性能突出的深
基坑支護新技術．
(2)技術指標
複合土釘牆目前尚無技術標准，其主要組成要素普通上釘牆、預應力錨杆、
深層攪拌樁、旋噴樁等應符合國家行業標准《建築基坑支護技術規程》
JGJl20-99等技術標准的要求。另外，微型樁一般樁徑Φ250—Φ300，間
距0.5—2.0m，骨架可采用鋼筋籠或型鋼，端頭伸入坑底以下；2.0—4.0m。
豎向鋼管一般Φ48—Φ60，壁厚3—5mm。複合土釘牆在水位以下和軟土中，
采用Φ48、厚3.5mm鋼花管土釘，直接用機械打入土中，並從管中高壓注
漿壓入土體。
(3)適用範圍
複合土釘牆可用于回填土、淤泥質土、粘性土、砂土、粉土等常見土層；
可在不降水條件下采用，解決了在城市建設中國環境限制不宜人工降水的
難題；在無環境限制時，可垂直開挖與支護，易于在場地狹小的條件下方
便施工；在工程規模上，深度20m以內的深基坑均可根據具體條件，靈活、
合理地推廣使用。
(4)已應用的典型工程
复合土钉墙由于技术上和经济上的综合优势， 目前在北京、上海、深圳。
廣州、浙江、南京、武漢等地得到了廣泛的應用，僅深圳、上海每年應用
複合土釘牆支護的基坑工程都在150—200個，典型的工程如深圳電視中
心(深9.3—12.85m)；深圳長城盛世家園一期(深11．65m)，深圳長城盛世
家園二期(14.2—21.7m)；深圳鳳凰大廈(深14.0m)；深圳假日廣場(深
14.0—20.0m)；上海西門廣場等一批深5.0—7.0m，並有深層軟土的基坑；
廣州地鐵新港站(深9—14.1in)等。
1.3.2預應力錨杆施工技術
(1)主要技術內容
將拉力傳遞到穩定的岩層或上體的錨固體系。錨杆的一端與岩土體或結構
物相連，另一端錨固在岩土體層內，並對其施加預應力，以承受岩土壓力、
水壓力、抗浮、抗傾覆等所産生的結構拉力，用以維護岩土體或結構物的
穩定。它通常包括杆體(由鋼絞線、鋼筋、特殊鋼管等筋材組成)、灌漿
體、錨具、套管和可能使用的聯接器。預應力錨杆施工包括：鑽孔、預應
力鋼筋制作安放、灌漿、外錨頭制作及張拉與鎖定。
(2)技術指標
預應力錨杆施工技術指標應符合標准《錨杆噴射混凝上支護技術規範》
GB5 0086-2001、《建筑基坑支护技术规程》JGJ122-99、《岩土锚杆设计与
施工規範》(送審稿—2004)等的規定。通常錨杆鑽孔直徑爲130—160mm，
荷載設計值爲200~300KN
(3)適用範圍
預應力錨杆廣泛的應用于各類岩土體加固工程，如隧道與地下洞室的加
固、岩土邊坡加固、深基坑支護、混凝土壩體加固、結構抗浮、抗傾覆，
各種結構物穩定與錨固等。
(4)已應用典型工程
預應力錨杆在國內的土建王程中，例如高層建築深基礎工程、水電工程、
鐵道工程、交通工程、礦山工程、軍工工程等基礎設施工程中逐漸得到廣
泛應用．比較典型的工程有北京京城大廈深基坑支護工程、三峽永久船閘
高邊坡預應力錨杆加固工程、首都機場擴建工程地下車庫抗浮工程、小浪
底水利樞紐地下廠房支護工程、京福高速公路邊坡加固及滑坡整治工程。
1.3.3組合內支撐技術
(1)主要技術內容
组合内支撑技术是建筑基坑支护的一项新技术， 它是在混凝土内支撑技
术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系， 主要利用组合式钢结构构
件截面灵活可变、加工方便等优点， 其具有以下特点：
適用性廣，可在各種地質情況和複雜周邊環境下使用；
施工速度快；支撐形式多樣；
計算理論成熟；
可拆卸重複利用，節省投資。
(2)技術指標
(3)適用範圍
適用于周圍建築物密集，相鄰建築物基礎埋深較大，周圍土質情況複雜
施工場地狹小，軟土場地等深大基坑：
(4)已應用典型工程
北京國貿中心、廣東工商行業務大樓、廣東荔灣廣場、廣東金彙大廈，
1.3.4型鋼水泥土複合攪拌樁支護結構技術
(1)主要技術內容
型鋼水泥土複合攪拌樁支護結構同時具有抵抗側向土水壓力和阻止地下
水滲漏的功能，主要用于深基坑支護。其制作工藝是：通過特制的多軸深
層攪拌機自上而下將施工場地原位土體切碎，同時從攪拌頭處將水泥漿等
固化劑注入土體並與土體攪拌均勻，通過連續的重疊搭接施工，形成水泥
土地下連續牆；在水泥土硬凝之前，將型鋼插入牆中，形成型鋼與水泥土
的複合牆體。實際工程應用中主要有兩種結構形式：I型是在水泥土牆中
插入斷面較大H型，主要利用型鋼承受水土側壓力，水泥土牆僅作爲止水
帷幕，基本不考慮水泥土的承載作用和與型鋼的共同工作，型銅一般需要
塗抹隔離劑，待基坑工程結束之後將H型鋼拔除，以節省鋼材。II型是在
水泥土牆內外兩側應力較大的區域插入斷面較小的工字鋼等型鋼，利用水
泥土與型鋼的共同工作，共同承受水土壓力並具有止水惟幕的功能。該技
術具有以下技術特點：施工時對鄰近土體擾動較少，故不致于對周圍建築
物、市政設施造成危害；可做到牆體全長無接縫施工、牆體水泥土滲透系
數k可達10-7cm/s，因而具有可靠的止水性；成牆厚度可低至550mm，故
圍護結構占地和施工占地大大減少；廢土外運量少，施工時無振動、無噪
聲、無泥漿汙染；工程造價較常用的鑽孔灌注排樁的方法約節省20％—30％。
(2)技術指標
水泥土地下連續牆按《地基處理技術規程》J220-2002相關要求施工。水
泥土強度宜大于1MPa，水泥土滲透系數k宜太于10-6mm/s。水泥土牆厚宜
大于5 5 0mm，且应符合当地对水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技术的要
求。型鋼的斷面、長度和在水泥土牆中的位置應由設計計算確定。型鋼材
質須滿足國家相關規範的要求。
(3)適用範圍
该技术可在粘性土、粉土、砂砾土使用， 目前在国内主要在软上地区有成
功應用。該技術目前可在開挖深度15m下的基坑圍護工程中應用。
(4)已應用的典型工程
型鋼水泥土複合攪拌樁支護結構在許多基坑支護工程中得到了成功應用，
例如：上海靜安寺下沈式廣場、上海國際會議中心、和田路下立交引道、
丁香花園大廈、地鐵陸家嘴車站出入口、地鐵2號線龍東路延伸段、上海
梅山大廈，上海怡沣豐基地等工程的基坑圍護。
1.3.5凍結排樁法進行特大型深基坑施工技術
(1)主要技術內容
基礎凍結排樁法的基本思路是：以含水地層凍結形成的凍結惟幕牆爲基坑
的封水結構，以排樁及內支撐系統爲抵抗水土壓力的受力結構，充分發揮
各自的優勢特點。在施工深、大基坑時，采用排樁作爲結構支撐體系工藝
成熟，凍結帷幕具有良好的封水性能，兩種技術的結合不僅解決了基礎維
護結構的嵌岩問題而且解決了封水問題，施王可操作性強。兩種技術的結
合既是優勢互補，又是一種大膽的技術創新。
爲了保護凍結牆體，增加封水深度減少基底湧水量和揚壓力，通過凍結孔
外側設置的多個注漿孔在一定標高範圍內形成注漿帷幕。同時考慮到凍結
過程中凍土體積膨脹會産生一定的凍脹力，爲降低凍脹力對排樁結構的影
響，在凍結孔外側距其中心一定位置處插花布設多個卸壓孔，
施工中需要注意的問題：
①在凍結過程中土的體積膨脹將對排樁産生較大的水平凍脹壓力．
②排樁靠基坑內側在基坑開挖過程中與空氣接觸後，溫度將急劇上升；而另
外一側與凍土牆體接觸溫度非常低，排樁因兩側巨大溫差將産生的溫度應
力
③凍土牆體達到設計厚度後，如何對其進行有效控制從而避免産生更大的凍
脹力．
④岩土力學基本理論的不成熟，設計計算所采用的數學力學模型岩土體的實
際應力—應變狀態常存在著較大的差距，必須加強工程監測，通過信息化
施工及時發現問題，保證工程安全．
(2)技術指標
根據深大基坑施工的技術難點和特點凍結排樁法施工，各分項工程的主要
技術指標如下：
①排樁垂直度：1／200；
②排樁充盈系數：5％；
③排桩平面位置偏差： ±2cm；
④凍結管垂直度：表土0.3％；岩層0.5％；
⑤鹽水溫度：積極凍結期-25～28℃；維護凍結期-22～25℃
⑥設計冷凝溫度：30℃；
⑦凍結壁平均溫度：-7℃；
(3)適用範圍
凍結止水適應于各種不良地質情況，並且基坑越深，其經濟上、工期上的
優勢也就越大，特別是地下水豐富的軟土地層就更具有優越性。適用于
2 5-50米的大型和特大型基坑（矩形、圆形和其他几何形状）的施工。
(4)已應用的典型工程
在潤楊長江公路大橋南漢懸索橋南錨碇基礎等項目的施工中得以應用，並
取得成功經驗，爲今後特大型深基坑基礎工程開創了新的技術手段。
該項目由中國路橋集團第二公路工程局開發，是中國路橋集團重點資助的
科技開發項目．
1.3.6高邊坡防護技術
(1)主要技術內容
經過采用極限平衡法、數值分析方法對邊坡穩定性進行分析計算，得出保
證高邊坡穩定所需要的錨固力。通過在坡體內施工預應力錨索、打入一定
數量的系統錨杆（土釘）或注漿加固對邊坡進行處治。系統預應力錨索爲
主動受力，單根錨索設計錨固力可高達3000KN，是高邊坡深層加固防護的
主要措施。系統錨杆(土釘)對邊坡防護的機理相當于螺栓的作用，是一
種對邊坡進行中淺層加固的手段．根據滑動面的埋深確定邊坡不穩定塊體
大小及所需錨固力，一般多用預應力錨(索)杆有針對性的進行加固防護。
爲防治邊坡表面風化、沖蝕或弱化，主要采取植物防護、砌體封閉防護、
噴射(網噴)混凝上等作爲坡面防護措施。
(2)技術指標
根據邊坡高度、岩體性狀、構造及地下水的分布，判斷潛在滑移面的位置。
選擇適宜的計算方法確定所需的錨固力並給出整體安全系數．采用加固防
护措施提高边坡的稳定性．主要技术指標爲：
錨索錨固力：500—3000KN
錨杆錨固力：100—500KN
噴射混凝土：強度不低于C20
錨(索)杆固定方式：可采用機械固定、灌漿（膠結材料）固定、擴張基
底固定方式，根據粘結強度確定錨固力設計值。
在實際工程中，要結合邊坡坡度、高度、水文地質條件、邊坡危害程度合
理選擇防護措施，提高地層軟弱結構面、潛在滑移面的抗剪強度，改善地
層的其它力學性能，並加固危岩，將結構物一地層形成共同工作的體系，
提高邊坡穩定性．
(3)適用範圍
高度大于30m的岩質高陡邊坡、高度大于15m的土質邊坡、水電站側岸高
邊坡、船閘、特大橋橋墩下岩石陡壁、隧道進出口仰坡等。
(4)已應用的典型工程
高邊坡加固防護技術在交通、鐵道、水電、礦山等行業應用規模不斷擴大，
展示了廣闊的發展前景．在三峽永久船閘高邊坡、李家峽水電站側岸邊坡、
小浪底水利樞紐高邊坡、小灣水電站高邊坡、宜昌下澇溪特大橋橋墩下岩
石陡壁錨固、大連港礦石碼頭高邊坡、京福國道、京珠高速等項目中應用
高邊坡加固防護技術，取得了良好的工程效果。
1.4地下空間施工技術
1.4.1暗挖法
(1)主要技術內容
暗挖法即新奧法，它是在傳統礦山法修建隧道方法的基礎—上發展起來的
新輿法創立之前，采用傳統礦山法修建隧道．傳統礦山法認爲，開挖隧道
必然要引起圍岩坍塌掉落，開挖的斷面越大，坍塌的範圍也越大。因此，
傳統的隧道結構設計方法將圍岩看成是必然要松弛塌落而成爲作用于支
護結構上的荷載。傳統礦山法將隧道斷面分成爲若幹小塊進行開挖，隨挖
隨用鋼材或木材支撐，然後，從上到下，或從下到上砌築剛性襯砌。這是
與當時的機械設備、建築材料和技術水平相一致的。
隨著錨噴技術的出現和岩石力學理論的進展，人們對開挖隧道過程中所出
現的圍岩變形，松弛、崩塌等現象有了更深入的認識．1963年，由奧地利
学者L．腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法(New Austria
Tunnelllng Method)”，简称“新奥法(NATM)”式出台．它是以控制爆
破或機械開挖爲主要掘進手段，以錨杆、噴射混凝土爲主要支護方法，將
理論指導、監控量測和工程經驗相結合的一種施工方法．其主要技術內容
包括：①新奧法的原理及技術要點；②新奧法的分類及施工工藝；③光
面爆破、控制爆破及機械開挖技術；④錨噴支護技術；⑤監控量測及信
息反饋技術。
(2)技術指標
新奧法的技術指標應符合《鐵路隧道設計規範》TBl0003-2001、《鐵路遂
道新奧法指南》(中國鐵道出版社，1988)和《公路隧道設計規範》JTJ026-90
的規定．
(3)適用範圍
可應用于鐵路隧道、公路隧道、地下鐵道及其它地下工程的設計和施工。
(4)已應用的典型工程
從20世紀80年代初開始，我國隧道工程的設計與施工全面推廣和實施新
奧法，著名的隧道工程有大瑤山隧道、華蓥山隧道、五指山隧道、米花嶺
隧道、秦嶺隧道、圓梁山隧道等。
1.4.2逆作法
(1)主要技術內容
逆作法是建築基坑支護的一種施工技術，它通過合理利用建(構)築物地
下結構自身的抗力，達到支護基坑的目的。傳統意義上的逆作法是將地下
結構的外牆作爲基坑支護的擋牆(地下連續牆)、將結構的粱板作爲擋牆
的水平支撐、將結構的框架柱作爲擋牆支撐立柱的自上而下作業的基坑支
護施工方法。根據基坑支撐方式，逆作法可分爲全逆作法、半逆作法和部
分逆作法三种。逆作法设计施工的关键是节点问题， 即墙与梁板的联接，
柱與梁板的聯接，它關系到結構體系能否協調工作，建築功能能否實現
與其它施工技術相比，逆作法具有以下技術特點：1．適用性廣，可在各種
地質條件和周圍環境下作業；2．基坑變形小，對周圍環境和建築物影響小；
3．施工效率高，工程施工總工期短；4．結構設計合理；5．施工工序簡化，
經濟效益明顯。
(2)技術指標
逆作法的設計施工應符合國家標准《建築地基基礎設計規範))GB5007—2001
和国家行业标准《建筑基坑王程技术规范》yB92 58-97的相关规定。
(3)適用範圍
適用于建築群密集，相鄰建築物較近，地下水位較高，地下室埋深大和施
工場地狹小的高(多)層地上、地下建築工程，如地鐵站、地下車庫、地
下廠房、地下貯庫．地下變電站等。
(4)已應用的典型工程
我国已有近百项逆作法建筑基坑支护的工程实例， 比较典型的工程有：北
京百貨大樓新樓、上海恒積大廈、廣州國際銀行中心、北京地鐵天安’1東
站等．
1.4.3盾構法
(1)主要技術內容
盾構法是在地表以下土層或松軟岩層中暗挖隧道的一種施工方法。自1818
年法国工程师布鲁诺尔(Brunel)发明盾构法以来，经过1 00多年的应用
與發展，已使盾構法能適用于任何水文地質條件下的施工，無論是松軟的、
堅硬的、有地下水的、無地下水的暗挖隧道工程都可用盾構法。盾構法施
工之所以廣泛采用，除了城市地下工程發展的客觀需要外，還由于該法本
身具有以下突出的優越性。1．施工安全：在盾構設備掩護下，于不穩定上
層中，可安全進行上層開挖與支護工作。2．暗挖方式：施工時與地面工程
及交通互不影響，尤其是在城區建築物密集和交通繁忙地段，該法更有優
越性。3．震动和噪音小： 可严格控制地表沉陷，对施工区域环境影响小，
對施工地區附近的居民幾于沒有幹擾．盾構法施工作業的主要技術內容包
括：①盾構分類及選型；②盾構技術參數設計；⑧盾構施工技術；④盾
構施工的地表沈陷及地層移動控制技術。
(2)技術指標
盾構法的技術指標應符合《隧道標准規範及解說》
(3)適用範圍
適用于各類上層或松軟岩層中隧道的施工
(4)已應用的典型工程
近年來，我國城市地鐵隧道、汙水隧道及管線隧道的修建越來越廣範地采
用盾構法．廣州、深圳、南京和北京地鐵隧道的修建均采用了盾構法。典
型的盾構隧道工程：上海地鐵盾構隧道、深圳地鐵盾構隧道、廣州地鐵盾
構隧道、南京地鐵盾構隧道、北京地鐵五號線盾構隧道、北京清河汙水盾
構隧道等。
1.4.4非開挖埋管技術
(1)主要技術內容
非開挖埋管技術即人們通常所說的頂管法施工技術．頂管法是直接在松軟
土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道的一種施工方法。它無須挖槽，
可避免爲疏幹和固結土體而采用降低水位等輔助措施，從而大大加快施工
進度。在特殊地層和地表環境下施工，具有很多優點。頂管法已有百年曆
史。短距離、小管徑類地下管線工程施工，廣泛采用頂管法。近幾十年，
中繼接力頂進技術的出現使頂管法已發展成爲可長距離頂進的施工方法
頂管法的主要技術內容包括：①頂管法的基本構成，包括頂進設備、頂
管機頭、中繼環、工程管及吸泥設備：②頂管法頂力計算；②頂管法綜
合施工技術，包括頂管工作坑的開挖、穿牆管及穿牆技術、頂進與糾偏技
術、陀螺儀激光導向技術、局部氣壓與沖泥技術及觸變泥漿減阻技術。
(2)技術指標
顶管法的技术指标应符合国家行业标准《顶管施工规范》的規定．
(3)適用範圍
適用于直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道。
(4)已應用的典型工程
近幾十年，中繼接力頂進技術的出現使頂管法已發展成爲可長距離頂進的
施工方法，使頂管技術在長距離穿越江河、湖泊及地面交通工程等的地下
管道的敷設工程中逐漸得到普遍應用。比較典型的工程有：浙江鎮海穿越
甬江的頂管工程、上海穿越黃浦江的頂管工程、西氣東輸穿越黃河頂管工
程等．
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