基坑圍護

80年代末，成為上海城市建設的新趨勢之一。在建築物稠密的城市中心，深基坑的開挖成為岩土工程的一個重要課題。基坑圍護體系，是一個土體、支護結構相互共同作用的有機體，由於周圍建築物及地下管道等因素的制約，對支護結構的安全性有了更高的要求。不僅要能保證基坑的穩定性及坑內作業的安全、方便，而且要使坑底和坑外的土體位移控制在一定範圍內，確保鄰近建築物及市政設施正常使用。 ^[1] 

在軟粘土地基中開挖深度為5～7米左右的基坑，應用深層攪拌法形成的水泥土樁擋牆，可以較充分利用水泥土的強度，並可利用水泥土防滲性能，同時作為防滲帷幕。因此，具有較好的經濟效益和社會效益。水泥土重力式擋牆一般做成格柵形式，按重力式擋牆計算。廣泛用於開挖深度7米以內的深基坑圍護結構、管道溝支護結構、河道支護結構、地下人行道等。

80～90年代，水泥土攪拌樁支擋結構得到了廣泛應用和進一步發展，已有數百項工程採用這一新技術。由於施工時無振動、無噪音、無污染、開挖基坑一般不需要井點降水，也不需要支撐和拉錨，基坑內整潔乾燥，有利文明施工。基坑周圍地基變形小，對周圍環境影響小，因此受到普遍歡迎。

1981年，寶鋼緯三路P-5污水處理站是上海地區利用深層攪拌法作為擋土結構的先導。1983年，上海市人防科研所、同濟大學地下工程系等單位在市科委的支持下，提出了“水泥土攪拌樁側向支護應用技術研究”的課題，結合四平路地下車庫深基坑開挖進行試驗研究。該基坑的實際開挖面積為86米×49米，開挖深度5.75米，局部深度6.75米。經過對水泥攪拌樁的物理力學特性、影響水泥土抗壓強度的各種因素（水泥摻入比、水泥標號、齡期及養護條件等），對水泥土的無側限抗壓強度、抗剪強度、滲透係數等進行了試驗研究，獲得了許多第一手資料，經過實際開挖，順利完成了研究任務。得出結論為：在場地容許下，開挖深度不大於7.0米的深基坑，在滿足支護體和機械操作所需要的場地面積條件下，不論何種土質條件，只要精心設計（包括支護結構設計和材料配合比設計），嚴格施工，確保施工質量，採用水泥土攪拌樁進行邊坡支護都是可以取得成功的。

上海市保險公司綜合樓雙層地下室基坑，面積1500平方米，實際開挖深度7米。原計劃採用鋼板樁加井點降水方案，因其周圍有5層磚混結構居民住宅和4層廠房建築物，實施原方案有困難。後改用水泥土攪拌樁邊坡支護，取得成功，節約成本30%左右，縮短綜合工期2個月。

90年代以來，隨着工程實踐經驗的積累，水泥土擋土技術的發展和提高很快。除格柵狀結構外，又發展了其他形式或更為節約的結構方案。1990年，在江蘇路排管工程中，第一次應用拱形水泥土支護結構，該工程開挖深度9米，槽寬4.6米，總長度120米，採用變斷面水泥拱壁，並在拱腳處設置兩道支撐。拱形水泥土支護結構的造價，低於其他結構形式。以上海合流污水治理工程為例，開挖6.5米深、寬12米的箱涵槽，採用拱形結構的造價，僅為鋼筋混凝土排樁的一半。

上海地鐵新龍華站整個洞口引道長60米、開挖深度3.1～5.21米的槽段，設計用水泥土攪拌樁支護坑壁。由於土質很差，常用的水泥土攪拌樁支護難以滿足要求，為此在槽底增設加固攪拌樁。每隔3.75米打設1條與擋牆垂直的加固樁，加固樁僅在開挖深度下噴漿，兩端與擋牆相接，形成能支撐兩側牆體的橫撐。

水泥攪拌樁和鋼板樁複合，水泥攪拌樁與鑽孔灌注樁複合，都是以水泥攪拌樁阻水，鋼板樁或鑽孔灌注樁擋土的結構。上海國際購物中心的基坑支護，就是採用水泥攪拌樁和鋼板樁複合形式。水泥攪拌樁和鑽孔灌注樁的複合形式，則是一種常用的支護結構，開挖深度10米以內的基坑，使用十分普遍。

地下連續牆支護技術，已廣泛應用於民用建築、工業廠房和市政工程，包括建築物的地下室、地下變電站、地下鐵道車站、盾構工作井、頂管工作井、引水或排水隧道防滲牆、地下停車場、地下商場、地下水庫、大型污水泵站等。

地下連續牆的優點是對鄰近建築物和地下管線的影響較小，施工時無噪音、無振動，屬低公害的施工方法。

據1990年統計，上海應用壁式地下連續牆的工程，已有50餘個，其中有開挖最深達31米的寶鋼鐵皮坑工程，直徑最大達64米的人民廣場地下變電站，不用支撐和拉錨採用雙層地下牆的皮爾金頓浮法玻璃廠熔窯坑，平面尺寸最大的人民廣場地下停車場和地下商城，還有地下牆既承受水平方向水、土壓力，又承受上部建築物垂直荷重的上海電信大樓和地鐵新閘路站等。上海地鐵一號線11個地下車站的外牆結構，均採用地下連續牆。上海地鐵新客站車站的長度為202米，淨寬22.6米，基坑開挖深度12.4米，地下牆深為20.5米，壁厚65釐米，支撐採用直徑580毫米鋼支撐兩道，分別設在-3.60米和-9.10米處，支撐水平間距3米。基坑施工時在牆外輔以輕型井點降水，車站結構分兩層，上層為站廳，下層為站台，底板下設倒濾層，以減少底板反力。在基坑施工過程中，進行了原位量測，量測的內容有地下牆的側壓力、地下牆的變位、地下牆的內力、支撐軸力、基坑隆起、牆外地層變位及孔隙水壓、底板反力及鋼筋應力等。

延安東路隧道暗埋段106號地下牆基坑工程，平面呈Y型，地處鬧市區，鄰近建築物離基坑最近的僅6.4米。基坑跨度20米，基坑開挖深度最深12米，地下牆深度20～22米，牆厚65釐米。基坑開挖時，採用4道支撐，分別設在-1.0米、-3.5米、-6.0米、-8.5米處。基坑開挖中，對牆體位移、支撐軸力和地表沉降監測，結果表明，第一道支撐軸力最小，第二道支撐軸力為640千牛，第三、四道支撐軸力為750千牛，牆體水平變位最大值為5釐米，約為開挖深度的0.5%，地表沉降最大值為1～2釐米，約為開挖深度的0.1～0.2%左右，安全係數高。

鑽孔灌注樁作為圍護結構承受水土壓力，是深基坑開挖常用的一種圍護形式，根據不同的地質條件和開挖深度可做成懸臂式擋牆、單撐式擋牆、多層支撐式擋牆等。它的排列形式有一字形相接排列、間隔排列、交錯相接排列、搭接排列、或是混合排列，常見的排列方式是一字板間隔排列，並在樁後採用水泥土攪拌樁、旋噴樁、樹根樁等阻水。這樣的結構形式較為經濟，阻水效果較好。大部分開挖深度在7～12米左右的深基坑，採用鑽孔灌注樁擋土，水泥土攪拌樁阻水，普遍獲得成功。