基坑支护工程是指基坑开挖时，为了保证坑壁稳定，保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。
一般基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境（邻近既有建构筑物、市政道路、管线）、场地水文地质条件、项目工期要求等要素，应综合分析合理选取。
一般同等条件下支护形式的造价从低至高依次为：放坡开挖＜土钉墙（复合土钉墙）＜水泥土重力式挡墙＜型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）＜排桩＜地墙。
一、常用的基坑支护形式
1、基坑支护之放坡开挖
▲放坡开挖实景图
坡率应根据土层性质、挖深确定，挖深大于4m应采用多级放坡，多级放坡应设置平台；土质条件较好的地区，应优先选用天然放坡；软土地区大面积放坡开挖的基坑，边坡表面应设置钢筋网片护坡面层；
▲多级放坡示意（注开挖面在地下水位之下需要设置降水井）
若开挖面在地下水位之下，坡顶和平台应采取井点降水措施，提高坡体稳定性；坡顶设置挡水坎或排水沟，防止坑外积水流入坑内，侵蚀坡体；
坡脚附近如有局部深坑，坡脚与局部深坑的距离应不小于2倍深坑落深，如不能保证，应按深坑的深度验算边坡稳定。
2、基坑支护之土钉墙（复合土钉墙）
▲土钉墙实景图
土钉形式有钢管土钉和钢筋土钉，坡面采用钢筋网片喷射混凝土面层；
当土钉墙后存在滞水时，应在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施，减小墙背后的水压力，提高土钉墙稳定性；
当采用预应力锚杆复合土钉墙时，预应力锚杆应采用钢绞线锚杆，且锚杆应布置在土钉墙的较上部位；当用于增强面层抵抗土压力的作用时，锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位。
3、基坑支护之水泥土重力式挡墙
▲水泥土重力坝实景图
重力式挡墙形式：一般选用双轴或三轴水泥土搅拌桩，搅拌桩可按搭接施工，搭接长度控制在150mm~200mm，挡墙顶面宜设置混凝土面板；
一般土层条件下，搅拌深度小于16m的应优先选用造价更低的双轴，超过16m的应选用三轴，遇到淤泥等软弱土层，水泥掺量适当提高；
水泥土搅拌桩应按格栅布置，建议格栅布置形式如图所示（以双轴为例）。
▲双轴搅拌桩重力式挡墙平面布置示意图
4、基坑支护之型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）
▲SMW工法实景图
一般选用双轴或三轴搅拌桩，搅拌桩兼作止水帷幕应按套打一孔施工，确保止水效果；
一般型钢租赁期应控制在6个月以内，当租赁期超过6个月，型钢租赁成本较高，目前租赁市场主要型钢类型为H400*400、H500*200、H700*300、H800*300等，可选用插一跳一、插二跳一、密插形式，墙体刚度依次增强；
▲型钢布置形式
型钢应做减小阻摩处理，方便地下室结构完成后型钢拔除回收。
5、基坑支护之灌注桩排桩围护墙
▲围护排桩实景图
当基坑开挖面涉及地下水时，应在灌注桩外侧设置隔水帷幕；
帷幕选型：若隔水帷幕深度小于16m，建议采用造价较低的双轴；若帷幕深度超过16m或者浅层存在深厚密实砂层，建议采用止水效果更好的三轴；
帷幕深度：对于仅需坑内疏干降水的基坑，软土地区粘性土弱透水层中隔水帷幕深度应控制在基坑基底以下6~7m即可（如上海地区项目）；
若遇粉性、砂性土等（较）强透水层，且含水层厚度适中、底埋深不深，可考虑帷幕隔断该含水层（如南通、武汉沿江地区）；
若基坑基底承压水稳定性不满足要求需降承压水，且承压含水层厚度不厚、层底埋深不深，隔水帷幕也应尽量隔断承压含水层，以减少降压降水对周边环境的沉降影响；
▲不同土层条件止水帷幕剖面示意图
为避免支护结构的浪费，可利用原本在基坑完成后通常废弃的维护排桩作为正常使用阶段主体地下结构一部分，形成“桩墙合一”，围护桩可承担大部分的土压力，减小地库外墙受力，可有效减小地下室外墙厚度、边桩数量，增大地下室建筑面积，实现节能降耗，具有较好的经济效益。
左图 “桩墙合一”剖面示意图，右图 采用“桩墙合一”地库效果图
6、基坑支护之地下连续墙
软土地区三层地下室以上的基坑采用“两墙合一”地墙较排桩方案较为经济。所谓“两墙合一”即在基坑工程施工阶段地下连续墙作为围护结构，起到挡土和止水的目的；在结构永久使用阶段作为主体地下室结构外墙，通过设置与主体地下结构内部水平梁板构件的有效连接，不再另外设置地下结构外墙。地下连续墙的常用厚度为600mm、800mm、1000mm、1200mm。
左图 “两墙合一”地墙剖面示意图，右图 “两墙合一”地墙实景图
地墙两侧应设置钢筋混凝土导墙；当浅层分布有粉性土或砂性土较厚时，地墙两侧可适当采用水泥土搅拌桩进行槽壁预加固。
原则上搅拌桩深度只需覆盖粉性土或砂土层即可，避免在无加固条件下进行地墙槽段成槽施工（否则在无槽壁加固条件下进行成槽施工，容易造成地墙充盈系数过大而大量增加混凝土浇灌量，后续超灌混凝土的凿除量较大也会增加成本）；
▲地墙槽壁加固示意图
地墙成槽泥浆护壁：应优先选用自然造浆泥浆护壁成槽，若自然造浆无法满足成槽要求，再选用人工造浆；
地墙槽段施工槽段外侧可设置高压旋喷桩进行接缝加强止水，墙内侧应设置扶壁柱、排水沟结合构造砌体墙的防渗构造措施。
▲地墙防渗采用扶壁柱结合砖砌内衬砖墙方案
基坑施工风险高、难度大，随着基坑施工越来越深，坍塌事故时有发生，传统的基坑监测手段能够起到一定的预防作用，但是传统人工监测手段时间间隔长，尤其是碰上恶劣天气情况，传统人工监测手段很难提供及时准确的数据；自动化监测能够提供更加及时准确的数据，对超限数据实时预警，避免人员伤亡及财产损失。
二、基坑安全监测解决方案
1、方案介绍
基坑监测是在基坑工程施工及使用期限内，对基坑支护体系及周边环境实时的监测、监控工作。监测对象包括支护结构、自然环境、施工工况、地下水位、孔隙水压、基坑底部及周围土体、周边建（构）筑物、地下管线及地下设施、周边道路等。
2、主要监测项目
建筑基坑：围护桩（墙）顶部沉降及水平位移、围护桩（墙）深层水平位移、围护桩（墙）内力、坑外土体深层水平位移、锚杆轴力、地下水位、支撑轴力、坑底隆起。
周边风险源：地表沉降、管线沉降、建筑物倾斜、建筑物不均匀沉降、建筑物裂缝、桥墩倾斜、桥墩不均匀沉降。
3、实现功能
24小时实时监测：通过对支护结构、地表沉降、围护桩倾斜等实时在线监测，实时掌握建筑基坑的结构变化。
报表推送：监测结果实时显示发布，定期将监测报表推送给用户。
多重分级预警：建立三级报警机制，当检测数据异常时，第一时间以短信、传真、广播等形式通知用户，实现综合预警功能。
应急预案处理：从专家系统中直接提取相应处理方法，及时采取人员介入、封锁道路等措施，将安全隐患消除在萌芽状态。
结构趋势分析：通过对基坑施工期的监测数据分析与安全评价，可实现结构稳定性趋势分析。
历史资料存储：存储监测数据，为今后同类工程设计、施工提供类比依据。
4、基坑监测工程案例
Ⅰ.蔚蓝卡地亚花园城基坑安全监测项目
蔚蓝卡地亚花园城位于四川成都天府新区CBD核心区。该监测项目为花园城国际度假中心，项目基坑紧邻多个大型建筑物，距离最近的超高层建筑仅十余米。
根据监测的局限性和时效性，在基坑周围最不利地段布设共计4套GNSS一机多天线监测站实时监测基坑及周边建筑变形数据量，对基坑及周边环境进行系统、综合的监测，确保了项目施工安全，并将施工对周围环境的影响降到最小程度，取得了较好的经济和社会效益。
Ⅱ.李劼人故居基坑安全监测项目
李劼人故居花园及地下停车场项目位于四川成都繁华的市中心，四周被两所学校、仿古商业街区、7号线地铁站及多个住宅小区包围，基坑开挖深度16米，基坑支护排桩距离地铁站仅6米，一旦因基坑开挖造成沉降，将对周边建筑物产生较大影响和安全隐患。
我们在安全风险点地段布设6处北斗GNSS监测站实时监测基坑及周边建筑变形数据量，并在基坑靠近狮子山地铁站边布设一体化倾斜计，实时监测基坑倾斜变化量。由于该基坑范围内存在膨胀土，受雨量影响变化较大，会对基坑稳定造成一定的影响，故在基坑周围较开阔地带布设一套自动化雨量站，实时监测雨量数值。通过综合多要素监测手段实现项目施工全阶段的24小时动态化监测。
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撰稿：中科川信市场发展部
参考资料：筑龙岩土《六种基坑支护类型简介，一看就懂》
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“北斗智慧云监测平台”是由中科川信科技有限公司联合中国科学院研制开发的综合性科学研究和产品服务平台。基于大数据、云存储、云计算、云服务搭建，以公司自行研发的北斗/GNSS高精度监测技术和北斗短报文通讯技术为核心，结合多元监测手段，实现对监测体进行全自动实时在线高精度多元化监测和分析预警，成功应用于国土、交通、水利、住建、市政、矿山等行业及一带一路地区。该平台通过了科技成果评价，总体达到了国内领先水平，其中北斗/GNSS远程高精度（实时毫米级）数据处理技术达到国际先进水平，是目前国内唯一高集成度实时监测综合平台。
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