深基坑一般是指开挖深度超过5m（含5m）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护的措施。随着高层建筑及地下空间的出现，深基坑工程规模不断扩大。
深基坑支护的设置原则是：
①要求技术先进、结构简单、因地制宜、就地取材、经济合理。
②尽可能与工程永久性挡土结构相结合，作为结构的组成部分，或材料能够部分回收、重复使用。
③受力可靠，能确保基坑边坡稳定，不给邻近已有建（构）筑物、道路及地下设施带来危害。
④保护环境，保证施工期间的安全。
基坑支护虽是一种施工临时性措施结构物，但对保证工程顺利进行和邻近地基和已有建（构）筑物的安全影响极大。因此，基坑支护方案的选择应根据基坑周边环境、土层结构、工程地质、水文情况、基坑形状、开挖深度，施工拟采用的挖方、排水方法，施工作业设备条件、安全等级和工期要求以及技术经济效果等因素加以综合全面地考虑而定。支护结构并不是越大、越厚、埋置越深，就越牢靠越好，施工前应进行多方案技术、经济比较，选择一个最优支护方案。根据技术上先进可行，经济上适用、合理，使用上安全可靠的原则，可以选择应用其中一种，也可将2或3种支护结合使用。同时尚应做到因地、因工程制宜，就地取材，保护环境，节约资源，施工简便快速，保证质量。
3.2.1 钢板桩支护结构
钢板桩作为一种支护结构，既可挡土又可挡水。当开挖的基坑较深，地下水位较高且有出现流砂的危险时，如未采用降低地下水位的方法，则可用板桩打入土中，使地下水在土中渗流的路线延长，降低水力坡度，从而防止流砂现象。靠近原有建筑物开挖基坑时，为了防止和减少原建筑物下沉，也可打钢板桩支护。板桩有钢板桩、木板桩与钢筋混凝土板桩数种。钢板桩除用钢量多之外，其他性能比别的板桩都优越，可在临时工程中多次重复使用。板式支护结构如图3.1所示。
图3.1 板式支护结构
1—板桩墙；2—围檩；3—钢支撑；4—竖撑；5—斜撑；6—拉锚；7—土锚杆
1）钢板桩分类
钢板桩的种类很多，常见的有U形板桩、Z形板桩、H形板桩，如图3.2所示。其中以U形应用最多，可用于5～10m深的基坑。
图3.2 常用钢板桩截面形式
钢板桩根据有无锚桩结构，分为无锚板桩（也称悬臂式板桩）和有锚板桩两类。无锚板桩（也称悬臂式板桩），用于较浅的基坑，依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定；有锚板桩，是在板桩墙后设柔性系杆（如钢索、土锚杆等）或在板桩墙前设刚性支撑杆（如大型钢、钢管）加以固定，可用于开挖较深的基坑，该种板桩用得较多。
2）钢板桩施工
目前在基坑支护中，多采用钢板桩，下面以钢板桩为例介绍板桩施工的主要程序。
（1）钢板桩的施工机具
钢板桩施工机具有冲击式打桩机，包括自由落锤、柴油锤、蒸汽锤等；振动打桩机，可用于打桩及拔桩。此外，还有静力压桩机等。
（2）钢板桩的布置
钢板桩的设置位置应在基础最突出的边缘外，留有支模、拆模的余地，便于基础施工。在场地紧凑的情况下，也可利用钢板作底板或承台侧模，但必须配以纤维板（或油毛毡）等隔离材料，以利钢板桩拔出。
（3）钢板桩的打入方法
钢板桩的打入方法主要有单根桩打入法、屏风式打入法、围檩打桩法。
①单根桩打入法：将板桩一根根地打入至设计标高。这种施工法速度快，桩架高度相对可低一些，但容易倾斜，当板桩打设要求精度较高、板桩长度较长（大于10m）时，不宜采用。
②屏风式打入法：将10～20根板桩成排插入导架内，使之成屏风状，然后桩机来回施打，并使两端先打到要求深度，再将中间部分的板桩顺次打入。这种施工法可防止板桩的倾斜与转动，对要求闭合的围护结构常用此法。缺点是施工速度比单根桩施工法慢，且桩架较高。
图3.3 单层、双层围檩示意图
1—围檩桩；2—围檁；3—两端先打入的定位钢板桩；h—钢板桩的高度
③围檩打桩法：分单层、双层围檩（图3.3），是在地面上一定高度处离轴线一定距离，先筑起单层或双层围檩架，而后将钢板桩依次在围檩中全部插好，待四角封闭合拢后，再逐渐按阶梯状将钢板桩逐块打至设计标高。这种方法能保证钢板桩墙的平面尺寸、垂直度和平整度，适用于精度要求高、数量不大的场合；缺点是施工复杂、施工速度慢、封闭合拢时需异形桩。
（4）钢板桩的施工顺序
钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板桩支护结构需要等地下结构施工完成后，在许可的条件下将板桩拔除才算完全结束。因此，对于钢板桩的施工应考虑打设、挖土、支撑（如果有）、地下结构施工、支撑拆除及钢板桩的拔除。一般多层支撑钢板桩的施工顺序如图3.4所示。
图3.4 钢板桩施工顺序图
（5）钢板桩的打设要点
①打桩流水段的划分。打桩流水段的划分与桩的封闭合拢有关。流水段长度大，合拢点就少，相对积累误差大，轴线位移相应也大，如图3.5（a），（b）所示；流水段长度小，合拢点就多，相对积累误差小，但封闭合拢点增加，如图3.5（c）所示。另外采取先边后角打设方法，可保端面相对距离，不影响墙内围檩支撑的安装精度，对于打桩积累误差可在转角外做轴线修正。
图3.5 打桩流水段划分
②钢板桩在使用前应进行检查整理，尤其对多次利用的板桩，在打拔、运输、堆放过程中，容易受外界因素影响而变形，在使用前均应进行检查，对表面缺陷和挠曲进行矫正。打入前还应将桩尖处的凹槽底口封闭，避免泥土挤入，锁口应涂以黄油或其他油脂，用于永久性工程的桩表面应涂红丹防锈漆。
③为保持钢板桩垂直打入和打入后钢板桩墙面平直，钢板桩打入前宜安装围檩支架。围檩支架由围檩和围檩桩组成，其形式在平面上有单面和双面之分，高度上有单层、双层和多层。第一层围檩的安装高度约在地面上50cm。双面围檩之间的净距以比两块板桩的组合宽度大8～10mm为宜。围檩支架有钢质（H钢、工字钢、槽钢等）和木质，但都需十分牢固。围檩支架每次安装的长度视具体情况而定，应考虑周转使用，以提高利用率。
④由于板桩墙构造的需要，常要配备改变打桩轴线方向的特殊形状的钢板桩，如在矩形墙中为90°的转角桩。一般是将工程所使用的钢板桩从背面中线处切断，再根据所选择的截面进行焊接或铆接组合而成，或采用转角桩。转角桩的组合形状有图3.6所示几种。
图3.6 转角桩组合形状
⑤钢板桩打设先用吊车将板桩吊至插桩点进行插桩，插桩时锁口对准，每插入一块即套上桩帽，上端加硬木垫，轻轻锤击。为保证桩的垂直度，应用两台经纬仪加以控制。为防止锁口中心线平面位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，不让板桩位移，同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查纠正，待板桩打至预定深度后，立即用钢筋或钢板与围檩支架焊接固定。
图3.7 轴线修正
⑥偏差纠正。钢板桩打入时如出现倾斜和锁口结合部有空隙，到最后封闭合拢时有偏差，一般用异形桩（上宽下窄或宽度大于或小于标准宽度的板桩）来纠正。当加工困难，亦可用轴线修正法进行而不用异形桩，如图3.7所示。
（6）钢板桩的拔除
钢板桩拔出时的拔桩阻力由土对桩的吸附力与桩表面的摩擦阻力组成。拔桩方法有静力拔桩、振动拔桩和冲击拔桩三种，不论何种方法都是从克服拔桩阻力着眼。
①拔桩起点和顺序：可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可以用间隔拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。
②拔桩过程中必须保持机械设备处于良好的工作状态，加强受力钢索的检查，避免突然断裂。
③当钢板桩拔不出时，可用振动锤或柴油锤再复打一次，可克服土的黏着力或将板桩上的铁锈等消除，以便顺利拔出。
拔桩会带出土粒形成孔隙，并使土层受到扰动，特别在软土地层中，会使基坑内已施工的结构或管道发生沉降，并引起地面沉降而严重影响附近建筑和设施的安全。对此必须采取有效措施，对拔桩造成的土的孔隙要及时用中粗砂填实，或用膨润土浆液填充，当控制土层位移有较高要求时，必须采取在拔桩时跟踪注浆等填充法。
3.2.2 排桩支护
对开挖较大、较深（大于6m）基坑，邻近有建筑物不能放坡时，可采用排桩支护。排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩或钢板桩等。
1）排桩支护的布置形式
（1）柱列式排桩支护
当边坡土质较好、地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡，如图3.8（a）所示。
（2）连续排桩支护
连续排桩支护如图3.8（b）所示。在软土中一般不能形成土拱，支挡桩应该连续密排。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身混凝土强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来，如图3.8（c）所示。也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩，如图3.8（d），（e）所示。
（3）组合式排桩支护
在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式，如图3.8（f）所示。
图3.8 排桩围护的形式
2）排桩支护的基本构造及施工工艺
①钢筋混凝土挡土桩间距一般为1.0～2.0m，桩直径为0.5～1.1m，埋深为基坑深的0.5～1.0倍。桩配筋由计算确定，一般主筋为矱14～32mm。当为构造配筋时，每根桩不少于8根，箍筋采用矱8＠100～200。
②对于开挖深度不大于6m的基坑，在场地条件允许的情况下，采用重力式深层搅拌桩挡墙较为理想。当场地受限制时，也可先用矱600密排悬臂钻孔桩，桩与桩之间可用树根桩密封，也可在灌注桩后注浆或打水泥搅拌桩作防水帷幕。
③对于开挖深度为6～10m的基坑，常采用矱800～1000的钻孔桩，后面加深层搅拌桩或注浆防水，并设2～3道支撑，支撑道数视土质情况、周围环境及围护结构变形要求而定。
④对于开挖深度大于10m的基坑，以往常采用地下连续墙，设多层支撑，虽然安全可靠，但价格昂贵。近年来，上海常采用矱800～1000大直径钻孔桩代替地下连续墙，同样采用深层搅拌桩防水，多道支撑或中心岛施工法，这种支护结构已成功应用于开挖深度达到13m的基坑。
⑤排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平方向）不宜小于桩径，冠梁高度（竖直方向）不宜小于400mm，排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20。当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。
⑥基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砌砖等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好、暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。
3）排桩支护质量检验标准
排桩支护结构包括混凝土灌注桩、混凝土预制桩、钢板桩等构成的支护结构。
混凝土灌注桩、混凝土预制桩的质量检验标准详见项目6。根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）规定，钢板桩均为工厂成品，新桩可按出厂标准检验，重复使用的钢板桩应符合表3.4的规定，混凝土板桩应符合表3.5的规定。
表3.4 重复使用的钢板桩质量检验标准
注：应全部进行检查。
表3.5 混凝土板桩制作标准
注：主控项目全部检查，一般项目按20%抽查。
3.2.3 水泥土桩墙支护结构
水泥土桩墙支护是加固软土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理唱化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的围护结构。
1）特点
①具有挡土、截水双重功能，施工机具设备相对较简单，成墙速度快，材料单一，造价较低。
②加固深度从数米到50～60m。一般认为含有高岭石、多水高岭石与蒙脱石等黏土矿物的软土加固效果较好；含有伊里石、氯化物等黏性土以及有机质含量高、酸碱度（pH值）较低的黏性土的加固效果较差。
2）适用条件
①基坑侧壁安全等级宜为二、三级。
②水泥土桩墙施工范围内地基承载力不宜大于150kPa。
③基坑深度不宜大于6m。
④基坑周围具备水泥土墙的施工宽度。
⑤深层搅拌法最适宜于各种成因的饱和软黏土，包括淤泥、淤泥质土、黏土和粉质黏土等。
3）基本构造
深层搅拌桩支护结构是将搅拌桩相互搭接而成，平面布置可采用壁状体，如图3.9所示。若壁状的挡墙宽度不够时，可加大宽度，做成格栅状支护结构（图3.10），即在支护结构宽度内，不需整个土体都进行搅拌加固，可按一定间距将土体加固成相互平行的纵向壁，再沿纵向按一定间距加固肋体，用肋体将纵向壁连接起来。这种挡土结构目前常采用双轴搅拌机进行施工，一个轴搅拌的桩体直径为700mm，两个搅拌轴的距离为500mm，搅拌桩之间的搭接距离为200mm。
图3.9 深层搅拌水泥土桩墙平面
布置形式———壁状支护结构
图3.10 深层搅拌水泥土桩墙
平面布置形式———格栅式
墙体宽度B和插入深度D应根据基坑深度、土质情况及其物理、力学性能，周围环境，地面荷载等计算确定。在软土地区，当基坑开挖深度h≤5m时，可按经验取B＝（0.6～0.8）h，尺寸以500mm进位，D＝（0.8～1.2）h。基坑深度一般控制在7m以内，过深则不经济。根据使用要求和受力特性，搅拌桩挡土结构的竖向断面形式如图3.11所示。
图3.11 搅拌桩支护结构几种竖向断面
4）水泥土桩墙工程施工
水泥土桩墙工程主要施工机械采用深层搅拌机。目前，我国生产的深层搅拌机主要分为单轴搅拌机和双轴搅拌机。水泥土桩墙工程施工工艺（图3.12）如下：
图3.12 施工工艺流程
①深层搅拌桩施工可采用湿法（喷浆）及干法（喷粉）施工，施工时应优先选用喷浆型双轴型深层搅拌机。
②桩架定位及保证垂直度：深层搅拌机桩架到达指定桩位、对中，当场地标高不符合设计要求或起伏不平时，应先进行开挖、整平。施工时桩位偏差应小于5cm，桩的垂直度误差不超过1%。
③预搅下沉：待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机的电动机，放松起重机的钢线绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉，下沉速度可由电动机的电流表控制。工作电流不应大于70A。如果下沉速度太慢，可从输浆系统补给清水以利钻进。
④制备水泥浆：按设计要求的配合比拌制水泥浆，压浆前将水泥浆倒入集料斗中。
⑤提升、喷浆并搅拌：深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，并且边喷浆、边旋转，同时严格按照设计确定的提升速度提升搅拌机。
⑥重复搅拌或重复喷浆：搅拌机提升至设计加固深度的顶面标高时，集料斗中的水泥浆应正好排空。为使软土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计加固深度后再将搅拌机提升出地面。有时可采用复搅、复喷（即二次喷浆）方法。在第一次喷浆至顶面标高，喷完总量的60%浆量，将搅拌机边搅边沉入土中，至设计深度后，再将搅拌机边提升边搅拌，并喷完余下的40%浆量。喷浆搅拌时搅拌机的提升速度不应超过0.5m／min。
⑦移位：桩架移至下一桩位施工。下一桩位施工应在前桩水泥土尚未固化时进行。相邻桩的搭接宽度不宜小于200mm。相邻桩喷浆工艺的施工时间间隔不宜大于10h。施工开始和结束的头尾搭接处，应采取加强措施，防止出现沟缝。
5）水泥土桩墙质量检验标准
根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）规定，水泥土桩墙支护结构是水泥土搅拌桩（包括加筋水泥土搅拌桩）、高压喷射注浆桩所成的围护结构。加筋水泥土搅拌桩质量检验标准应符合表3.6的规定。
表3.6 加筋水泥土搅拌桩质量检验标准
注：应全部进行检查。
6）减小水泥土桩墙位移的措施
水泥土桩墙属于重力式挡墙。在实际工程中，水泥土桩墙的水平位移往往偏大，影响施工顺利进行及周围已有建筑物及地下管线的安全。水泥土桩墙的水平位移的大小与基坑开挖深度、坑底土性质、基坑底部状况（有无桩基或加固等）、基坑边堆载及基坑边长等因素有关。它的稳定有赖于被动土压力的发挥，而被动土压力只有在墙体位移足够大时才能发挥。因此，在水泥土桩墙围护结构设计中，根据工程特点，采取一定措施，减小水泥土桩墙的位移是十分必要的。
①墙顶插筋。水泥土墙体插筋对减小墙体位移有一定作用，特别是采用钢管插筋其作用更明显。插筋时，每根搅拌桩顶部插入一根长2m左右
12的钢筋，以后将其与墙顶压顶面板钢筋绑扎连接，如图3.13所示。
②基坑降水。在基坑开挖前进行坑内降水，既可为地下结构施工提供干燥的作业环境，同时对坑内土的固结也很有利，该方法施工简便、造价低、效果也较好。对于含水并适宜降水的土层，宜选用此法。
坑内降水井管的布置既要保证坑内地下水降至坑底以下一定的深度，又要防止坑内降水影响坑外地下水位过大变动，造成坑边土体的沉陷。
图3.13 水泥土墙体插筋
图3.14 坑底加固剖面图
③坑底加固。当坑底土较软弱，采用上述措施还不能控制水泥土墙的水平位移时，则可采用基坑底部加固法。坑底加固的布置可用满堂布置方法，也可采用坑底四周布置方法。当基坑面积较小时，可采用满堂布置；当基坑面积较大时，为经济起见，可采用墙前坑底加固方法。墙前坑底加固宽度可取（0.4～0.8）D（D为挡墙入土深度），加固深度可取（0.5～1.0）D，加固区段可以是局部区段，也可以是基坑四周全部加固，如图3.14所示，具体可视坑底土质、周围环境及经济性等决定。
④水泥土桩墙加设支撑。水泥土桩墙一般均无支撑，但有时为减小墙体位移或在某些特殊情况下（如坑边有集中荷载）也可局部加设支撑。
3.2.4 土层锚杆
土层锚杆简称土锚杆，是在地面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁未开挖的土层钻孔，达到设计深度后，或在扩大孔端部，形成球状或其他形状，在孔内放入钢筋或其他抗拉材料，灌入水泥浆与土层结合成为抗拉力强的锚杆。为了均匀分配传到连续墙或柱列式灌注桩上的土压力，减少墙、柱的水平位移和配筋，一端采用锚杆与墙、柱连接，另一端锚固在土层中，用以维持坑壁的稳定。
图3.15 土层锚杆的构造
锚杆由锚头、拉杆和锚固体组成，如图3.15所示。锚头由锚具、承压板、横梁和台座组成；拉杆采用钢筋、钢绞线制成；锚固体是由水泥浆或水泥砂浆将拉杆与土体连接成一体的抗拔构件。
1）特点
①锚杆代替内支撑，它设置在围护墙背后，因而在基坑内有较大的空间，有利于挖土施工。
②锚杆施工机械及设备的作业空间不大，因此可适用于各种地形及场地。
③锚杆可采用预加拉力，以控制结构的变形量。
④施工时的噪声和振动均很小。
2）适用条件
①适于基坑侧壁安全等级一、二、三级。
②一般黏土、砂土地基皆可应用，软土、淤泥质土地基要进行实验确认后应用。
③适用于难以采用支撑的大面积深基坑。
④不宜用于地下水大、含有化学腐蚀物的土层和松散软弱土层。
3）土层锚杆的类型
土层锚杆主要有如下类型：
①一般灌浆锚杆。钻孔后放入受拉杆件，然后用砂浆泵将水泥浆或水泥砂浆注入孔内，经养护后即可承受拉力。
②高压灌浆锚杆（又称预压锚杆）。它与一般灌浆锚杆的不同点是：在灌浆阶段对水泥砂浆施加一定的压力，使水泥砂浆在压力下压入孔壁四周的裂缝并在压力下固结，从而使锚杆具有较大的抗拔力。
③预应力锚杆。先对锚固段进行一次压力灌浆，然后对锚杆施加预应力后锚固并在非锚固段进行不加压二次灌浆，也可一次灌浆（加压或不加压）后施加预应力。这种锚杆可穿过松软地层而锚固在稳定土层中，并使结构物减小变形。我国目前大都采用预应力锚杆。
④扩孔锚杆。用特制的扩孔钻头扩大锚固段的钻孔直径，或用爆扩法扩大钻孔端头，从而形成扩大的锚固段或端头，可有效提高锚杆的抗拔力。扩孔锚杆主要用在松软地层中。
灌浆材料可使用水泥浆、水泥砂浆、树脂材料、化学浆液等作为锚固材料。
4）土层锚杆施工
土层锚杆施工机械有：冲击式钻机、旋转式钻机及旋转式冲击钻机等。冲击式钻机适用于砂石层地层，旋转式钻机可用于各种地层。旋转式钻机靠钻具旋转切削钻进成孔，也可加套管成孔。
土层锚杆的施工程序为：钻机就位→钻孔→清孔→放置钢筋（或钢绞线）及灌浆管→压力灌浆→养护→放置横梁、台座，张拉锚固。
①钻孔。土层锚杆钻孔用的钻孔机械，按工作原理分，有旋转式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机三类，主要根据土质、钻孔深度和地下水情况进行选择。
锚杆孔壁要求平直，以便安放钢拉杆和灌注水泥浆。孔壁不得坍陷和松动，否则影响钢拉杆安放和土层锚杆的承载能力。钻孔时不得使用膨润土循环泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力。
②安放拉杆。土层锚杆用的拉杆，常用的有钢管、粗钢筋、钢丝束和钢绞线，主要根据土层锚杆的承载能力和现有材料的情况来选择。
③灌浆。灌浆的作用是形成锚固段，将锚杆锚固在土层中；防止钢拉杆腐蚀；充填土层中的孔隙和裂缝。灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序，施工时应做好记录。灌浆有一次灌浆法和二次灌浆法。一次灌浆法宜选用灰砂比为1∶1～1∶2、水灰比为0.38～0.45的水泥砂浆，或水灰比为0.40～0.50的水泥浆；二次灌浆法中的二次高压灌浆，宜用水灰比为0.45～0.55的水泥浆。
④张拉和锚固。锚杆压力灌浆后，待锚固段的强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉。
锚杆宜张拉至设计荷载的0.9～1.0倍后，再按设计要求锁定。锚杆张拉控制应力，不应超过拉杆强度标准值的75%。张拉用设备与预应力结构张拉所用设备相同。
3.2.5 土钉墙支护结构
土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的土钉（细长杆件）置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层，通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳结构，承担较小的变形压力；土钉承受主要拉力；喷射混凝土面层调节表面应力分布，体现整体作用；同时由于土钉排列较密，通过高压注浆扩散后使土体性能提高。土钉墙支护如图3.16所示。
图3.16 土钉墙支护简图
1）特点
①土钉墙支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。
②设备简单，操作方便，施工所需场地小。材料用量和工程量小，经济效果好。
③土体位移小，采用信息化施工，发现墙体变形过大或土质变化，可及时修改、加固或补救，确保施工安全。
2）适用条件
①基坑侧壁安全等级为二、三级非软土场地。
②地下水位较低的黏土、砂土、粉土地基，土钉墙基坑深度不宜大于12m。
③当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。
3）土钉墙的基本构造
（1）土钉长度
一般对非饱和土，土钉长度L与开挖深度H之比为L／H＝0.6～1.2，密实砂土及干硬性黏土取小值。为减少变形，顶部土钉长度宜适当增加。非饱和土底部土钉长度可适当减少，但不宜小于0.5H。对于饱和软土，由于土体抗剪能力很低，土钉内力因水压作用而增加，设计时取L／H＞1为宜。
（2）土钉间距
土钉间距的大小影响土体的整体作用效果，目前尚不能给出有足够理论依据的定量指标。土钉的水平间距和垂直间距一般宜为1.2～2.0m。垂直间距依土层及计算确定，且与开挖深度相对应。上下插筋交错排列，遇局部软弱土层间距可小于1.0m。
（3）土钉直径
最常用的土钉材料是变形钢筋、圆钢、钢管及角钢等。当采用钢筋时，一般为直径18～32，HRB335以上螺纹钢筋；当采用角钢时，一般为∠50×50×5角钢；当采用钢管时，一般为矱50钢管。
（4）土钉倾角
土钉垂直方向向下倾角一般为5°～20°，土钉倾角取决于注浆钻孔工艺与土体分层特点等多种因素。研究表明，倾角越小，支护的变形越小，但注浆质量较难控制；倾角越大，支护的变形越大，但倾角大，有利于土钉插入下层较好的土层内。
（5）注浆材料
注浆用水泥砂浆或水泥素浆。水泥采用不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，其强度等级不宜低于M10；水灰比为1∶0.40～0.50，水泥砂浆配合比宜为1∶1～1∶2（质量比）。
（6）支护面层
土钉支护中的喷射混凝土面层不属于主要挡土部件，在土体自重作用下主要是稳定开挖面上的局部土体，防止其崩落和受到侵蚀。临时性土钉支护的面层通常用50～150mm厚的钢筋网喷射混凝土，混凝土强度等级不低于C20。钢筋网常用矱6～8，HPB300级钢筋焊成15～30cm方格网片。永久性土钉墙支护面层厚度为150～250mm，设两层钢筋网，分两次喷成。
4）土钉墙支护施工
土钉墙支护的成功与否不仅与结构设计有关，而且在很大程度上取决于施工方法、施工工序和施工速度，设计与施工的紧密配合是土钉墙支护成功的重要环节。
土钉墙支护施工设备主要有钻孔设备、混凝土喷射机及注浆泵。钻孔设备一般采用KHYD75A型矿用电动岩石钻。注浆泵采用2UB5型压浆泵及DLB50／40漏斗泵。混凝土喷射机采用ZP5唱A型及HPZ唱5型。
土钉墙支护施工应按设计要求自上而下、分层分段进行。土钉墙施工工艺流程及技术要点如下：
①开挖、修坡。土方开挖用挖掘机作业，挖掘机开挖应离预定边坡线0.4m以上，以保证土方开挖少扰动边坡壁的原状土，一次开挖深度由设计确定，一般为1.0～2.0m，土质较差时应小于0.75m。正面宽度不宜过长，开挖后用人工及时修整。边坡坡度不宜大于1∶0.1。
②在开挖面上设置一排土钉。
a.成孔。按设计规定的孔径、孔距及倾角成孔，孔径宜为70～120mm。成孔方法有洛阳铲成孔和机械成孔。成孔后及时将土钉（连同注浆管）送入孔中，沿土钉长度每隔2.0m设置一对中支架。
b.设置土钉。土钉的置入可分为钻孔置入、打入或射入方式。最常用的是钻孔注浆型土钉。钻孔注浆土钉是先在土中成孔，置入变形钢筋或钢管，然后沿全长注浆填孔。打入土钉是用机械（如振动冲击钻、液压锤等）将角钢、钢筋或钢管打入土体。打入土钉不注浆，与土体接触面积小，钉长受限制，所以布置较密，其优点是不需预先钻孔，施工较为快速。射入土钉是用高压气体作动力，将土钉射入土体。射入钉的土钉直径和钉长受一定限制，但施工速度更快。注浆打入钉是将周围带孔、端部密闭的钢管打入土体后，从管内注浆，并透过壁孔将浆体渗到周围土体。
c.注浆。注浆时先高速低压从孔底注浆，当水泥浆从孔口溢出后，再低速高压从孔口注浆。水泥浆、水泥砂浆应拌和均匀，随伴随用，一次拌和的浆液应在初凝前用完。注浆前应将孔内的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；注浆时，注浆管应插至距孔底250～500mm处，孔口宜设置止浆塞及排气管。
d.绑钢筋网，焊接土钉头。层与层之间的竖筋用对钩连接，竖筋与横筋之间用扎丝固定，土钉与加强钢筋或垫板施焊。
e.喷射混凝土面层。
f.继续向下开挖有限深度，并重复上述步骤。这里需要注意第一层土钉施工完毕后，等注浆材料达到设计强度的70%以上方可进行下层土方开挖，按此循环直至坑底标高，最后设置坡顶及坡底排水装置。
当土质较好时，也可采取如下顺序：确定基坑开挖边线→按线开挖工作面→修整边坡→埋设喷射混凝土厚度控制标志→放土钉孔位线并做标志→成孔→安设土钉、注浆→绑扎钢筋网，土钉与加强钢筋或承压板连接，设置钢筋网垫块→喷射混凝土→下一层施工。
5）土钉墙支护结构质量检测
对土钉应采用抗拉试验检测承载力，为土钉墙设计提供依据或用以证明设计中所使用的黏结力是否合适。土钉的抗拉试验可采用循环加荷的方式。第一级荷载取土钉钢筋屈服强度的10%为基本荷载，其后以土钉钢筋屈服强度的15%为增量来增加荷载，同时用退荷循环来测量残余变形，每一级荷载必须持续到变形稳定为止。土钉的破坏标准为：在同级荷载下的变形不可能趋于稳定，即认为土钉已达到极限荷载。
在土钉钢筋上贴电阻应变片，可用来量测土钉应力分布及其变化规律。在同一条件下，试验数量应为土钉总数的1%，且不少于3根。土钉检验的合格标准为：土钉抗拔力平均值应大于设计极限抗拔力；抗拔力最小值应大于设计极限抗拔力的0.9倍。土钉墙面喷射混凝土厚度可采用钻孔检测，钻孔数宜每100m2墙面积一组，每组不应少于3点。
同时，根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）规定：锚杆及土钉墙支护工程施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必须的施工设备如挖掘机、钻机、压浆泵、搅拌机等应能正常运转；一般情况下，应遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖就再行支护的方式施工；施工中应对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆或土钉应力等进行检查；每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况应采取措施，恢复正常后方可继续施工。锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合表3.7的规定。
表3.7 锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准
3.2.6 地下连续墙
地下连续墙是利用特制的成槽机械在泥浆（又称稳定液，如膨润土泥浆）护壁的情况下进行开挖，形成一定槽段长度的沟槽；再将在地面上制作好的钢筋笼放入槽段内；采用导管法进行水下混凝土浇筑，完成一个单元的墙段，各墙段之间的特定的接头方式（如用接头管或接头箱做成的接头）相互联结，形成一道连续的地下钢筋混凝土墙。地下连续墙按成槽方式可分为壁板式和组合式；按施工方法可分为现浇式、预制板式及二者组合成墙等。
地下连续墙具有防渗、止水、承重、挡土、抗滑等各种功能，适用于深基坑开挖和地下建筑的临时性和永久性的挡土围护结构；用于地下水位以下的截水和防渗；可承受上部建筑的永久性荷载兼有挡土墙和承重基础的作用；由于对邻近地基和建筑物的影响小，所以适合在城市建筑密集、人流多和管线多的地方施工。
1）特点
地下连续墙施工具有如下优点：
①墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构。
②对砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩就难以施工，但可以采用合适的成槽机械施工的地下连续墙结构。
③可减少工程施工时对环境的影响。施工时振动少，噪声低；对周围相邻的工程结构和地下管线的影响较小，对沉降及变位较易控制。
④可进行逆筑法施工，有利于加快施工进度，降低造价。
但是，地下连续墙施工法也有不足之处，这主要表现在：
①对废泥浆处理，不但会增加工程费用，如泥水分离技术不完善或处理不当，还会造成新的环境污染。
②槽壁坍塌问题。如地下水位急剧上升、护壁泥浆液面急剧下降、土层中有软弱疏松的砂性夹层、泥浆的性质不当或已变质、施工管理不善等均可能引起槽壁坍塌，引起邻近地面沉降，危害邻近工程结构和地下管线的安全。同时也可能使墙体混凝土体积超方、墙面粗糙和结构尺寸超出允许界限。
③地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，则造价可能较高，不够经济。
2）适用条件
①适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级。
②适用于各种地质条件，但悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m。
③可用于逆作法施工。
3）地下连续墙的施工机械
（1）挖槽机械
挖槽是地下连续墙施工中的关键工序，常用的机械设备如下。
①多钻头成槽机：主要由多头钻机（挖槽用）、机架（吊多头钻机用）、卷扬机（提升钻机头和吊胶皮管、拆装钻机用）、电动机（钻机架行走动力）和液压千斤顶（机架就位、转向顶升用）组成。
②液压抓斗成槽机：主要由挖掘装置（挖槽用）、导架（导杆抓斗支撑、导向用）和起重机（吊导架和挖掘装置用）组成。
③钻挖成槽机：主要由潜水电钻（钻导孔用）、导板抓斗（挖槽及清除障碍物用）和钻抓机架（吊钻机导板抓斗用）组成。
④冲击成槽机：主要由冲击式钻机（冲击成槽用）和卷扬机（升降冲击锤用）组成。
（2）泥浆制备及处理设备
主要的设备有：旋流器机架、泥浆搅拌机（制备泥浆用）、软轴搅拌机（搅拌泥浆用）、振动筛（泥渣处理分类用）、灰渣泵（与旋流器配套和吸泥用）、砂泵（供浆用）、泥浆泵（输送泥浆用）、真空泵（吸泥引水用）、孔压机（多头钻吸泥用）。
（3）混凝土浇筑设备
主要的设备有：混凝土浇筑架、卷扬机（提升混凝土漏斗及导管用）、混凝土料斗（装运混凝土用）、混凝土导管（带受料斗，浇筑水下混凝土用）。
4）地下连续墙施工
地下连续墙的施工是多个单元槽段的重复作业，每个槽段的施工过程（图3.17）大致可分为5步：首先在始终充满泥浆的沟槽中，利用专用挖槽机械进行挖槽；随后在沟槽两端放入接头管；将已制备的钢筋笼下沉到设计高度；然后插入水下灌注混凝土导管，进行混凝土灌注；待混凝土初凝后，拔去接头管。
地下连续墙的施工工艺流程如图3.18所示。其中修筑导墙、配制泥浆、开挖槽段、钢筋笼制作与吊装以及混凝土浇筑是地下连续墙施工中的主要工序。
（1）修筑导墙
•导墙的作用
图3.17 地下连续墙施工程序
图3.18 地下连续墙施工工艺流程
①测量基准作用。由于导墙与地下墙的中心是一致的，所以导墙可作为挖槽机的导向，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定位。
②挡土作用。地表土层受地面超载影响容易塌陷，导墙可起到挡土作用，保证连续墙孔口的稳定性。为防止导墙在侧向土压力作用下产生位移，一般应在导墙内侧每隔1～2m加设上下两道木支撑。
③承重物的支承作用。导墙可作为重物支承台，承受钢筋笼、导管、接头管及其他施工机械的静、动荷载。
④储存泥浆以及防止泥浆漏失，阻止雨水等地面水流入槽内的作用。为保证槽壁的稳定，一般认为泥浆液面要高于地下水位1.0m。
•导墙形式
导墙断面一般为
形、
形或
形，如图3.19所示。
形和
形用于土质较差的土层，
形用于土质较好的土层。
图3.19 导墙形式
•导墙施工
导墙一般用钢筋混凝土浇筑而成，采用C20混凝土，配筋较少，多为
12＠200，水平钢筋按规定搭接；导墙厚度一般为150～250mm，深度为1.5～2.0m，底部应坐落在原土层上，其顶面高出施工地面50～100mm，并应高出地下水位1.5m以上。两侧墙净距中心线与地下连续墙中心线重合。每个槽段内的导墙应设一个以上的溢浆孔。
现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应立即在两片导墙间加支撑，其水平间距为2.0～2.5m，在养护期间，严禁重型机械在附近行走、停放或作业。
导墙的施工允许偏差为：两片导墙的中心线应与地下墙纵向轴线相重合，允许偏差应为±10mm；导墙内壁面垂直度允许偏差为0.5%；两导墙间间距应比地下墙设计厚度加宽30～50mm，其允许偏差为±10mm；导墙顶面应平整。
（2）配制泥浆
•泥浆的作用
①护壁作用。泥浆具有一定的密度，槽内泥浆液面高出地下水位一定高度，泥浆在槽内就对槽壁产生一定的侧压力，相当于一种液体支撑，可以防止槽壁倒坍和剥落，并防止地下水渗入。
②携渣作用。泥浆具有一定的黏度，它能将挖槽时挖下来的土渣悬浮起来，使土渣随泥浆一同排出槽外。
③冷却和润滑作用。泥浆可降低钻具连续冲击或回转而引起的升温，同时起到切土滑润的作用，从而减少机具磨损，提高挖槽效率。
•泥浆制作
①泥浆材料。配制泥浆的主要材料有黏土（一般采用酸性陶土粉）、纯碱（Na2CO3）、羧甲基纤维素（CMC）、水（一般采用pH值接近中性的自来水）。此外可根据需要掺入少量硝基腐植酸碱剂（简称硝腐碱）或铁铬木质素硫酸盐（FCLS，简称铁铬盐）。
②泥浆需要量。泥浆的需要量取决于一次同时开挖槽段的大小、泥浆的各种损失、制备和回收处理泥浆的机械能力，一般可参考类似工程的经验决定。
③泥浆配比。纯碱液配制浓度为1∶5或1∶10。
CMC液对高黏度泥浆的配制浓度为1.5%，搅拌时先将水加至1／3，再把CMC粉缓慢撒入，然后用软轴搅拌器将大块CMC搅拌成小颗粒，继续加水搅拌。CMC配制后需静置6h后使用。
硝腐碱液配合比为：硝基腐植酸∶烧碱∶水＝15∶1∶300，配制时先将烧碱或烧碱液和一半左右水在贮液筒里搅拌，待烧碱全部溶解后，放进硝基腐植酸，继续搅拌15min。
泥浆搅拌前先将水加至搅拌筒1／3后开动搅拌机，在定量水箱不断加水同时，加入陶土粉、纯碱液，搅拌3min后，加入CMC液及硝腐碱液继续搅拌。
一般情况下，新拌制的泥浆应存放24h或加分散剂，使之充分水化后方可使用。对一般软土地基，新拌泥浆及使用过的循环泥浆性能可按表3.8所示的指标进行控制。
表3.8 软土地基泥浆质量控制指标
•泥浆处理
当泥浆受水泥污染时，黏度会急剧升高，可用Na2CO3和FCLS（铁铬盐）进行稀释。当泥浆过分凝胶化或泥浆pH值大于10.5时，则应予以废弃。废弃的泥浆不能任意倾倒或排入河流、下水道，必须用密封箱、真空车将其运至专用填埋场进行填埋或进行泥水分离处理。
（3）开挖槽段
成槽时间约占工期的一半，挖槽精度又决定了墙体制作精度，所以槽段开挖是决定施工进度和质量的关键工序。
挖槽前，预先将地下墙体划分成许多段，每一段称为地下连续墙的一个槽段（又称为一个单元），一个槽段是一次混凝土灌注单位。
槽段的长度理论上应取得长一些，这样可减少墙段的接头数量，不但可以提高地下连续墙的防水性和整体性，而且也减少了循环作业的次数，提高施工效率。但实际上槽段的长度应根据设计要求、土层性质、地下水情况、钢筋笼的轻重大小、设备起吊能力、混凝土供应能力等条件确定，一般槽段长度为3～7m。
划分单元槽段时应注意合理设置槽段间的接头位置，一般情况下应避免将接头设在转角处、地下连续墙与内部结构的连接处，以保证地下连续墙有较好的整体性。
作为深基坑的支护结构或地下构筑物外墙的地下连续墙，其平面形状一般多为纵向连续一字形。但为了增加地下连续墙的抗挠曲刚度，也可采用工字形、L形、T形、Z形及U形。墙厚根据结构受力计算确定，现浇式一般为600～1000mm，最大为1200mm；预制式受施工条件限制，厚度一般不大于500mm。
挖槽过程中应保持槽内始终充满泥浆，根据挖槽方式的不同确定不同的泥浆使用方式。使用抓斗挖槽时，应采用泥浆静止方式，随着挖槽深度的增大，不断向槽内补充新鲜泥浆，使槽壁保持稳定。使用钻头或切削刀具挖槽时，应采用泥浆循环方式，用泵把泥浆通过管道压送到槽底，土渣随泥浆上浮至槽顶面排出称为正循环；泥浆自然流入槽内，土渣被泵管抽吸到地面上称为反循环。反循环的排渣效率高，宜用于容积大的槽段开挖。
非承重墙的终槽深度必须保证设计深度，同一槽段内，槽底深度必须一致且保持平整。承重墙的槽段深度应根据设计入岩深度要求，参照地质剖面图及槽底岩屑样品等综合确定，同一槽段开挖深度宜一致。
槽段开挖完毕，应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度，合格后应尽快清底换浆、安装钢筋笼。
（4）钢筋笼的制作和吊放
•钢筋笼的制作
钢筋笼按设计配筋图和单元槽段的划分来制作，一般每一单元槽段做成一个整体。受力钢筋一般采用HRB335钢筋，直径不宜小于16mm；构造筋可采用HPB300级钢筋，直径不宜小于12mm。
钢筋笼宽度应比槽段宽度小300～400mm，钢筋笼端部与接头管或混凝土接头面间应留有150～200mm的空隙。主筋净保护层厚度为70～80mm，为了确保保护层厚度，可用钢筋或钢板定位垫块或预制混凝土垫块焊于钢筋笼上，保护层垫块厚50mm。
制作钢筋笼时要预留插放浇筑混凝土用导管的位置，在导管周围增设箍筋和连接筋进行加固；纵向主筋放在内侧，且其底端距槽底面100～200mm，横向钢筋放在外侧。
为防止钢筋笼在起吊时产生过大变形，要根据钢筋笼质量、尺寸以及起吊方式和吊点布置，在钢筋笼内布置一定数量（一般2～4榀）的纵向桁架及横向架立桁架，对宽度较大的钢筋笼在主筋面上增设
25水平筋和斜拉条。
钢筋绑扎一般用铁丝先临时固定，然后用点焊焊牢，再拆除铁丝。为保证钢筋笼整体刚度，点焊数不得少于交叉点总数的50%。
•钢筋笼的吊放
起吊时，用钢丝绳吊住钢筋笼的4个角，为避免在空中晃动，钢筋笼下端可系绳索用人力控制。起吊时不能使钢筋笼下端在地面上拖引，以防造成下端钢筋弯曲变形。
插入钢筋笼时，一定要使钢筋笼和吊点中心都对准槽段中心，徐徐下降，垂直而又准确地插入槽内。此时须注意不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。
钢筋笼插入槽内后，检查其顶端高度是否符合设计要求，然后将其搁置在导墙上。
（5）槽段接头
地下连续墙需承受侧向水压力和土压力，而它又是由若干个槽段连成的，那么各槽段之间的接头就成为连续墙的薄弱部位。此外，地下连续墙与内部主体结构之间的连接接头，要承受弯、剪、扭等各种内力，因此接头连接问题就成为地下连续墙施工中的重点。
地下连续墙的接头形式大致可分为施工接头和结构接头两类。施工接头是浇筑地下连续墙时纵向连接两相邻单元墙段的接头；结构接头是已竣工的地下连续墙在水平方向与其他构件（地下连续墙内部结构的梁、柱、墙、板等）相连接的接头。
•施工接头
施工接头应满足受力和防渗的要求，并要求施工简便、质量可靠。
①直接连接构成接头。单元槽段挖成后，随即吊放钢筋笼，浇灌混凝土。混凝土与未开挖土体直接接触。在开挖下一单元槽段时，用冲击锤等将与土体相接触的混凝土改造成凹凸不平的连接面，再浇灌混凝土形成所谓“直接接头”（图3.20）。而黏附在连接面上的沉渣与土是用抓斗的斗齿或射水等方法清除的，但难以清除干净，受力与防渗性能均较差。因此，目前此种接头用得很少。
图3.20 直接接头
②接头管接头。接头管接头使用接头管（也称锁口管）形成槽段间的接头，其施工时的情况如图3.21所示。
图3.21 接头管接头的施工过程
为了使施工时每一个槽段纵向两端受到的水压力、土压力大致相等，一般可沿地下连续墙纵向将槽段分为一期和二期两类槽段。先开挖一期槽段，待槽段内土方开挖完成后，在该槽段的两端用起重设备放入接头管，然后吊放钢筋笼和浇筑混凝土。这时两端的接头管相当于模板的作用，将刚浇筑的混凝土与还未开挖的二期槽段的土体隔开。待新浇混凝土开始初凝时，用机械将接头管拔起。这时，已施工完成的一期槽段的两端和还未开挖土方的二期槽段之间分别留有一个圆形孔。继续二期槽段施工时，与其两端相邻的一期槽段混凝土已经结硬，只需开挖二期槽段内的土方。当二期槽段完成土方开挖后，应对一期槽段已浇筑的混凝土半圆形端头表面进行处理，将附着的水泥浆与稳定液混合而成的胶凝物除去，否则接头处止水性就很差。胶凝物的铲除须采用专门设备，例如电动刷、刮刀等工具。
在接头处理后，即可进行二期槽段钢筋笼吊放和混凝土的浇筑。这样，二期槽段外凸的半圆形端头和一期槽段内凹的半圆形端头相互嵌套，形成整体。
除了上述将槽段分为一期和二期跳格施工外，也可按序逐段进行各槽段的施工。这样每个槽段的一端与已完成的槽段相邻，只需在另一端设置接头管，但地下连续墙槽段两端会受到不对称水压力、土压力的作用，所以两种处理方法各有利弊。
这种连接法是目前最常用的，其优点是用钢量少、造价较低，能满足一般抗渗要求。
接头管多用钢管，每节长度15m左右，采用内销连接，既便于运输，又可使外壁平整光滑，易于拔管。值得注意的一个问题是如何掌握起拔接头管的时间，如果起拔时间过早，新浇混凝土还处于流态，混凝土从接头管下端流入到相邻槽段，为下一槽段的施工造成困难；如果提拔时间太晚，新浇混凝土与接头管胶黏在一起，造成提拔接头管的困难，强行起拔有可能造成新浇混凝土的损伤。
接头管用起重机吊放入槽孔内。为了今后便于起拔，管身外壁必须光滑，还应在管身上涂抹黄油。开始灌注混凝土1h后，旋转半圆周或提起10cm。一般在混凝土达到0.05～0.20MPa（浇筑后3～5h）开始起拔，并应在混凝土浇筑后8h内将接头管全部拔出。起拔时一般用3000kN起重机，但也可另备10000kN或20000kN千斤顶提升架作应急之用。
③接头箱接头。接头箱接头可以使地下连续墙形成整体接头，接头的刚度较好。
接头箱接头的施工方法与接头管接头相似，只是以接头箱代替接头管。一个单元槽段挖土结束后，吊放接头箱，再吊放钢筋笼。由于接头箱在浇筑混凝土的一面是开口的，所以钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。浇筑混凝土时，由于接头箱的开口面被焊在钢筋笼端部的钢板封住，因而浇筑的混凝土不能进入接头箱。混凝土初凝后，与接头管一样逐步吊出接头箱，待后一个单元槽段再浇筑混凝土时，由于两相邻单元槽段的水平钢筋交错搭接而形成刚性接头，其施工过程如图3.22所示。
图3.22 接头箱接头的施工过程
④隔板式接头。隔板式接头按隔板的形状分为平隔板、榫形隔板和V形隔板。由于隔板与槽壁之间难免有缝隙，为防止新浇筑的混凝土渗入，要在钢筋笼的两边铺贴维尼龙等化纤布。吊入钢筋笼时要注意不要损坏化纤布。这种接头适用于不易拔出接头管（箱）的深槽。
带有接头钢筋的榫形隔板式接头，能使各单元墙段连成一个整体，是一种较好的接头方式。但插入钢筋笼较困难，且接头处混凝土不易密实，施工时须特别加以注意。
⑤预制构件的接头。用预制构件作为接头的连接件，按材料可分为钢筋混凝土和钢材。在完成槽段挖土后将其吊放槽段的一端，浇筑混凝土后这些预制构件不再拔出，利用预制构件的一面作为下一槽段的连接点。这种接头施工造价高，宜在成槽深度较大、起拔接头管有困难的场合应用。
•结构接头
地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁连接的结构接头常用的有以下几种：
①直接连接接头。在浇筑地下连续墙体以前，在连接部位预先埋覆连接钢筋。即将该连接筋一端直接与槽段主筋连接（焊接式搭接），另一端弯折后与地下连续墙墙面平行且紧贴墙面。待开挖地下连续墙内侧土体，露出此墙面时，凿去该处的墙面混凝土面层，露出预埋钢筋，然后再弯成所需的形状与后浇主体结构受力筋连接，预埋连接钢筋一般选用HPB300级钢筋，且直径不宜大于22mm。为方便弯折此预埋钢筋，可采用加热方法。如果能避免急剧加热并认真施工，钢筋强度几乎可以不受影响。但考虑到连接处往往是结构薄弱环节，故钢筋数量可比计算增加20%的余量。
采用预埋钢筋的直接接头，施工容易、受力可靠，是目前用得最广泛的结构接头。
②间接接头。间接接头是通过钢板或钢构件作媒介，连接地下连续墙和地下工程内部构件的接头。一般有预埋连接钢板和预埋剪力块两种方法。
预埋连接钢板法是将钢板事先固定于地下连续墙钢筋笼的相应部位。待浇筑混凝土以及内墙面土方开挖后，将面层混凝土凿去露出钢板，然后用焊接方法将后浇的内部构件中的受力钢筋焊接在该预埋钢板上。
预埋剪力块法与预埋钢板法类似。剪力块连接件也事先预埋在地下连续墙内，剪力钢筋弯折放置于紧贴墙面处。待凿去混凝土外露后，再与后浇构件相连。剪力块连接件一般主要承受剪力。
（6）水下混凝土浇筑
•清底工作
槽段开挖到设计标高后，在插放接头管和钢筋笼之前，应及时清除槽底淤泥和沉渣，否则钢筋笼插不到设计位置，地下连续墙的承载力降低。我们将清除沉渣的工作称为清底。
清底可采用沉淀法或置换法进行。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后再进行清底；置换法是在挖槽结束之后，对槽底进行认真清理，然后在土渣还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内的泥浆置换出来。工程上一般常用置换法。
清除沉渣的方法常用的有：砂石吸力泵排泥法、压缩空气升液排泥法、带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法、抓斗直接排泥法。
•混凝土浇筑
地下连续墙的混凝土是在护壁泥浆下浇筑，需按水下混凝土的方法配制和浇筑。混凝土强度等级一般不应低于C20。用导管法浇筑的水下混凝土应具有良好的和易性和流动性，坍落度宜为180～220mm，扩散度宜为340～380mm。
混凝土的配合比应通过试验确定，并应满足设计要求和抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量等指标。水泥一般选用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，混凝土配比中水泥用量一般大于370kg／m3，并可根据需要掺入外加剂；粗骨料最大粒径不应大于25mm，宜选用中砂或粗砂，且拌和物中的含砂率不小于45%；水灰比不应大于0.6。
地下连续墙混凝土是用导管在泥浆中浇筑的。由于导管内混凝土密度大于导管外的泥浆密度，利用两者的压力差使混凝土从导管内流出，在管口附近一定范围内上升替换掉原来泥浆的空间。
导管的数量与槽段长度有关，槽段长度小于4m时，可使用1根导管；大于4m时，应使用2根或2根以上导管。导管内径约为粗骨料粒径的8倍左右，不得小于粗骨料粒径的4倍。导管间距根据导管直径决定，使用150mm导管时，间距为2m；使用200mm导管时，间距为3m，一般可取（8～10）d（d为导管的直径）。导管距槽段两端不宜大于1.5m。
在浇筑过程中，混凝土的上升速度不得小于2m／h，且随着混凝土的上升，要适时提升和拆卸导管。导管下口插入混凝土深度应控制在2～4m，不宜过深或过浅，插入深度大，混凝土挤推的影响范围大，深部的混凝土密实、强度高，但容易使下部沉积过多的粗骨料，而面层聚积较多的砂浆；导管插入太浅，则混凝土是摊铺式推移，泥浆容易混入混凝土，影响混凝土的强度。因此导管插入混凝土深度不宜大于6m，并不得小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。浇筑过程中，应有专人每30min测量一次导管埋深及管外混凝土面高度，每2h测量一次导管内混凝土面高度。导管不能作横向运动，否则会使沉渣或泥浆混入混凝土内。混凝土要连续灌筑，不能长时间中断，一般可允许中断5～10min，最长只允许中断20～30min。为保持混凝土的均匀性，混凝土搅拌好之后，应在1.5h内灌筑完毕。
在一个槽段内同时使用两根导管浇筑时，其间距不应大于3m，导管距槽段端头不宜大于1.5m，混凝土面应均匀上升，各导管处的混凝土表面的高差不宜大于0.3m。在浇筑完成后的地下连续墙墙顶存在一层浮浆层，因此混凝土顶面应比设计标高超浇0.5m，凿去该层浮浆层后，地下连续墙墙顶才能与主体结构或支撑相连成整体。
5）地下连续墙的质量控制
（1）防坍塌控制
槽段开挖是地下连续墙施工的中心环节，也是保证工程质量的关键工序。为使槽段施工中不坍塌，保持槽壁稳定，控制措施如下：
①根据地质情况确定槽段长短，槽段过长易引起塌方。
②合理设计槽段形式：U形槽段比T形槽段塌方可能性大，T形槽段比工字形槽段塌方可能性大；锐角形槽段比钝角形槽段塌方可能性大。
③槽段开挖结束到浇筑混凝土不超过8h，且越短越好。
④采取合理的成槽工艺，如“二钻一抓”；先清除浅层（＜10m）的障碍，再用多头钻钻进。
⑤控制泥浆的物理力学指标，不仅应检查槽底标高以上200mm处的泥浆指标，还应抽查开挖范围内的泥浆指标。
⑥控制地下水，可采用井点降水或管井降水措施，减小地下水对槽壁的渗入压力；也可采用固结土体，增强土壁稳定的措施；还可采用注浆或水泥土搅拌桩等加固土体。
⑦减小槽边荷载，特别是大型机械应尽可能移出槽段影响区外，也可采用路基和厚钢板等来扩散压力，以减少对槽壁引起的侧压力。
⑧吊放钢筋笼前应调整好吊钩位置，确保钢筋笼垂直吊入槽内。
⑨确保连续施工。严重的槽段塌方常因不能连续施工所致。
（2）地下连续墙垂直度控制
为保证开挖槽段的垂直精度，应根据不同的地质情况和槽段形状，采用相应的机械设备。国外多采用超声波垂直精度测定装置或接触性测定器等方法，国内常采用自行研制的槽段宽度测定仪。
（3）地下连续墙漏水控制
地下连续墙出现漏水的主要原因是单元槽段接头不良或存在冷缝，一旦出现漏水，不仅影响周围地基的稳定性，而且给开挖后的内砌施工带来困难，给主体结构带来渗水隐患。通常可采取以下措施：
①选择防渗性能好的接头连接形式，如采用接头箱等连接形式，其防渗效果好。
②保证槽段接头质量。在槽段成槽施工中，端部应保持垂直，并对已完成的槽段混凝土接头处清洗干净。一般用接头刷连续清洗15～20min，至接头刷无泥渣为止。
③防止混凝土冷缝出现。建议灌注混凝土的导管直径采用200mm，并合理布置导管位置，导管离槽段两端接头处一般不超过1.5m，两导管间距不大于3m。
选择合适的混凝土配合比，保证混凝土连续浇筑，并控制导管插入深度，浇灌时严防两导管之间出现失缺段，还应注意各导管所控制范围的混凝土标高。
（4）接头管（箱）拔出控制
对于槽段采用圆形接头管形式的地下连续墙，为防止接头管拔断或拔不出的事故，可采取如下措施：
①槽段端部要垂直，接头管吊放时要放至槽底（或比槽底略深些），防止混凝土由管下绕至对侧，或由管下涌进管内。
②可在管底部焊一钢板，防止混凝土涌入。
③接头管事先要清洗及检查好，拼接后要垂直。
④采用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇筑3.5～4h后，用顶升架启动顶升锁口管，以后每20～30min，使锁口管顶升一次，这样一直使接头管处于常动的状态。
⑤到混凝土浇完后8h，锁口管全部拔除。
6）地下连续墙质量检验标准
①导墙修筑的允许偏差：导墙轴线和顶面标高的允许偏差均为±10mm，导墙净距和局部高差的允许偏差均为±5mm。
②槽段开挖的允许偏差见表3.9。
表3.9 槽段开挖的允许偏差
③护壁泥浆的性能指标参见表3.8。制成的泥浆应存放24h以上或加分散剂，使膨润土或黏土充分水化后方可使用。
④地下连续墙的质量检验标准见表3.10。
表3.10 地下连续墙质量检验标准
3.2.7 逆作法支护
逆作法施工是以地面为起点，先建地下室的外墙和中间支撑桩，然后由上而下逐层建造梁、板或框架，利用它们作水平支承系统，进行下部地下工程的结构施工，这种地下室施工不同于传统方法的先开挖土方到底，浇筑底板，然后自下而上逐层施工的方法，故称为“逆作法”，如图3.23所示。与传统的施工方法相比，用逆作法施工多层地下室可节省支护结构的支撑，可以缩短工程施工的总工期，基坑变形减小，相邻建筑物等沉降少。
图3.23 逆作法施工示意图
逆作法施工可分为封闭式逆作法施工（亦称全逆作法施工）和开敞式逆作法施工（亦称半逆作法施工），具体选用哪种施工方法，需根据结构体系、基础类型、建筑物周围环境以及施工机具与施工经验等因素确定。
1）封闭式逆作法施工程序
在土方开挖之前，先浇筑地下连续墙，作为该建筑的基础墙或基坑支护结构的围护墙，同时在建筑物内部浇筑或打下中间支承柱（亦称中支桩）。然后开挖土方至地下一层顶面底的标高处，浇筑该层的楼盖结构（留有部分工作面），这样已完成的地下一层顶面楼盖结构即作为周围地下连续墙的水平支撑。然后由上向下逐层开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，这样可以同时向上逐层进行地上结构的施工。
2）开敞式逆作法施工程序
开敞式逆作法又称半逆作法施工，即在地面以下，从地面开始向地下室底面施工。地下部分施工方法与封闭式逆作法相同，只是不同时施工地上部分。
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