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第一章绪论

1.1引言

随着经济的发展，城市化步伐的加快，为满足日益增长的市民出行、轨道交通换乘、商

业、停车等功能的需要，在用地愈发紧张的密集城市中心，结合城市建设和改造开发大型地

下空间已成为一种必然，诸如高层建筑多层地下室、地下铁道及地下车站、地下道路、地下

停车库、地下街道、地下商场、地下医院、地下变电站、地下仓库、地下民防工事以及多种

地下民用和工业设施等。地下空间开发规模越来越大，如上海市地下空间开发面积达10~30

万平方米的地下综合体项目近年来多达几十个，基坑开挖面积一般可达2~6万平方米，如上

海仲盛广场基坑开挖面积为5万平方米；天津市117大厦基坑面积为9.6万平方米，上海虹桥

综合交通枢纽工程开挖面积达35万平方米等；基坑的深度也越来越深，一般基坑深度为16~25

米以上，如天津津塔挖深23.5米，苏州东方之门最大挖深22米，而上海世博500kV地下变电

站挖深34米，上海地铁四号线董家渡修复基坑则深达41米。这些深大基坑通常都位于密集城

市中心，基坑工程周围密布着各种地下管线、各类建筑物、交通干道、地铁隧道等各种地下

构筑物，施工场地紧张、工期紧、地质条件复杂、施工条件复杂、周边设施环境保护要求高。

所有这些导致基坑工程的设计和施工的难度越来越大，重大恶性基坑事故不断发生，工程建

设的安全生产形势越来越严峻。

在这种背景条件下，亟需一本内容全面的、综合的、权威的、使用方便的、能充分反映

当前国内外的设计施工技术水平和经验的工具书，给基坑工程设计施工相关人员提供一个内

容丰富、实用好用的基坑工程设计、施工和管理强有力的工具。

《基坑工程手册（第二版）》在《基坑工程手册（第一版）》的基础上，跟踪基坑工程国

内外最新的进展，全部由来自设计施工第一线的经验丰富的设计施工专家重新撰写，系统地

总结了国内外基坑工程的实践经验，全面地阐述了基坑工程地基本计算理论、设计方法、施

工工艺、施工管理技术以及相关的信息，内容覆盖各种地质条件和全国各区域的设计施工方

法，充分反映了国内外基坑工程设计和施工的当前水平和发展趋势，以满足基坑工程设计和

施工的需要。

1.2基坑工程的作用

基坑工程的最基本的作用是为了给地下工程敞开开挖创造条件。

从地表面开挖基坑的最简单办法是放坡大开挖，既经济又方便，在空旷地区优先采用，

既可以是简单的不作任何处理的边坡，也可以是采用土钉、锚喷、地基加固等处理的边坡。

但经常会由于场地的局限性，在基坑平面以外没有足够的空间安全放坡，人们不得不设计附

加结构体系的开挖支护系统，以保证施工的顺利进行，这就形成了基坑工程中大开挖和支护

系统两大工艺体系，前者为土力学中一个经典课题，后者是60年代以来各国岩土工程师和土

力学家们面临的一个重要基础工程课题。

大多数基坑工程是由地面向下开挖的一个地下空间。基坑四周一般为垂直的挡土结构，

挡土结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的桩、板、墙结构，常用材料为混凝土、钢

筋混凝土、钢材等，可以是钢板桩，柱列式灌注桩、水泥土搅拌桩、地下连续墙等。根据基

坑深度的不同，板墙可以是悬臂的，但更多的是单撑和多撑式的(单锚式或多锚式)结构，支

撑的目的是为挡土结构提供支承点，以控制墙体的变形以及墙体的弯矩在该墙体断面的合理

允许范围，以达到经济合理的工程要求。支撑的类型可以是基坑内部受压体系或基坑外部受

拉体系，前者为直撑和/或斜撑组合的受压杆件体系，也有做成在中间留出较大空间的周边

桁架式体系，后者为锚固端在基坑周围地层中的受拉锚杆体系，可提供易于地下结构施工的

全部基坑面积大空间。

高层、超高层建筑物和城市地下空间的开发利用的发展促进了基坑工程的设计和施工的

进步。基坑在早期一直是作为一种地下工程施工措施而存在，它是施工单位为了便于地下工

程敞开开挖施工而采用的临时性的施工措施，正如要浇捣钢筋混凝土构件必须要立模板一

样。但随着基坑的开挖越来越深，面积越来越大，基坑围护结构的设计和施工越来越复杂，

所需要的理论和技术越来越高，远远超越了作为施工辅助措施的范畴，施工单位没有足够的

技术力量来解决复杂的基坑稳定、变形和环境保护问题，研究和设计单位的介入解决了基坑

工程的理论计算和设计问题，由此逐步形成了一门独立的学科分支，基坑工程。

为了给地下工程的敞开开挖创造条件，基坑围护结构体系必须满足如下几