随着全球经济一体化和中国城市化进程的加速，国民经济得到快速发展，城市建设向空中和地下两个方向发展，以保证有限的城市建筑用地得到充分的利用。日益紧张的城市用地促使各种地面建筑结构，如商业用房、车库等向地下转移，加速了地下空间的开发，使得基坑工程朝着更大、更深的方向发展。大多数基坑工程集中在市区，施工场地狭小，施工条件复杂，如何减小基坑开挖对周围建（构）筑物、道路和市政工程的影响，成为岩土工程界关心的重要问题，也对基坑支护体系的设计理论和施工技术提出了更高的要求。武汉作为国家“两型社会”综合改革的试点城市和中部崛起的战略支点城市，城市建设面临极大的机遇。与此同时，作为城市建设的基础工程——基坑工程亦呈现出数量增多、个体面积大、开挖深度大、环境复杂、施工周期短、对环境保护要求高、变形控制严格等特征，基坑工程的技术创新和实践面临空前的机遇和挑战。继1997年中华人民共和国冶金部颁布的《建筑基坑工程技术规范》（YB 9258—97）、1999年中华人民共和国建设部颁布的《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—99），各地方相继出台了各自的基坑支护技术规程，如图1-1所示。

图1-1　国内主要基坑工程规范

图1-2　基坑支护形式

基坑工程是指采取明挖方式由地表向下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。主要内容包括岩土工程勘察、支护设计、支护施工、地下水及地表水的控制、基坑监测与保护、土方开挖与回填等。基坑支护就是为了保证基坑开挖、施工的正常进行及基坑周边环境不受损害而对基坑侧壁及周边环境采取的支挡、加固与保护措施。基坑支护是一项综合性岩土工程，涉及面广，不但包括土力学的强度、变形、稳定性问题，同时还涉及土与支护结构的相互作用问题，要求具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试、水文地质学等多个学科知识。基坑支护体系由具有挡土、止水功能的围护结构和维持围护结构平衡的撑锚体系两部分组成。常见的基坑支护形式如图1-2所示。

20世纪30年代，Tragic&Peck等就已经开始研究基坑工程，他们提出采用总应力法预估挖方稳定程度和支撑荷载大小。在以后的时间里，世界各国的许多学者都投入研究，并不断地在这一领域取得丰硕的成果。50年代，Bjerrum&Eide研究了基坑坑底隆起的分析方法，对工程实践具有很好的指导作用。60年代，在奥斯陆和墨西哥城的软黏土基坑工程中使用了仪器进行监测，基坑监测技术逐步得到应用和发展，对基坑安全控制的预测起到了促进作用。从70年代起，建筑行业出现了基坑工程的相关规范和法规。

我国对基坑工程的广泛研究始于20世纪80年代初，由于经济的发展带动了建筑行业的繁荣，我国各地高层建筑、超高层建筑大量出现，以北京、上海、天津、广州、深圳等地的高层建筑密度最大，由此产生大量的深基坑工程，且规模和深度不断加大。90年代以后，随着旧城改造的推进，对基坑工程提出更高、更严格的要求，不仅要确保支护结构的强度和边坡的稳定，还要满足变形的要求，以确保基坑周边既有建筑物、地下管线及道路的安全。近年来，城市人口密集，交通堵塞，为了减轻城市道路的压力，地铁成为新的发展趋势。地铁的建设给基坑工程带来许多新的技术难题，由此也产生了许多基坑支护的新技术和新方法，促进了基坑工程领域的发展。由于基坑工程的复杂性和不确定性，设计和施工常常面临严峻的考验，稍有不慎就会酿成工程事故。

随着高层建筑的不断增加、市政建设的加快发展和地下空间的开发利用，产生了大量的基坑支护设计与施工问题，使之成为当前基础工程的热点与难点。基坑设计与施工是土力学、基础工程中的一个古老的课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题。对这些问题的认识及其对策的研究，是随着土力学理论、测试技术、计算技术以及施工机械、施工技术的发展而逐步完善的。

我国基坑开挖与支护主要存在以下问题：

（1）基坑支护结构设计计算与实际情况不符。目前，基坑支护结构设计计算仍基于极限平衡理论。极限平衡理论是基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是处于动态平衡状态，是一个松弛过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降并产生一定变形。这说明在设计中应给予充分考虑，但在目前设计中却常被忽略。

（2）基坑开挖存在的空间效应考虑不周。基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑由外向里发生的水平向位移是中间大、两边小，基坑边坡失稳常常在长边的中间位置发生，这说明基坑开挖是一个空间问题。而传统的基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的，在进行方形或长方形基坑支护设计时，计算变形值与实际差别比较大。所以，基坑支护结构的设计应考虑基坑开挖的空间效应。

（3）设计中土体的物理力学参数取值不当。基坑土压力的计算直接影响支护结构的安全性，要精确计算土压力目前还十分困难，现今仍采用库仑或朗肯土压力公式。在支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数选取不准，将对设计结果产生很大影响。

（4）忽视基坑工程对工程勘察的特殊要求。基坑工程的岩土工程勘察工作十分重要，但许多勘察单位常常忽略对基坑工程地质和水文地质的勘察，为取得各种计算参数的试验方法和取值缺乏或不符合现场实际情况，对于费时费力的现场试验和原位测试工作较少进行，勘察深度和勘察点布置不符合基坑工程要求，给设计、施工带来困难和隐患。(www.daowen.com)

基坑支护体系的选用要遵循安全、经济、施工方便及因地制宜的总原则。基坑支护结构设计是根据基坑环境条件及其保护要求、岩土工程条件、基坑开挖深度及其平面形状和面积大小、场地施工条件以及选用施工工艺和设备情况，通过方案比选，制定出安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案。在进行基坑支护结构设计之前，需要对基坑工程的重要性等级进行划分，如表1-1所示。

表1-1　基坑工程重要性等级划分

注：①H——基坑计算开挖深度（m）；
②a——主干道、生命线工程及邻近建（构）筑物基础边缘距坑口内壁的距离（m）。
③工程地质、水文地质条件分类：Ⅰ.复杂——有深厚淤泥、淤泥质土或承载力特征值低于80k Pa的饱和黏性土层，或承压水埋藏浅，对基坑工程有重大影响；Ⅱ.较复杂——土质较差，或浅部有易于流淅的粉土、粉砂层，地下水对基坑工程有一定影响；Ⅲ.土质好，且地下水对基坑工程影响轻微。坑壁为互层土时可经过分析按不利情况考虑。
④邻近建（构）筑物指采用天然地基浅基础的永久性建筑物。管线指重要干线、生命线工程或一旦破坏危及公共安全的管线。如邻近建（构）筑物为价值不高的、待拆除的或临时性的，管线为非重要干线，一旦破坏没有危险易于修复的，则重要性等级可按a＞2H确定。如邻近建筑物采用桩基，虽然a＜H，也可根据具体情况按H≤a≤2H或a＞2H确定重要性等级。
⑤同一基坑周边条件不同时，可分别划分出不同的重要性等级，但采用内支撑时应考虑各边的相互影响。
⑥坑内外有工程桩需要保护时，重要性等级不应低于二级。
⑦距离基坑边开挖深度1倍（对软土为1.5倍）范围内存在历史文物或优秀建筑时，重要性等级应为一级。
⑧周边场地开阔，具备放坡或分阶放坡条件，不需采用桩、墙支护的基坑工程，可确定为二级或三级。

对于基坑重要性等级为一、二级的基坑支护结构，需要进行支护结构变形和基坑位移的计算，计算时要考虑土体与结构的相互作用，如有限单元法、“m”法，并结合工程地质类比法，参照类似工程的实测资料判断计算结果的可靠性；对基坑重要性等级为三级的基坑可不进行变形计算，但应进行水平位移的监测。基坑支护结构变形按表1-2进行控制。

表1-2　基坑支护结构水平变形控制标准

注：①特殊重要保护对象指一旦破坏危及社会公共安全，影响广泛，后果特别严重的生命线工程。重要保护对象包括优秀历史建筑，有精密仪器与设备的建筑物，采用天然地基、短桩基础、复合地基的重要建筑物，轨道交通设施、隧道、高架桥、自来水总管、煤气管、重要的高压电杆及电缆等建（构）筑物及设施。一般保护对象包括自来水管、污水管、电缆等市政管线，采用长桩或地下室埋深大于基坑开挖深度的一般建筑物等。
②当支护结构当作永久结构使用时，支护结构的变形控制值还应满足建筑物的使用和抗裂要求。
③三级基坑变形不作限制，但支护结构不能因变形过大而不能发挥正常使用功能。