1.4 沟槽（基坑）支撑
1.4.1 支撑的目的及要求
1.目的
支撑的目的是防止施工过程中土壁坍塌创造安全的施工条件。支撑是一种由木材做成的临时性挡土结构，一般情况下，当土质较差、地下水位较高、沟槽和基坑较深而又必须挖成直槽时均应支设支撑。支设支撑施工占地面积小，既可减少挖方量，又可保证施工的安全，但增加了材料消耗，有时还影响后续工序操作。
2.要求
（1）牢固可靠，支撑材料的质地和尺寸合格。
（2）在保证安全可靠的前提下，尽可能节约材料，采用工具式钢支撑。
（3）方便支设和拆除，不影响后续工序的操作。
1.4.2 支撑的种类及其适用的条件
在施工中应根据土质、地下水情况、沟槽或基坑深度、开挖方法、地面荷载等因素确定是否支设支撑。
支撑的形式分为：水平支撑、垂直支撑和板桩支撑，开挖较大基坑时还采用锚锭式支撑等几种。
水平支撑的撑板水平设置，根据撑板之间有无间距又分为断续式水平支撑、连续式水平支撑和井字水平支撑3种。
垂直支撑的撑板垂直设置，各撑板间密接铺设，可在开槽过程中边开槽边支撑。在回填时可边回填边拔出撑板。
1.断续式水平支撑
断续式水平支撑的组成，适用于土质较好的、地下含水量较小的黏性土及挖土深度小于3.0m的沟槽或基坑，如图1.27所示。
2.连续式水平支撑
挡土板水平连续放置，无间隔，两侧同时对称立竖木方，上、下各顶一根撑木，端头用木楔顶紧。适用于较松散的干土或天然湿度的黏土类土，地下水很少，深度为3～5m，如图1.28所示。
3.井字支撑
井字支撑是断续式水平支撑的特例，一般适用于沟槽的局部加固，如距建筑物较近或其他管线距沟槽较近，如图1.29所示。
4.垂直支撑
垂直支撑适用于土质较差、有地下水并且挖土深度较深时采用。这种方法支撑和拆撑，操作时较为安全，如图1.30所示。
图1.27 断续式水平支撑
1—撑板；2—纵梁；3—横撑（工具式）
图1.28 连续式水平支撑
1—撑板；2—纵梁；3—横撑；4—木楔
图1.29 井字支撑
图1.30 垂直支撑
1—撑板；2—横梁；3—横撑；4—木楔
5.板桩撑
板桩撑分为钢板撑、木板撑和钢筋混凝土桩等。板桩撑是在沟槽土方开挖前就将板桩打入槽底以下一定深度。其优点是：土方开挖及后续工序不受影响，施工条件良好。用于沟槽挖深较大，地下水丰富、有流砂现象或砂性饱和土层及采用一般支撑法不能解决时。
（1）钢板桩
钢板桩基本分为平板桩与波浪形板桩两类，每类中又有多种形式。目前常用钢板桩、槽钢或工字钢组成。钢板桩的轴线位移不得大于50mm，垂直度不得大于1.5％，如图1.31所示。
（2）木板桩
木板桩所用木板厚度应按设计要求制作，其允许偏差±10mm，同时要校核其强度。为了保证板桩的整体性和水密性，木板桩应做成凹凸榫，凹凸榫应相互吻合，平整光滑。木板桩虽然打入土中一定深度，尚需要辅以横梁和横撑，如图1.32所示。
图1.31 钢板桩
图1.32 木板桩
1—木板桩；2—纵梁；3—横撑
6.锚碇式支撑
支撑法适用于宽度较窄、深度较浅的沟槽。锚碇法适用于面积大、深度大的基坑。在开挖较大基坑或使用机械挖土，而不能安装撑杠时，可改用锚碇式支撑，如图1.33所示。
锚桩必须设置在土的破坏范围以外，挡土板水平钉在柱桩的内侧，柱桩一端打入土内，上端用拉杆与锚桩拉紧，挡土板内侧回填土。
在开挖较大基坑。当有部分地段下部放坡不足时，可以采用短桩横隔板支撑或临时挡土墙支撑，以加固土壁，如图1.34所示。
图1.33 锚碇式支撑
1—柱桩；2—挡土板；3—锚桩；4—拉杆；5—回填土；φ—土的内摩擦角
图1.34 加固土壁措施
1—短桩；2—横隔板；3—装土草袋
1.4.3 支撑的材料要求
支撑的材料的尺寸应满足设计的要求。一般取决于现场已有材料的规格，施工时常根据经验确定。
（1）一般木撑板长2～4m，宽度为20～30cm，厚5cm。
（2）横梁截面尺寸为10cm×15cm～20cm×20cm。
（3）纵梁截面尺寸为10cm×15cm～20cm×20cm。
（4）横撑采用10cm×10cm～15cm×15cm的方木或采用直径大于10cm的圆木。为支撑方便，尽可能采用工具式撑杠，如图1.35所示。横撑水平间距宜1.5～3.0m；垂直间距不宜大于1.5m。撑板也可采用金属撑板，如图1.36所示。金属撑板每块长度分2m、4m、6m几种类型。横梁和纵梁通常采用槽钢。
图1.35 工具式撑杠
1—撑头板；2—圈套管；3—带柄螺母；4—球饺；5—撑头板
图1.36 金属撑板
1.4.4 支撑的支设和拆除
1.水平支撑和垂直支撑的支设
沟槽挖到一定深度时，开始支设支撑，先校核一下沟槽开挖断面是否符合要求宽度，然后用铁锹将槽壁找平，按要求将撑板紧贴于槽壁上，再将纵梁或横梁紧贴撑板，继而将横撑支设在纵梁或横梁上。当采用木撑板时，使用木楔、扒钉将撑板固定于纵梁或横梁上，下边钉一木托防止横撑下滑。支设施工中一定要保证横平竖直，支设牢固可靠。
施工中，如原支撑妨碍下一工序进行时，原支撑不稳定时，一次拆撑有危险时，或因其他原因必须重新安设支撑时，需要更换纵梁和横撑位置，这一过程称为倒撑。倒撑操作应特别注意安全，必须先制定好安全措施。
2.板桩撑的支设
主要介绍钢板桩的施工过程，板桩施工要正确选择打桩方式、打桩机械和流水段划分，保证打入后的板桩有足够的刚度，且板桩墙面平直，对封闭式板桩要封闭合拢。
（1）打桩方式
通常采用单独打入法、双层围囹插桩法和分段复打法3种。打桩机具设备主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。
①桩锤：其作用是对桩施加冲击力，将桩打入土中。
②桩架：其作用是支持桩身和将桩锤吊到打桩位置，引导桩的方向，保证桩锤按要求方向冲击。
③动力装置：包括启动桩锤用的动力设施。
（2）桩锤选择
桩锤的类型应根据工程性质、桩的种类、密集程度、动力及机械供应和现场情况等条件来选择。
桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤、振动桩锤等。
根据施工经验，双动汽锤、柴油打桩锤更适用于打设钢板桩。
（3）桩架的选择
桩架的选择应考虑桩棰的类型、桩的长度和施工条件等因素。桩架的形式很多，常用有下列几种：
①滚筒式桩架：行走靠两根钢滚筒垫上滚动，优点是结构比较简单，制作容易，如图1.37所示。
②多功能桩架：多功能桩架的机动性和适应性很大，适用于各种预制桩及灌注施工，如图1.38所示。
③履带式桩架：移动方便，比多功能桩架灵活，适用于各种预制桩和灌注桩施工。钢板桩打设的工艺过程为：钢板桩矫正—安装围图支架—钢板桩打设—轴线修正和封闭合拢，如图1.39所示。
图1.37 滚动式桩架
1—枕木；2—滚筒；3—底座；4—锅炉；5—卷扬机；6—桩架；7—龙门；8—桩帽；9—蒸汽锤；10—缆绳
图1.38 多功能桩架
1—枕木；2—钢轨；3—底盘；4—回转平台；5—平衡重；6—司机室；7—卷扬机；8—撑杆；9—桩锤与桩帽；10—挺杆；11—水平调整装置
图1.39 履带式桩架
1—导柱；2—桩锤；3—桩帽；4—桩；5—吊车
（4）钢板桩的矫正
对所有要打设的钢板桩进行修整矫正，保证钢板桩的外形平直。
（5）安装围囹支架
围囹支架的作用是保证钢板桩垂直打入和打入后的钢板桩墙面平直。围囹支架由围囹组成的，其形式平面上有单面围囹和双面围囹之分，高度上有单层、双层和多层之分所示，如图1.40、图1.41所示。围囹支架多为钢制，必须牢固，尺寸要准确。围囹支架每次安装的长度视具体情况而定，最好能周转使用，以节约钢材。
（6）钢板桩打设
先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对冲每插入一块即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制，为防止锁口中心线平面位移，可在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围囹上预先标出每块板桩的位置，以便时检查校正。
图1.40 单层围囹
1—围囹桩；2—围囹；3—两端先打入的定位桩
图1.41 双层围囹
1—围囹桩；2—围囹
钢板桩分几次打入，打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入1m测量一次。
（7）轴线修正和封闭合拢
沿长边方向打至离转角约尚有8块钢板桩时停止，量出转角的长度和增加长度，在短边方向也按照上述方法进行。
根据长、短两边水平方向增加的长度和转角的尺寸，将短边方向的围囹桩分开，用千斤顶向外顶出，进行轴线外移，经核对无误后再将围囹和围囹桩重新焊接固定。
在长边方向的围囹内插桩，继续打设，插打到转角桩后，再转过来接着沿短边方向打两块钢板桩。
根据修正后的轴线沿短边方向继续向前插打，最后一块封闭合拢的钢板桩，设在短方向从端部算起的三块板桩的位置处。
当钢板桩内的土方开挖后，应在基坑或沟槽内设横撑；若基坑特别大或不允许设横撑，则可设置锚杆来代替横撑。
3.撑的拆除
沟槽或基坑内的施工过程全部完成后，应将支撑拆除，拆除时必须边回填土边拆。拆除时必须注意安全，继续排除地下水，避免材料的损耗。
水平支撑拆除时，先松动最下一层的横撑，抽出最下一层撑板，然后回填土，回填完毕后再拆除上一层撑板，依次将撑板全部拆除，最后将纵梁拔出。
垂直支撑拆除时，先松动最下一层的横撑，拆除最下一层的横梁，然后回填土。回填完毕后，再拆除上一层横梁，依次将横梁拆除。最后拔出撑板或板桩，垂直撑板或板桩一般采用导链或吊车拔出。