導航：安全管理網>> 安全論文>> 建筑安全論文>>正文

某深基坑工程坑中坑支護施工問題綜合分析

文檔作者：袁釬1，鄭明新2，吳剛1 文檔來源： 1．廣州地鐵集團有限公司運營事業總部 2．華東交通大學道橋與巖土工程研究所		點擊數：	更新時間： 2025年11月01日
下載地址：點擊這里	文件大小： 1.20 MB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.20 MB 共4頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：某深基坑工程圍護結構設計與實測分析

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

2016年9月上施工技術
第45卷第1 7期CONSTRUCTION TECHNOLOGY 25
DOI：10．7672／sgjs2016170025
某深基坑工程坑中坑支護施工問題綜合分析
袁釬1，鄭明新2，吳剛1
(1．廣州地鐵集團有限公司運營事業總部，廣東廣州510310；
2．華東交通大學道橋與巖土工程研究所，江西南昌330013)
[摘要]坑中坑施工大多在基坑開挖的最末階段，開挖尺寸相對較小，變形要求不嚴，前期未曾重視或者設計未加
考慮，最后突擊施工造成諸多施工問題。武漢某典型深基坑中坑中坑土釘墻支護施工未能成功進行，證明土釘墻
并不適合該類含水豐富的粉細砂巖土層，并得出以下認識：武漢地區Ⅲ級階地中④．粉細砂中黏粒含量較高，滲透
系數小，管井降水效果不好；建議施工措施為輕型井點降水或拉森鋼板樁，輔以高壓旋噴樁地基處理；拉森鋼板樁
可以形成抗彎剛度大鋼板墻，可回收再利用，可在應急施工中優先考慮；在坑中坑開挖進行鋼板樁支護結構布置
時，宜加強整體剛度，在合適的高度焊接鋼腰梁和支撐。
[關鍵詞】深基坑；坑中坑；土釘墻；支護；高壓旋噴樁；拉森鋼板樁；施工技術
[中圖分類號】TU753．3 [文獻標識碼]A [文章編號]1002—8498(2016)17-0025-04
Comprehensive Analysis of Construction Problem of the Pit-in--pit
Support Structure for Some Deep Foundation Excavation
Yuan Qianl，Zheng Mingxin2，Wu Gan91
(1．Operation Cause Department of Guangzhou Metro Group Co．，Ltd．，Guangzhou，Guangdong 5 103 10，China；
2．Institute of Bridge&amp;amp;Road and Geotechnical Engineering，East China Jiaotong University，
Nanchang，Jiangxi 330013，China)
Abstract：Most pit·in·pit construction iS at the end of the foundation excavation，the excavation size in
the pit-in-pit construction is small and the deformation requirement is not very strict，constructors never
pay attention to the problem or the problem is not considered in design in earlier stage，at last it
centralized construction results in many construction problems． Soil nail wall support construction of the
pit—in-pit excavation in Wuhan was not finished successfully，which proved that soil nail wall cannot be
suitable in the fine sandstone soil which have rich water and could obtain that：clay content of the 11I
terraces④1 silty sand in Wuhan is high，the permeability coefficient is small，the effect of the pipe well
dewatering is not well；light well point dewatering and Larson steel sheet pile should be suggested in the
construction firstly，and supplemented by high pressure spraying pile foundation treatment；Larson steel
sheet pile should be considered firstly because they can form steel wall which has flexural rigidity and is
recyclable；steel sheet pile retaining structure arrangement in the pit-in-pit excavation should strengthen
the overall stiffness，at the right height weld steel middle beam and support．
Key words：deep foundation excavation；pit-in-pit；soil nailing wall；supports；high pressure jet grouting
piles；Larson steel sheet piles；construction
0引言
基礎底板常因電梯井、集水井、承臺等而形成
局部落深區——坑中坑，坑中坑基坑形式就是在大
+國家自然科學基金項目(51208198)；江西省交通廳科研項目
(201 1H0019)
[作者簡介】袁釬，碩士，E-mail：yqhuodian@qq
[收稿日期]2015-09-07
基坑底部再挖小基坑?。坑中坑可以根據其深度
及平面位置、地質條件，采用不同的支護形式進行
開挖，常見的有放坡、有圍護無內支撐和有圍護有
內支撐等方式"‘3J?？又锌邮┕ざ嘣诨娱_挖最后
階段，開挖尺寸相對較小，變形要求不高，造成前期
未曾重視或設計未加考慮，直接采取臨時措施，突
擊施工造成過很多施工問題和工程事故H J。
萬方數據
26 施工技術第45卷
圖1 基坑支護結構平面布置
Fig．1 Plan layout of foundation excavation support structure
龔曉南¨o曾呼吁重視坑中坑對基坑圍護穩定
性的影響，并對比提出坑外卸土和坑中坑對基坑圍
護穩定和變形的影響。陳暢等¨1基于大量基坑工
程坑中坑施工，闡述了軟土地區坑中坑支護設計需
考慮的關鍵因素，歸納總結了坑中坑多種支護方
案。還有一些學者對坑中坑設計與監測做過一些
研究分析"剖，而在規范要求中僅部分規范建議局
部深基坑宜在大面積墊層完成后開挖∽。0I，并未提
出具體措施要求和建議。本文從武漢某典型深基
坑的坑中坑施工問題分析人手，提出武漢Ⅲ級階地
④．黏質粉細砂地層坑中坑施工補救措施，以供巖
土工程技術人員參考。
1工程概況
1．1基坑概況
某深基坑工程位于武漢市中心城區交叉路口，
本項目由3棟超高層建筑、6層商業裙樓和5層地
下室組成。裙樓開挖平均深度22．25m，塔樓底開挖
深度22．95～23．65m，坑中坑落深4．55～4．65m。
基坑開挖總面積約18 800m2，圍護結構周長約
635m。基坑圍護結構形式為l圈排樁+1層棧橋梁
板+2道內支撐梁聯合支護?；觾确植加?棟塔
樓共5個坑中坑(見圖1)，其中l一4號坑中坑尺寸
為15．60m×10．40m×4．65m，5號坑中坑尺寸為
27．40m×10．40m×4．55m。
1．2工程地質條件
場地地貌單元為剝蝕堆積垅崗區，相當于長江
Ⅲ級階地，整體地勢平緩。巖土層自上而下由5個
單元層組成：①新近系填土層(Q m1)；②第四系全新
統沖積一般黏性土層(Q41)；③第四系上更新統沖洪
積老黏性土層(Q，ah州)；④長江古河道沖洪積砂性
土、礫卵石層(Q；h一)；⑤志留系(S)強一中風化粉
砂質泥巖、泥質粉砂巖及石英巖狀砂巖層?？又锌?
C1 1
△
C12
A
開挖地層為④．黏質粉細砂，中密，黏粒含量15％～
20％，砂粒主要為粉細砂，夾有一定含量的中砂，同
時混含約5％礫卵石。
場地位于長江沖洪積Ⅲ級階地長江古河道段，
地下水包括上層滯水和孑L隙承壓水。上層滯水賦
存于①填土中，無統一的自由水面?？紫冻袎核x
存于④砂性土及礫卵石中，水量一般，含水層頂板
為上部一般黏性土，底板為基巖。
2坑中坑施工方法
2．1原施工方案提出
最初考慮到坑中坑開挖處于工期節點，地下室
結構細部圖紙并未確定，未能對坑中坑進行針對性
設計，遂采用管井降水配合土釘墻支護形式。與其
他支護類型相比，土釘墻具有的優點為：施工所需
場地小，施工速度快，施工設備及工藝簡單，對周圍
環境干擾小，工程造價較低¨“。
坑中坑開挖之前進行過降水井施工，每個坑內
及周邊布置3～4口直徑300ram管井，單井抽水量
240t／d。坑中坑取土開挖時采用600進行放坡，對坡
面進行噴射素混凝土C20，厚80ram。但考慮到其坡
度較大且為含水率高的黏質粉細砂，作為加強措
施，在噴射厚20mm底混凝土后施打咖16mm短土
釘，土釘長lm，采取500mm×500ram呈梅花形布
置，掛網規格為咖6．5鋼筋網250mm×250mm布置。
土釘墻支護結構剖面如圖2所示。
2．2施工方案實施
坑中坑施工流程為：測量放線一補打降水井一
分層開挖(2層)一掛網噴錨一澆筑墊層。開挖邊坡
先進行初噴混凝土厚20mm(摻5％含量的8604-K3
型速凝劑)，分段鋪設網筋并呈梅花形打人土釘。
土釘頭與網筋綁扎，掛網搭接長度≥200mm；利用竹
簽或鋼筋等設置好控制噴射混凝土厚度的標志，然
萬方數據
袁釬等：某深基坑工程坑中坑支護施工問題綜合分析27
圖2坑中坑支護結構剖面
Fig．2 Profile of pit-in·pit support structure
后第2次噴射厚60mm混凝土。噴射作業應分段、
分片進行，同一段內應自下而上進行噴射，噴射流
應垂直于噴射面，射距宜在0．8～1．5m范圍。噴射
混凝土所用水泥、砂及石子等材料應滿足施工規程
要求，砂的含水率宜控制在5％一7％，石子粒徑≤
15ram，含泥量≤3％，必須沖洗干凈。
2．3施工問題闡述
按照原施工方案，l號坑中坑進行了第1層土
開挖(約2．5m)，但在土釘掛網噴錨護坡1 d后，開
挖坡體底部黏質粉細砂地層流砂嚴重，并在工程樁
之間掏蝕成空洞，洞深1．0～1．5m，洞高約2m。并
且附近2口降水井不得不拆管避讓挖掘機作業，導
致坑內積水也逐漸上升。繼而坡頂土體開始崩塌，
坡緣已澆筑的地下室底板墊層開裂，坡體無法自穩
逐漸滑移，坑內淤砂與泥漿混溶在一起，淤砂深
1．5m左右。最終無法進行下一步施工，不得不回填
壓實，再行采取措施施工。
3補救措施
3．1補救措施方案
1號坑中坑回填之后，隨即提出2種施工補救
措施方案：輕型井點降水和拉森鋼板樁，同時輔以
高壓旋噴樁地基處理。采用輕型井點降水可保證
坑底干燥，防止流砂產生，并有效提高土體抗剪強
度舊1。而拉森鋼板樁邊緣帶有聯動裝置，可以形成
抗彎剛度大、緊密擋土的鋼板墻，并可回收再利用，
工藝成熟，施工快捷¨“?？紤]到此時坑中坑施工過
程中不確定因素較多，加之坑底施工臨時用電不穩
定，為了更加保險且快速施工，遂最終采用拉森鋼
板樁支護結構，同時輔以主動區高壓旋噴樁地基
處理。
3．2補救措施實施
在打鋼板樁之前，對開挖邊線外側施打2排
qb500mm高壓旋噴樁(見圖3)，該措施可對坑中坑
外側土體形成止水作用，另外可對坑外主動區土體
加固，待齡期達到后進行鋼板樁施工。本次采用的
拉森鋼板樁為新日本制鐵公司生產長9m的Q295bz
拉森Ⅳ型鋼板樁，埋人坑底基土2．6m，并加l道鋼
腰梁和1根對撐，均采用Q345B雙拼[40b。拉森鋼
板樁施工流程為：平整場地一定位放線一高壓旋噴
樁地基處理一鋼板樁機械就位一插打鋼板樁_÷腰
梁與支撐焊接一坑中土方開挖一混凝土封底
(200mm厚)一圍護混凝土墻澆筑一拔鋼板樁。最
終1號坑中坑的補救施工較為順利，最后成功進行
封底艷層澆筑．
圖3坑中坑(1～4號)拉森鋼板樁支護結構
Fig．3 Support structure of pit·in·pit(No．1～4)
Larson steel sheet pile
4施工問題分析與討論
4．1土釘墻適用范圍
坑中坑所開挖地層為強度較低、含水率較高的
黏質粉細砂，而先前采用的土釘墻更適用于地下水
位以上或經成功降水后的黏性土和弱膠結砂土邊
坡，而不適合以下土層：①含水豐富的粉細砂、中細
砂及含水豐富且較為松散的中粗砂、礫砂及卵石層
等。豐富的地下水易造成開挖面不穩定且與噴射
混凝土面層黏結不牢固。②缺少黏聚力、過于干燥
的砂層及相對密度較小的均勻度較好的砂層。這
些砂層中易產生開挖面不穩定現象，開挖面通常沒
萬方數據
施工技術第45卷
有足夠的自穩時間，易于流鼓破壞。
4．2地下水不良作用
本工程地層呈典型的二元結構，即上部黏土層
和下部卵礫石層，孔隙承壓水賦存于④砂性土、礫
卵石層中，滲透系數的勘察綜合建議取值K=
5．19m／d。含水層處于長江古河道中，較為封閉，補
給相對困難，其滲透系數因黏性土含量不同而變化
很大?o。正因如此，該層粉細砂的黏粒含量較高，
滲透系數小，管井難以將黏質細粉砂層中的水抽
走，導致降水效果十分不明顯。管井降水無法確保
開挖地層的干燥，土體抗剪強度得不到有效提高，
最終坑內流砂淤砂嚴重，邊坡形成坍塌。
4．3鋼板樁內支撐體系穩定
首先鋼板樁排樁抗彎剛度相對較大，彈性模量
為210GPa，泊松比為0．3。拉森Ⅳ型鋼板樁板墻式
截面模量為2 270cm3，屈服強度值為295MPa；腰梁
和內支撐采用鋼材材質為Q345B，屈服強度值為
310MPa。又兼顧密封止水作用，能有效抵抗主動區
土壓力。另外，1道鋼腰梁和鋼支撐可以加強鋼板
樁頂部、腰部的強度，當然設置道數少是為了便于
土方開挖作業方便。再者，樁前側坑內存在部分工
程樁抵擋，樁背側施打2排高壓旋噴樁也對坑外變
形土體加固，以減小主動土壓力對鋼板樁的擠壓，
盡量避免土體達到極限平衡狀態，同時也有一定止
水作用，減少靜止水壓力的作用。綜上所述，鋼板
樁內支撐體系以其抗變形剛度大，兼顧止水作用，
最終得以保證坑內挖土順利。
5 結語
1)坑中坑開挖大多在基坑開挖最后階段，尺寸
相對較小，變形要求不高，前期設計未考慮或未曾
重視施工措施選型，地質條件不好的情況下，最終
突擊施工易造成施工問題。
2)坑中坑支護的土釘墻更適用于地下水位以
上或經成功降水后的黏性土和弱膠結砂土邊坡，而
不適合含水豐富的粉細砂，易于流鼓破壞，導致掛
網噴錨混凝土層易于破壞。
3)武漢地區Ⅲ級階地中④，粉細砂中黏粒含量
較高，滲透系數小，管井降水效果不好，土體抗剪強
度得不到有效提高，最終坑內流砂淤砂嚴重。
4)補救措施方案建議采用輕型井點降水和拉
森鋼板樁，同時輔以高壓旋噴樁地基處理。拉森鋼
板樁可以形成抗彎剛度大、緊密擋土的鋼板墻，并
可回收再利用，工藝成熟，施工便捷，可在應急施工
中優先考慮。
5)在坑中坑施工中進行鋼板樁支護結構布置，
有必要加強整體抗彎剛度，合適的高度焊接腰梁和
內支撐，同時也宜在變形主動區進行高壓旋噴樁地
基處理，加強土體抗剪強度和止水作用，從而確保
開挖順利。
參考文獻：
[1] 申明亮，廖少明，周小華，等．坑中坑基坑應力場的參數化
分析[J]．巖土工程學報，2010，32(s2)：187．191．
[2] 劉國彬，王衛東．基坑工程手冊[M]．2版．北京：中國建筑
工業出版社。2009．
[3] 湯捷，蔡濤，張威．武漢王家墩商務區基坑坑中坑設計治理
措施[J]．城市勘測，2012(4)：161-164．
[4] 徐為民，屠毓敏．某基坑坑中坑塌滑原因分析及加固設計
[J]．巖土力學，2010，31(5)：1555—1558．
[5]龔曉南．關于基坑工程的幾點思考[J]．土木工程學報，
2005，38(9)：99—102．
[6] 陳暢，邸國恩，王衛東．軟土基坑工程坑中坑支護的設計方
法[J]．巖土工程學報，2008，30(S1)：286．290．
[7] 吳銘炳，王志剛，戴一鳴，等．坑中坑基坑支護設計與監測
[J]．巖土工程學報，2006，28(S1)：1569—1572．
[8] 金立堅，王志剛．“坑中坑”——高低跨深淺異形區間隧道的
基坑施工技術[J]．建筑施工，2005，27(9)：5-7．
[9]工程勘察設計有限公司，上?，F代建筑設計(集團)有限公
司．基坑工程技術規范：DG／TJ08—6l一20lO[s]．上
海，2010．
[10] 中南勘察設計院(湖北)有限責任公司．基坑工程技術規程：
DB42／T159--2012[S]．武漢，2012．
[11] 魏煥衛，楊敏，孫劍平．土釘墻變形的實用計算方法[J]．土
木工程學報，2009，42(1)：81-90．
[12] 湯勁松，熊保林．鋼板樁圍堰設計的土壓力計算方法探討
[J]．巖土工程學報，2014，36(s2)：36-41．
[13] 唐傳政，彭曉秋．武漢地鐵基坑工程地下水問題及其處理對
策[J]．巖土工程學報，2010，32(s1)：410-414．
黃河兩用橋主橋鋼桁梁到位
石濟客專黃河公鐵兩用橋近3．7萬t鋼桁梁日
前精準落位，標志著該橋主橋鋼桁梁已全部到位，
橋面附屬工程隨之啟動。
石濟客專黃河公鐵兩用橋為我國首例大跨度
剛性懸索加勁連續鋼桁梁公鐵兩用橋，結構設計新
穎，具有獨創性。該橋主橋鋼桁梁全長798．3m，共
計62個節間，總重近3．7萬t。該工程自2016年1
月25日首次頂推到位以后，主橋鋼桁梁與橋墩預定
位置有1．64m的高差。如何安全有序將這艘“中型
航母”就位于指定位置，并克服縱橫向偏差，是施工
單位必須完成的一項技術難度極高、安全風險極大
的施工工序。同時，合理的落梁順序及每輪次落梁
高度控制、豎向起頂裝置和縱橫向糾偏裝置的設計
及合理布置、豎向千斤頂的同步性控制也是亟須解
決的三大關鍵性難題，在國內同類型橋梁施工中尚
屬首次。
(摘自《中國建設報)2016-09-05)

網友評論 more

建筑安全論文最新內容

11-01