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軟土地區(qū)深基坑不同施工階段綜合支護技術(shù)

文檔作者：姜青國，陳臨韜，張秀先，彭海峰文檔來源：天津二十冶建設(shè)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年11月18日
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2012年10月上
第41卷第374期
施工‘技術(shù)
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 4l
軟土地區(qū)深基坑不同施工階段綜合支護技術(shù)
姜青國，陳臨韜，張秀先，彭海峰
(天津二十冶建設(shè)有限公司，天津300301)
[摘要】根據(jù)沿海軟土地區(qū)某基坑工程周邊環(huán)境安全要求，在不同的施工階段分別采用鉆孔灌注樁排樁+止水帷
幕+水泥土攪拌樁暗墩、水泥土攪拌樁擋土墻、鉆孔灌注樁排樁+坑內(nèi)鋼支撐的支護體系。監(jiān)測結(jié)果表明，通過合
理安排支護結(jié)構(gòu)施工、井點降水、土方開挖等工序，使基坑支護結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保了基坑周邊環(huán)境的安全。
[關(guān)鍵詞]地下工程；深基坑；支護；軟土；施工技術(shù)；監(jiān)測
[中圖分類號】TU753 [文獻標識碼]A [文章編號]1002—8498(2012)19-0041-04
Comprehensive Support Technology in Different Stage
of Deep Foundation Excavation in Soft Soil Area
Jiang Qingguo，Chen Lintao，Zhang Xiuxian，Peng Haifeng
(Tianjin No．20 Metallurgical Construction Co．，Ltd．，Tianjin 300301，China)
Abstract：According to the safety requirement of a deep foundation excavation engineering in coastal soft
soil area，different support methods were adopted in different stages of construction．Specifically，row of
bored piles with water proof curtain and cement mixing pile submerged pier，cement mixing pile retaining
wall and row of bored piles with steel supports have been adopted．Site monitoring data SHOWS that by
proper arrangement of construction process，such as structural construction，well—points dewatering，and
soil excavation，the supporting structure was maintained stable and the foundation excavation safety was
ensured。
Key words：underground；deep foundation excavation；supports；soft soil；construction；monitoring
P工程概況
天津鞍鋼天鐵薄板有限公司位于天津空港經(jīng)
濟區(qū)，一期工程于2008年建成投產(chǎn)，二期工程包括
連退生產(chǎn)線工程、彩涂工程、電鍍鋅工程。連退生
產(chǎn)線工程為單層鋼排架廠房，灌注樁基礎(chǔ)，主線為
單跨，成品庫為兩跨，主軋跨跨度為33m，檐口標高
45m；成品庫跨度為18m，檐口標高22m，車間總長
623m，主廠房為獨立柱基礎(chǔ)，柱基礎(chǔ)深度為一6．600一
一7．100m。高跨內(nèi)為設(shè)備基礎(chǔ)，人口段底標高
一7．400m，入口活套底標高一13．445m，退火爐基礎(chǔ)
底標高一0．900m，出口活套底標高一13．445m，檢查
活套底標高一14．155m，出口段底標高一7．400m。南
側(cè)為主電室，主電室底標高一6．000m，灌注樁基礎(chǔ)。
連退生產(chǎn)線工程基坑北側(cè)為冷軋南一路，基坑
距離道路路石最近處約2．8m，道路寬7m，道路對面
僅3．5m處是冷軋一期工程的熱鍍鋅項目，包括主
[收稿日期】2012-05-09
[基金項目】中冶集團天津二十冶深基坑支護研發(fā)項目
[作者簡介】姜青國，高級工程師，E-mail：13820802543@126，conl
廠房(檐口標高47m)、檢驗樓、電氣室(4層框架結(jié)
構(gòu))、100t應(yīng)急水塔(鋼筋混凝土倒錐形水柜，水柜
標高57．000m)等建筑物。連退生產(chǎn)線工程基坑南
側(cè)為冷軋南二路，道路寬10m，路對面有110kV變電
站、水處理系統(tǒng)、球罐區(qū)。施工工藝總平面如圖1
所示。
2工程地質(zhì)條件
2．1地下水位
建設(shè)場地初見水位埋深2．300～3．000m，相當
于標高1．790～0．550m，靜止水位埋深1．500～
2．500m，相當于標高2．490～1．480m。場地淺層地
下水屬潛水類型，水位隨季節(jié)有所變化。
2．2地質(zhì)情況
根據(jù)天津市勘察院提供的地質(zhì)資料，連退機組
第13號勘探孔勘測數(shù)據(jù)顯示各層土的性質(zhì)如表1
所示。
3 工程特點
1)本工程基坑平面形狀較復(fù)雜，開挖面積較
大，呈狹長形，東西方向長約402m，南北方向長約
萬方數(shù)據(jù)
42 施工技術(shù)第41卷
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圖1施工總平面
Fig．1 Construction plane
表1土層物理性質(zhì)
Table 1 Physical parameters of soil
40m。開挖深度比較深，基坑最大深度達到
一14．155m，同時基坑各處開挖深度不同，存在“坑
中坑”現(xiàn)象。
2)本工程屬于典型的濱海軟土性質(zhì)，周邊建筑
物較高，尤其是熱鍍鋅工程，為全鋼結(jié)構(gòu)，獨立柱基
礎(chǔ)，對土體位移較敏感，按照施工規(guī)范的規(guī)定其重
要性屬一級基坑，必須保證周邊建(構(gòu))筑物的
安全。
3)施工期間兩側(cè)的道路正常通行，因此本工程
四周施工工作面受限制。同時主廠房結(jié)構(gòu)安裝與設(shè)
備基礎(chǔ)施工同時進行，即采用“敞口”式施工，必須
保證150t履帶式起重機順利安裝，在結(jié)構(gòu)安裝完成
后，再考慮附屬建筑物的基坑支護。
4)本工程地基土滲透系數(shù)較小，表現(xiàn)為不透水
或微透水性，因此為保證降水的有效性，降水工作
必須提前進行。
5)從一期施工經(jīng)驗得知，在主軋跨內(nèi)有大片的
水塘及河溝，造成此區(qū)域內(nèi)土質(zhì)較軟，且埋深較深，
因此在不同施工部位和不同的施工階段，支護時要
采取不同的措施。
6)本工程基坑尺寸較大，若大面積采用內(nèi)支撐
方案，勢必增加工程成本，同時支撐施工及拆除工
作量大，占用工期較長，土方開挖不方便，因此，本
工程大面積開挖采用懸臂式支護結(jié)構(gòu)，局部深基坑
采用對撐方式?！?
4基坑支護方案選擇
在充分考慮工程地質(zhì)條件、基礎(chǔ)開挖深度、周
邊環(huán)境條件、工期要求等各方面因素，經(jīng)過多方論
證，確定深基坑支護采用3種方式：灌注樁排樁+止
水帷幕+攪拌樁暗墩支護體系、攪拌樁擋墻支護體
系、灌注樁擋墻+鋼內(nèi)撐復(fù)合支護體系。此方案通
過施打攪拌樁暗墩減少了懸臂結(jié)構(gòu)的尺寸；通過施
打攪拌樁擋墻，既可以作為安裝階段150t履帶式起
重機的行走路基，又可以作為電氣室的地基使用，
降低了施工難度，簡化節(jié)點處理，施工工期大大縮
短，經(jīng)濟成本明顯降低。主體安裝階段剖面如圖2a
萬方數(shù)據(jù)
姜青國等：軟土地區(qū)深基坑不同施工階段綜合支護技術(shù)43
所示，附屬工程施工階段剖面如圖2b所示。
lOol
水塔水柜
標高57m
冠粱
m v0 8m
--4 500
直徑700mm
水泥土攪拌樁
止水帷幕
一I 7 C
H400型鋼腰粱
10 ／ 口600鋼
l薔懿
二上些00
i徑lm，問
l 2m灌注m
14I 55
．‘=_一
÷套基#
22 ooO
50t履帶式
7起重機
>
少自然地面
1001 5 2ln寬、
l 14m深的
f攪拌樁
I擋十墻
直徑o 8mL；璺500
問距Im灌注樁
a主體施工階段削面
b附屬1：程施I．階段削曲
圖2施工階段剖面
Fig．2 Construction sections
5 基坑支護體系施工技術(shù)
5．r基坑北側(cè)支護體系
基坑北側(cè)采用泥漿護壁鉆孔灌注樁+攪拌樁
暗墩+止水帷幕，灌注樁樁徑為lm，間距1．2m，樁
長為16m，樁頂標高為一2．000m，樁頂設(shè)鋼筋混凝
土冠梁，冠梁截面尺寸為l 000ram×800ram，冠梁配
筋如圖3所示。
咖8@200
28蟲25主筋
I}：： (、。’l 卜—塑-
圖3冠梁配筋示意
Fig．3 Top beam reinforcement
由于施工場地內(nèi)原有河溝和水塘的影響，使得
土質(zhì)較軟，為控制基坑變形，減小對北側(cè)道路的影
響，同時為減小懸臂結(jié)構(gòu)的尺寸，在基坑內(nèi)沿支護
排樁設(shè)置水泥攪拌樁加固暗墩對被動區(qū)土體進行
加固，暗墩的攪拌樁樁徑0．7m，樁頂標高為
一3．OOOm，加固深度9m，使用32．5級普通硅酸鹽
水泥，摻量14％(266kg／m’)。
為減小降水期間對已有建筑物的影響，在灌注
樁外側(cè)設(shè)雙排q,700mm．水泥土深層攪拌樁作為止
水帷幕，樁搭接200ram，采用32．5級普通水泥，水
泥漿水灰比為0．5～0．55，水泥摻入比為15％，頂
標高為一2．000m，底標高為一17．000m。
5．2基坑南側(cè)支護體系
在主廠房基礎(chǔ)施工階段，基坑南側(cè)采用10排
Iqb700mm的攪拌樁作為擋土墻，墻寬5．2m，樁間搭
接200ram，樁頂標高一2．500m，樁底標高
一16．500m。擋土墻作為鋼結(jié)構(gòu)安裝階段履帶式起
重機行駛的臨時路基，在鋼結(jié)構(gòu)安裝完畢后，作為
主電室的地基，從而降低了工程樁的數(shù)量，節(jié)約了
成本。
5．3基坑?xùn)|、西兩側(cè)支護體系
基坑?xùn)|、西兩側(cè)支護采用單排灌注樁墻+止水
帷幕，在排樁外側(cè)布置單排4，700mm的攪拌樁作為
止水帷幕，樁間搭接200ram。樁頂設(shè)鋼筋混凝土冠
梁，灌注樁樁徑為0．8m，間距1m，樁長為13m，樁頂
標高為一2．000m，冠梁頂標高一1．200m，冠梁截面
為800mm×800mm。
5．4 3個活套基坑支護體系
連退生產(chǎn)線工程3個活套支護采用單排灌注樁
排樁+鋼支撐，灌注樁樁徑為0．8m，間距1m，樁長
為15．4m，樁頂標高為一6．600m。在樁側(cè)面設(shè)置埋
件，埋件上焊接托臂，通過H400型鋼將灌注樁連接
起來，使用咖600mm鋼管作對撐，這些型鋼和鋼管
在使用完后可以回收再利用，降低成本。
5．5 電氣室等附屬建筑基坑支護體系
在電氣室等附屬建筑基礎(chǔ)施工階段，基坑南側(cè)
支護采用單排灌注樁墻支護結(jié)構(gòu)，樁頂設(shè)鋼筋混凝
土冠梁，灌注樁樁徑為0．8m，間距1m，樁長為13m，
樁頂標高為一2．000m，冠梁頂標高一1．200m，冠梁
截面為800mm×800mm。
6基坑觀測
為控制土方開挖及降水過程中引起局部沉降
和位移，事先在連退生產(chǎn)線工程基坑周邊及周圍建
筑物上設(shè)置觀測點進行監(jiān)測。根據(jù)規(guī)范要求，本工
程監(jiān)測報警值為：水塔垂直度為0．5‰筒高，建筑物
垂直度為5‰總高度；道路沉降量20ram，樁頂位移
量30mm，變化速率>3mm／d。
本次監(jiān)測共計13個沉降觀測點和19個位移觀
測點，在冷軋南一路的南側(cè)布置4個道路沉降觀測
點Wl—W4，在冷軋南二路的北側(cè)布置4個道路沉
降觀測點W5一W8，在熱鍍鋅工程附屬建筑物上布
置5個建筑物觀測點Bl～B5，在北側(cè)支護結(jié)構(gòu)的冠
Tl
萬方數(shù)據(jù)
施工技術(shù)第41卷
梁上布置5個樁身水平位移觀測點x1～x5，在3個
活套支護樁頂上布置9個樁身水平位移觀測點X6
～X14，在南側(cè)水泥±攪拌樁擋±墻上布置5個位
移觀測點X15～X19。觀測采用的儀器型號為NTS
一352全站儀和DS3水準儀。
從4月10 Et降水開始安排專人進行觀測，到7
月20日結(jié)束，每天上午、下午各觀測1次。監(jiān)測項
目包括：道路的沉降量，建筑物的沉降量和垂直度，
支護結(jié)構(gòu)的位移量。
從支護樁水平位移和地面沉降觀測結(jié)果來看，
基坑北側(cè)支護樁頂部位移量最大，其中x3點位移
達到33ram，這主要是由于4個柱基礎(chǔ)連續(xù)開挖造
成的，由于開挖長度約60m，造成冠梁表面出現(xiàn)裂
紋，擋墻位移較大；后來采取間斷開挖的方式，隔一
個基礎(chǔ)開挖，待兩側(cè)基礎(chǔ)回填后，再開挖此基礎(chǔ)，位
移量明顯減少。由于攪拌樁擋土墻的整體性較好，
基坑南側(cè)觀測點位移量較小。
由于基坑北側(cè)道路距離基坑較近，在施工雙排
止水帷幕時，造成道路路面隆起，最大隆起量為
31 rnm，為避免路面開裂，將雙排止水帷幕改為單排
止水帷幕，路面隆起量減小。南側(cè)道路受到攪拌樁
擋土墻施工影響，也有不同程度的隆起，但對路面
沒有造成影響。觀測數(shù)據(jù)顯示對已有建筑物影響
非常小。
7 結(jié)語
1)本工程在基坑被動區(qū)設(shè)置攪拌樁暗墩，既增
強了土質(zhì)強度，同時抬高了被動土壓力合力點，減
小了懸臂灌注樁的位移，支護結(jié)構(gòu)最大水平位移只
有43mm，保證了周邊環(huán)境的安全，同時減少了支護
工序，土方開挖便捷，加快了施工進度，實踐證明該
方案既安全又經(jīng)濟，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟
效益。
2)攪拌樁有一定的擠土作用，在施工時一定注
意對灌注樁的影響，灌注樁要達到一定強度方可施
工周邊攪拌樁，同時安排好攪拌樁施工順序。
參考文獻：
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(上接第18頁)
差為0．6～11mm，遠小于其允許沉降差的最小值
44．5mm，故托換梁本身的差異沉降滿足規(guī)范要求。
相鄰柱允許沉降差計算式為0．0021，z為相鄰柱
中心距。由計算結(jié)果知，相鄰柱的差異沉降也滿足
規(guī)范要求。
5施工注意事項
1)在原柱上穿孔和鑿、鋸除承臺前，須采用型
鋼或其他保護方法支頂上部橫梁，待全部施工完畢
后方可拆除。
2)對建筑物的各種地下管線，如水管、煤氣管、
電纜等，要加強保護和監(jiān)測，影響施工的可會同有
關(guān)部門協(xié)調(diào)處理。
3)基坑開挖引起流砂、誦土或坑底隆起失穩(wěn)
時．應(yīng)立即停止基坑內(nèi)降水或挖i，并進行堆載
反壓。
4)新、舊混凝土結(jié)合要牢固。具體措施如下：
為了讓新、舊結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)作用，新、舊混凝土界面均要
求處理；將舊混凝土表面鑿毛，深度宜為10。
20ram，對柱鑿毛深度不宜超過10ram；鑿毛后用水
清洗干凈，在新加結(jié)構(gòu)混凝土澆搗前4h內(nèi)刷界面處
理劑；鑿毛時若發(fā)現(xiàn)裂縫等異常情況，應(yīng)立即采取
臨時安全加固措施，并反饋給設(shè)計入員。
5)合理選擇施工速度和盾構(gòu)方案，應(yīng)保證掘進
時地面下沉不超過10ram。
6 結(jié)語
隨著我國城市地鐵建設(shè)的不斷發(fā)展，樁基托換
技術(shù)的應(yīng)用將會越來越多。通過廣州地鐵6號線工
程樁基托換的成功應(yīng)用，證明了該技術(shù)的可行性與
合理性，值得進行大力推廣，為今后此類地鐵隧道
施工和基礎(chǔ)托換提供參考。
參考文獻：
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