某深基坑工程坑中坑支护施工问题综合分析

黄鹭君

厦门永同昌置业有限公司

1 引言

基础底板通常会在集水井、承台和电梯井的影响下而出现局部落深区，这个所谓的局部落深区就是我们常说的坑中坑，其形式就是在大基坑下方继续挖小基坑。与此同时，坑中坑具有多种支护形式，施工人员可以结合基坑实际情况进行合理选择，一旦支护形式选择不合理，就会导致后续施工问题和安全事故的发生。因此，对某深基坑工程坑中坑支护施工问题进行综合分析，其意义十分重大。

2 工程项目概况

2.1 工程项目简介

某工程所处的位置是厦门集美区，项目底板底标高为5.1m。目前，基坑尚处在土方开挖阶段，其标高介于6.5m～7.0m之间，该工程坑中坑处在项目原外基坑支护东北角，其东侧和北侧与大基坑间的距离仅有11.3m，其深度介于4.0m～6.9m 之间，全风化花岗岩是基坑的底端持力层。灌注桩是原来的外基坑支护形式，其设计长度为12.6m～17.0m，嵌土深度9.35m，桩径Φ1000@1500，其位置如图1所示。

图1 坑中坑项目所处位置

2.2 坑中坑地质情况分析

结合项目的岩土工程勘察报告得知，该坑中坑项目基坑底端已经有部分进入了全风化花岗岩。其具体情况表现在以下方面。

（1）地质条件。该坑中坑项目底板标高为5.10m，尚处在土方开挖阶段，目前的标高接近6.5m～7.0m，残积砂质黏性土是3#楼电梯井基坑开挖的主要土质，且分布较为广泛，最低厚度为3.90m，而最大厚度为17.10m，其顶板埋深处于7.0m～13.40m 的范围内，其最大标高接近13.95m。黏性土颜色以灰黄色、褐黄色以及灰白色为主，长石风化的粘粉粒和少量的石英砂砾是其主要组成部分，其中，直径大于2mm的颗粒占比较高。原来的岩结构具有十分清晰的特征，花岗岩是母岩，具有较低的干强度和较差的韧性，切面存在一定的光泽，在对其进行摇振后，并未出现反应，在对其进行实测后，发现其标贯基数小于30击，与中等压缩性土的特点相契合，这种土具有较高的力学强度，在自然状态下，其工程性能相对偏高。这一层的土属于风化残积物，总体言之，可以发现其风化规律为自上而下，简言之，风化程度由上而下逐渐递减，具有较高的力学强度，且标贯击数呈增加的趋势，属于特殊土，其特性为遇水容易变软、崩解，其强度也会随之下降[1]。

（2）水文条件。坑中坑项目所在地的地下水，其作用为赋存和填补残积砂质黏性土、中砂空隙以及填土的孔隙和裂隙。通过上述分析可知，项目所在地的土质多为黏性土，其渗透性较差，属于弱透水层。为此，加大了施工难度，选择合适的支护形式，就显得尤为关键了。

3 某深基坑工程坑中坑支护施工问题综合分析

3.1 原施工方法

在初次制定施工方案时，设计人员考虑到坑中坑工程尚处于开挖阶段，并且没有明确地下室细部图纸，尚未设计坑中坑，于是就采取了管井降水配合土钉墙支护形式，究其原因，主要是这种支护形式，与其他几种支护形式相比，具有工期短、且止水能力强的作用，故有利于缩短施工周期，控制施工成本。但与此同时，这种支护形式还存在一些缺点，譬如容易受到地质条件的限制，如果花岗岩风化较为严重，该支护方法难以适用。该工程在正式施工开始前，已经进行了降水井施工，在各个基坑附近均设置了3～4口的管井，其直径为300mm左右，单井抽水量为每天240t。坑中坑在取土施工阶段，采用的方法为60°放坡，然后将强度等级为20的混凝土喷射到坡面，喷射厚度为80mm，由于工程地质为残积砂质黏性土，透水性不强，因此，无须再进行补喷[2]。

3.2 施工问题分析

在按照原施工方案进行施工之后，不久便出现了施工质量方面的问题，首先是坡底的残积砂质黏性土大量流失，并且在工程桩之间形成了空洞，洞的深度接近1.5m，其高度约为1.8m。为满足施工机械的作业需求，还将其中一口降水井拆除，致使基坑排水效率下降，坑内逐渐浮现出一些积水。随之而来的就是土体崩塌，坡边缘已经浇筑完成的地下室垫板，开始出现裂隙，坡体稳定性进一步下滑，与此同时，基坑内的淤砂逐渐与泥浆相融合，其深度达到了1.3m，在这种情况下，施工只能停止，为保证施工质量，施工单位采取了重新回填压实的方法，然后再选择合适的支护形式。

3.3 合理选择坑中坑支护形式

图2 型钢桩加钢对撑围护

通过上述分析得知，该坑中坑项目的主要土质是残积砂质黏性土，具有分布范围广泛和厚度不均匀的特点，这种土质与普通的土质相比，透水性不强，但不排除局部张性裂隙发育，水量丰富的可能性，结合工程的地质条件和水文条件特点以及原施工方案引发的施工问题，本文建议坑中坑项目工程可以从灌注桩加钢对撑支护、钢板桩钢对撑支护和型钢桩加钢对撑围护三种支护形式方案中进行选择。（1）灌注桩加钢对撑支护。虽然这种支护形式具有非常强的稳定性，能够保证施工质量，但存在施工周期长，且造价高昂的特点。（2）钢板桩钢加对撑围护。这种支护形式方案施工周期较短，同时具有止水的作用，但容易受到地质条件的限制，因此，钢板桩难以施工。（3）型钢桩加钢对撑围护。这种支护形式具有工期短，适应能力强，不会受到全风化花岗岩地质的限制。综合考虑后，认为该坑中坑工程应选择型钢桩加钢对撑围护，如图2所示。

3.4 型钢桩加钢对撑围护施工

在确定坑中坑项目支护形式之后，需要制定和实施性钢桩基坑支护施工方案，接来下，本文会对型钢桩加钢对撑支护施工方案进行简单介绍。

（1）选择设备。为节省工期，保质保量地完成施工任务，施工人员应该结合施工现场的实际情况，选择合适的施工设备，建议施工单位在施工过程中选择液压履带式打拔机。究其原因，主要是这个设备与履带吊振动锤相比，重量较轻，故移动速度快，施工效率高，且安全性有保障，可以实现全天候施工。

（2）定位放线。放出准确的结构灰线，然后依据图纸，从结构线每侧引出一定尺寸的线，其长度大约是2m，目的在于为型钢桩加钢对撑围护留出施工作业面，沿着线的方向打桩即可。与此同时，还应在方向线挖侧进行沟槽的开挖，其宽度为0.5m，深度为0.8m，使用木桩引出沟槽两端的定位线，在实际施工阶段，施工人员应注意校合，确保桩始终位于同一直线上，为后续的支撑施工创造有利的条件。

（3）打入型钢桩。坑中坑工程可以使用H型钢桩，其长度为12m，这种钢桩与项目施工要求相符。在运输和存储钢桩时，应该采取有效的防护措施，避免变形影响其质量。在进桩阶段，需要将其卸在离打桩机距离不超过5m的地方，由打桩机将其夹起，置于灰线上方，同时使用辅助工具，调整好打拔机的方向。此外，施工人员还要还要采取有效的措施，避免型钢桩自然跟进。

（4）应用结果。实践应用结果表明，坑中坑项目应用型钢桩加钢对撑围护，使坑中坑施工安全大大提升，与此同时，还控制了施工成本，缩短了施工周期，故取得了良好的施工效果，在施工结束后，并未出现施工质量及安全问题。

4 结束语

综上所述，本文以某坑中坑工程项目为例，综合分析了基坑工程坑中坑支护施工问题，在经过考虑和比较后，认为选择型钢桩加钢对撑围护方案较为合理。究其原因，主要是这种围护形式有利于保障施工安全，控制施工成本，且适应性强，与该工程施工要求相吻合。