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摘要：对位于流塑性淤泥质土条件下的坑中坑由于周边土体自身抗剪性过小，若仅采取传统的自然放坡形式是远不能满足开挖要求的；为减少对开挖范围外周边土体的过大扰动及变形，确保基坑的安全及工程桩不发生偏位等事故，此外结合工期、安全、质量、成本、施工可行性及环保等方面；此时对流塑性淤泥质土环境下坑中坑支护形式的选择显得尤为重要。是个非常值得研究和探讨的课题。本文将坑中坑支护实例，对流塑性淤泥质土条件下“连体式”坑中坑支护形式的选用进行了探讨，最终选用本工程的最佳支护方案。
关键词：流塑性淤泥质土；坑中坑支护；选用
1、工程概况
1.1建筑及地理位置概况
本项目主要为13栋29～33层的高层住宅楼及1～2层商业配套、1栋3层的邮政支局、3栋1层的变配电房、1栋3层的幼儿园、1栋4层的社区服务中心及1层整体地下室组成，为框架、剪力墙结构，采用桩基础，设有1个单层联体地下室。场地地貌单元主要为海岸阶地，工程地质分区属滨海冲淤积。场地为堆砂填海场地，原多为盐田。
1.2地质条件概况
本工程基坑开挖影响范围内主要土层分布及描述如下：
（1）素填土：浅黄色，灰黄色等，松散，干～湿，主要由海砂堆填而成，含贝壳碎屑以及少量粘性土，局部夹有填石，填石厚约2.00～1.20m，填石大小约0.10～0.60m，据现场了解，素填土堆填时间较短，小于半年，未完成自重固结，未经压实处理。该层在所有钻孔均有分布，钻孔施工期间厚度为1.30～6.70m，平均厚度为4.04m。
（2）淤泥质土：深灰色，饱和，流塑，属高压缩性土层。具腥臭味，见鳞片状层理，含少量贝壳，摇振反应慢，捻面较光滑，有光泽，干强度及韧性中等，局部含粉细砂。该层在局部地段孔隙比较小，相变为淤泥质土，含水量约50%。该层在所有钻孔均有分布。
1.3水文条件概况
（1）本场地的地下水类型主要为赋存于素填土的孔隙潜水以及下部花岗岩带中的孔隙-裂隙弱承压水。其中，对本基坑工程起主要影响的地下水为孔隙潜水，该潜水主要赋存于素填土中，接受大气降水与周边场地的补给，并通过蒸发方式排泄。素填土层主要以中砂为主，故透水性强，且富水性大。
（2）勘察期间测得钻孔初见地下水位埋深为1.00～2.80m，地下水位高程为0.13～2.42m。各钻孔竣工24小时后同一时间实测地下水混合稳定水位埋深为0.50～2.40m，高程为0.73～2.64m。
1.4土方开挖概况
（1）本次土方开挖共分3层进行开挖。如下：
2、工程实例分析
2.1塔楼内坑中坑开挖情况
（1）一期工程中11#塔楼大承台内坑中坑数量较多，且相互间距离较近，混凝土浇筑边线存在相交的现象，后期的钢筋绑扎存在相互锚固的情况；此时各坑之间的关联性较大，在土方开挖过程中需合为一体进行整体开挖（淤泥质土中，土体基本丧失抗剪能力）。这种情况属于“连体式”塔楼内坑中坑范畴，对其的侧壁支护也只能作为一个整体来进行处理；如此支护的平面尺寸将大大增加，具体尺寸详见图1。
图1 一期11#塔楼内坑中坑分布图
（2）二期工程中12#塔楼大承台内坑中坑数量较少，且电梯井基坑与消防集水井基坑有一定距离；如此造成消防集水井基坑呈一种独立的状况；这种情况属于“独个式”塔楼内坑中坑范畴。如此支护的平面尺寸将相对较小，具体尺寸详见图2。
图2 二期12#塔楼内坑中坑分布图
2.2支护方式介绍
在对本工程实例进行分析前，让我们先来认识下双重管高压旋喷桩支护、水泥土搅拌桩支护、沉井支护及钢板桩支护的施工工艺流程。
图3
图4
（1）双重管高压旋喷桩支护：
旋喷桩施工（准备工作→钻机就位→调整钻架角度→钻孔→插管→试喷→高压喷注浆作业→喷射结束→拔管）→等待强度（28天）→大面积开挖
（2）水泥土搅拌桩支护：
水泥土搅拌桩施工（场地处理→钻机就位→下钻搅拌、喷浆→提升搅拌、喷浆→钻机移位）→等待强度→大面积开挖
（3）沉井支护：
（4）钢板桩支护：
2.3支护方式选择分析
（1）依据上述四种支护施工工艺流程和自身的特性，在此对其进行全面的分析和对比；涵盖工期、安全、质量、成本、施工可行性及环保六方面。
（2）从表2的分析及对比中，可以看出双重管高压旋喷桩支护（双排）与三轴水泥土搅拌桩支护（三排）在工期保证、安全系数、质量保障、成本投入、施工可操作性、环保等方面均存在较大或明显缺陷；特别是工期和安全，基本无法保证。因此双重管高压旋喷桩支护（双排）与三轴水泥土搅拌桩支护（三排）在本工程实际应用中被排除，不采用。剩下沉井支护和钢板桩支护可供选择使用。
2.4支护实施效果
（1）鉴于一期工程11#塔楼内均为开挖平面尺寸较大的“连体式”坑中坑，其分别为坑1和坑2。我们采用了钢板桩支护的形式来处理。处理效果良好，各项指标均能满足。
图11 周边土方回填
（2）对于二期工程12#塔楼内有坑3（“连体式”坑中坑）和坑4（“独个式”坑中坑）；均采用了沉井支护的形式，实施效果为：坑3的沉井在开挖过程中出现了较大变形，出现险情后及时处理（加设型钢内撑），险情处理得比较及时和到位，最终无重大损失；坑4的沉井在整个施工过程中均能按照计划进行，实施效果良好。
图12 坑4沉井支护施
图21塔楼内坑中坑支护（采用三轴水泥土搅拌桩支护形式）；发生险情后，采用木桩进行加固，加固失败；最终采用钢板桩支护得以解决。
3、结束语
（1）在流塑性淤泥质土环境下，塔楼内坑中坑支护不宜采用双重管高压旋喷桩支护和三轴水泥土搅拌桩支护；此两种支护在工期保证、安全系数、质量保障、成本投入、施工可操作性、环保等方面均存在较大或明显缺陷；特别是工期和安全，基本无法保证。
（2）在流塑性淤泥质土环境下，塔楼内坑中坑支护形式应优先考虑沉井支护和钢板桩支护；当基坑开挖平面较小时，可首选沉井支护；此时平面尺寸单边长度控制在10m之内为宜；当基坑开挖平面较大时，平面尺寸单边长度超过10m应考虑使用钢板桩支护，其安全系数较高；可满足各种基坑开挖要求。
（3）总之在流塑性淤泥质土环境下，对塔楼内坑中坑支护形式的选择应从工期、安全、质量、成本、施工可行性及环保等方面综合考虑；同时结合基坑实际情况，选择最优的形式。
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论文作者:丁可胜
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/26
标签：沉井论文; 基坑论文; 塔楼论文; 淤泥论文; 塑性论文; 工程论文; 钢板论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;