基坑开挖及支护施工技术

六、案例分析
塌方导致基坑南侧的通信电缆和其它电缆裸露悬空。基 坑东侧Φ600自来水管断裂，自来水注入基坑内，同时造成一
根Φ1600上水管弯曲。基坑南侧一根直径800的污水管和一根
Φ1600的雨水管断裂，一根燃气管线外露，多根电信管线断 开。
六、案例分析
事故原因：最后一道支撑未架设。
北
雨水/900/4.8/底标高41.9
车站基坑开挖及支护 施工技术 （兴体路站）
主要内容
一、工程概况 二、施工技术准备 三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍 四、常见问题的处理方法 五、施工中易发生的问题 六、案例分析
一、工程概况
１ 设计概况
兴体路站为昆明轨道交通5号线工程第十七座车站，位于红塔东路与 兴体路交叉口处地下，沿红塔东路东西向布设，采用地下两层岛式站台车 站形式，车站总建筑面积为11558.02m2，车站主体总外包长度217.5m，标 准段外包宽度19.7m(中心里程处)，基坑深度约18.18m-21.58m，车站中心 里程处覆土厚度约为4.35m。车站共设3个出入口，2组风亭。车站两端接 盾构区间，设置盾构井：小里程端盾构井为滇池学院站～兴体路站盾构区 间的接收井；大里程端盾构井为兴体路站～滇池卫城站盾构区间的始发井。 车站主体采用明挖顺做法施工（部分盖挖顺做）。主体围护结构采用800 厚连续墙+内支撑形式。主体围护结构标准段采用第一道混凝土支撑+第二、 三、四道16mm厚Q235直径φ 800钢管支撑，端头井段第一道、第四道混凝 土支撑+第二、三、五道16mm厚Q235直径φ 800钢管支撑。钢支撑支撑在地 下连续墙预埋钢板上。在里程DK18+243.449～DK18+285.449设有与车站标 准段围护结构外轮廓同宽，长42.8m的盖板，作为临时交通疏解道路。
地面构筑物
钢支撑
裂缝
基坑 待挖土体 围护桩
五、施工中易发生的问题
支撑体系架设不及时
五、施工中易发生的问题
支撑体系架设不及时
五、施工中易发生的问题
支撑端头板与制作承压板间空隙处理不合规
五、施工中易发生的问题
钢围檩后填充不密实
五、施工中易发生的问题
支撑采用吊挂式安装，存在较大安全隐患
五、施工中易发生的问题
a.管道在改迁和安装过程中派专人进行监护；
b.定期检查管道的变形、移位、不均匀沉降，如发生监 测数据超过警戒值，立即停工，对基坑进行加固，对管线 基础进行注浆处理。 （2）土方开挖过程中边坡失稳 a.车站施工分区分段进行，施工严格按程序进行; b.当开挖面长时间不作业时，及时采取封闭措施； c.平台设截水沟、集水坑；用抽水机及时抽出积水；设 立完善的排水系统，防止地面水渗入土体中。
一、工程概况
2
设计概况
一、工程概况
3
设计概况
红塔东路
一、工程概况
4
工程地质情况
一、工程概况
5
地质情况
图例：人工素填土
图例：泥炭质土
图例：粉砂
图例：黏土
二、施工技术准备
１ 支撑平面图
第一道混凝土支撑
第二、三道钢支撑
第四道钢支撑+混凝土支撑
二、施工技术准备
2
支撑剖面图
第一道混凝土支撑 砼角撑
第二道钢支撑 第三道钢支撑 第四道钢支撑
第四道混凝土支撑
第五道钢支撑
二、施工技术准备
3
结构施工分段
底板
中板
顶板
设计要求：车站主体结构内沿纵向设置施工缝分段施工，施工缝应设在结构受剪 力较小且 便于施工的部位，并注意保证车站内部设施（如集水井、电梯
井、出入口门洞等）的完整性。施工缝的间距一般控制在16～24m，
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
10 钢支撑设计施加轴力值
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
基坑土方开挖
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
基坑支撑系统
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
底板钢筋绑扎
四、常见问题的处理方法
1
明挖法施工常见问题的处理方法
（1）周边管线出现下沉、变形、损坏等问题
绑扎箍筋间距 中心位置 水平高差 轴线位置 截面内部尺寸 相邻两板表面高低差 表面平整度
预埋件
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
4
基坑开挖
一般采用放坡、分层开挖。
a.土方开挖：分层、分段、对称、平衡、留土护坡和阶梯 流水的方法按顺序开挖,遵循“竖向分层、纵向分段、随挖 随撑”的施工原则。 b.支撑施工：随挖随撑、及时施加支撑预应力和复加应力。 c.监控量测：以监测数据为依据，指导施工。 d.其 他：及时治理渗漏点、及时封闭基底。
已完成二期围护桩
φ500场内污水管 φ100电缆
φ500废弃管
φ600上水折断 施工临电，悬空
24孔电信管块折断
Biblioteka Baidu
φ1600上水悬空
48/24孔电信管折断
φ400燃气废管 φ600废弃管
φ400燃气废管 φ600废弃管
沥
熊 猫 环 岛
雨水、污水检查井
φ800污水折断
φ1600雨水折断
φ500燃气悬空
电力沟/2000*2000/8条/4.3
二、施工技术准备
4
土方开挖方式
整个基坑以后退接力法开挖，从大里程盾构井段开始先施工冠梁及第一道砼支撑，分段分层进 行土方开挖，开挖至第二道钢支撑底面以下50cm，施做第二道钢支撑，依次施做第三、四、五 道钢支撑或混凝土支撑，开挖至大里程盾构井基底，后退法分层分段开挖剩余基坑土方。
二、施工技术准备
5
土方开挖剖面
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
1
明挖顺作法基坑开挖施工工艺流 程
明挖法施工是在地表作业完成围护结构后，先从地表
面向下开挖基坑至设计基底，然后在基坑内的预定位置由下
而上建造主体结构及防水结构，最后回填土并恢复道路。
二、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
回填土
明 挖 法 主 要 施 工 流 程
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
第二道钢支撑
围 护 结 构
第三道钢支撑
底板
垫层
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
5
钢支安装
遵循随挖随撑、及时施加支撑预应力和复加应力原则。
钢支撑安装安装前根据设计将管节进行预拼，检查合 格后按照以下流程安装。
预制管节及端节 拼装节段 安装防坠落支架
基坑边堆载
五、施工中易发生的问题
基坑涌水、涌沙
坑外塌陷
六、案例分析
明挖基坑坍塌事故 1 案例 1：基坑坍塌事故
事故概况：2005年11月30日下午，XX车站安排正常施工，
14:20左右，基坑南侧深度约为8米处有水渗出，14:25左右，
出现大量涌水，14:30左右，基坑南侧边上出现裂缝，现场值 班人员发现此情况后，立即要求基坑内所有人员马上撤离， 14:35左右，基坑南侧突然坍塌，西侧和东侧随后相继倒塌。
施工便道
正在开挖土体
围护桩
钢支撑
五、施工中易发生的问题
2 围护结构折断防控
1、事件过程；连续墙 折断、内倒，地面下陷， 管线断裂。 2、折断原因： （1）开挖过深，支撑未 及时跟进； （2）围护结构质量问题。 3、防控技术： （1）随挖随撑； （2）围护结构质量合格。
钢支撑
路面
既有管线 折断
待挖土体
30
DMBG KZBG
0
六、案例分析
10.0米
14.7米
7.0
16米
5.8
水面
4.7
六、案例分析
现场状况：坍塌前基坑南侧支护情况
六、案例分析
从 西 向 东 看
现场状况：坍塌后供水管线断裂情况
六、案例分析
现场状况：基坑南侧污水管线情况
六、案例分析
从 北 向 南 看
现场状况：基坑坍塌情况
六、案例分析
吊运钢管支撑 施加预应力、打设斜铁 拆除千斤顶
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
6
钢支拼装节段尺寸表
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
7
钢支撑、固定端、活络端
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
8
钢支撑吊装
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
9
钢支撑施加支撑预应力
钢支撑必须在开挖至标高后，8小时内架设完毕并施加预加力；钢支撑必须有复加预应 力装置，当第三道支撑加设预应力后，应对以上各道支撑复加预应力。当地连墙水平位移超 过警戒值时，可适量增加预应力以控制变形，但不宜超过设计值的30%。为使地连墙、支撑 结合紧密，并有效减少基坑外地层之沉陷及减少围护墙墙体向内的位移，支撑安设好后，必 须施加向外的预加轴力。预加轴力应根据施工监测情况分级施加，避免围护墙墙体发生向基 坑外侧过大的变形。要求施加预顶力的千斤顶在基坑施工的全过程中产生作用，并根据监测 结果随时调整预加力的大小，保证基坑内外的变形值在允许的范围内。
围护桩
五、施工中易发生的问题
4
支护体系问题导致地面建筑开裂防控 1 、事件过程：重要建筑物开 裂，影响大。 2、原因： （1）围护桩刚度、深度不够； （2）支撑架设不及时； （3）支撑轴力不足； （4）各种原因的水土流失。 3、防控技术： （1）增加围护桩刚度、深度； （ 2 ）及时架设支撑，施加足够 轴力及轴力复加; （ 3 ）控制水土流失（接缝渗漏 水、降水引起水土流失、基底隆 起引起土体损失）。
b.补强时除对发生变形较大的立柱或横撑补强外，应根
据实际情况对相邻立柱或支撑进行同步加强，防止个别支 撑受力过大而失稳；
四、常见问题的处理方法
（5）流砂及管涌 a.对轻微的流砂现象，在基坑开挖后及时堵涌并采取加 快垫层浇筑或加厚垫层的方法“压住”流砂； b.对较严重的流砂应增加坑内降水措施，使地下水位降 至坑底以下2～3m左右。降水是防止流砂最有效的方法。 c.发生管涌时，应先在该桩墙背进行压密注浆或高压喷
从 南 向 北 看
现场状况：基坑坍塌情况
六、案例
从 东 向 西 看
现场状况：基坑坍塌情况
车站结构施工技术
3
冠梁、混凝土支撑施工质量控制
主要控制项目、控制标准及检查方法
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 模板 钢筋 项目 受力 钢筋 间距 排距 保护层厚度 允许偏差（mm） ±10 ±5 ±5 ±20 5 +3，0 5 +4，-5 2 5 检查方法
钢尺量两端、中间各一
点，取最大值 钢尺检查 钢尺量连续3档取最大 值 钢尺检查、塞尺检查 钢尺检查 钢尺检查 钢尺检查 2m靠尺和塞尺检查
顶板 上边墙 砼立柱 第二道钢支撑
围 护 结 构
中板 侧墙 砼立柱 第三道钢支撑
底板
上翻梁
垫层
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
2
冠梁、混凝土支撑施工
开挖表层土体至混凝土支撑底标高，冠梁处采用风镐凿除地连墙混凝土虚渣至冠梁底标高 ，再进行钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑。
三、明挖顺作法基坑开挖工艺流程介绍
五、施工中易发生的问题
3
围护结构接缝渗漏严重，地面坍塌防控
地面构筑物
钢支撑
桩接缝
塌坑
1、事件过程：围护结构 质量不好，修补不及时，发 生流沙，地面塌陷 2、原因： （1）围护结构接缝质量缺 陷。 （2）质量缺陷处理不及时。 3、防控技术： （1）提高围护桩施工质量； （2）随开挖及时堵漏。
待挖土体
四、常见问题的处理方法
d.加强坡顶、坡面、位移观测，监控土体变化，经常检 查支撑和围护结构的变形情况，发现问题及时采取应急措 施。 （3）基坑大幅度变形 a.监测每道支撑内力和围护变形情况，一旦发现变形速 率及变形值增大，应立即停止开挖，并根据变形的部位和
原因采取加强、加密支撑、施加预应力和其他有效措施;
射注浆，保证其在开挖时不漏水，开挖后可将孔洞部位凿
除，支模用混凝土浇筑填实。 d.如果管涌十分严重，也可在桩墙后再打一排钢板桩，
在钢板桩与桩墙之间进行注浆。
五、施工中易发生的问题
1 纵向土体滑移防控
1 、事件过程：土体纵 向下滑，推倒钢支撑， 围护结构向内倾斜，地 面塌陷。 2、滑移原因： 1）纵向坡度太陡； 2 ）斜坡土体含水量大。 3、防控技术： a、控制合理坡度； b 、控制土体含水量， 采用降水、防止地表水 渗入等。
b.监测基坑隆起变形情况，及时按需要抽取承压水，防 止基坑隆起;
c.严格按照设计分层、对称、均衡开挖，限时封闭
四、常见问题的处理方法
d.雨季施工做好截、排水系统，做好土坡封闭，防止地 表水渗入开挖面内，并及时排出基坑内积水； （4）支撑失稳 a.为防止支撑失稳，应及时进行监测，同时加强对立柱 的观测，当发现个别支撑或立柱失稳，应立即进行加撑或 补强，防止因局部变形处理不及时而引发更大的变形。