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某加热炉烟囱深基坑支护难点及对策

文档作者：唐川文档来源：上海宝冶集团有限公司		点击数：	更新时间： 2025年09月28日
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30
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2012年12月下
第41卷第379期
某加热炉烟囱深基坑支护难点及对策
唐川
(上海宝冶集团有限公司，上海200941)
[摘要]某烟囱基础由2座加热炉烟囱基础组成，土方开挖深度达9．9m。基础紧邻道路，道路动荷载达600kN，同
时基坑开挖正赶上上海的梅雨季节，基坑开挖过程中对安全十分不利。针对深基坑支护这一课题，分析了该工程
的关键技术及难点，选择了SMW工法与斜撑结合的方案，实现既不影响深基坑安全，又不影响道路通行的目标。
同时对加热烟囱深基坑施工的难点和对策进行了分析对比。
[关键词】地下工程；深基坑；支护；SMW工法；斜撑
[中图分类号]TU753．1 [文献标识码]A [文章编号]1002—8498(2012)24-0030-03
Difficulties and Solutions in the Deep Foundation
Excavation Retaining for a Heating Furnace Chimney
Tang Chuan
(Shanghai Baoye Group Co．，Ltd．，Shanghai 200941，China)
Abstract：A chimney foundation consists of two heating furnace chimney foundations．The depth of soil
excavation reaches about 9．9 meters．The foundation is adjacent to a road with dynamic load of 600kN．
And the foundation construction was during the rainy season of Shanghai，which causes extra danger to
the excavation．This paper analyzes the key technology and construction difficulties of the engineering．
The SMW method was used in combination with bracings，which successfully ensures the excavation
safety and avoided any influence to the road traffic．This paper also analyzes the construction difficulties
and compares different solutions．
Key words：underground；deep foundation excavation；retaining；SMW method；inclined support
特钢炉卷热轧工程加热炉初步设计时，加热炉
烟囱基础与加热炉基础相连，基础距离厂区道路较
远，后由于工艺变更以及厂区道路位置的变化，使
得烟囱基础挖土深度加深至10m，基础西侧与厂区
道路东二路紧邻，几乎与人行道路重叠，而该道路
作为连接南北的主通道，担负着特钢厂区生产用钢
水运输和其他交通的重要任务，不但不能截断，道
路承载的动荷载对深基坑的开挖存在着较大的不
利因素。施工过程中曾与设计人员多次沟通和讨
论，希望能抬高烟囱基础标高，减少施工风险，但均
不能被采纳。在这种情况下，寻求一个既不影响深
基坑安全，又不影响道路通行的支护方案，成为放
在技术人员面前的一个难题。经过多种方案的比
较论证，综合加热炉基础施工总体方案，最后选择
了SMW工法与斜撑结合的方案，通过施工过程中
周密细致的安排和管理，最终安全、顺利地完成了
[收稿日期】2012-05-20
[作者简介】唐川，工程师，E—mall：daidan@vip．sina．corn
加热炉烟囱基础的施工。
1工程概况
特钢炉卷热轧工程步进式加热炉基础A列外
侧及其烟囱基础西侧紧邻刚施工完毕的东二路，烟
囱基础边与东二路最近的距离仅有1．3m(烟囱基础
已占用人行道大部分位置)，如图l所示。烟囱基
础底标高为一9．800m，土方开挖标高达一9．900m，
局部独立柱基基底标高达一10．100m。在收到该烟
囱基础图纸时，加热炉基础还未施工，但加热炉基
础与主轧线基础一并考虑，采用放坡大开挖的方
案，位于东二路一侧的基坑考虑水泥搅拌桩重力挡
墙支护的方案，该方案已经专家论证审批完毕。
本烟囱基础由2座加热炉烟囱基础组成，位于
主厂房A列线外侧，烟囱基础与加热炉大底板基础
由烟道基础连接，每个烟囱基础面积为IOm X 10m。
东二路路基下面埋设有给排水管道等，东二路作为
厂区主干道，承担着全厂主要物流通道的任务，不
能受阻。
万方数据
川I：某加热炉烟嘲深基坑支护难点硬对策
图1 加热炉烟囱位置
00
Fig．1 Position of chimney on the heating furnace
根据岩土工程勘察报告，影响本次基坑开挖的
地．F水为地表层潜水，本场地基坑JI：挖涉及的地表
一F 30m范围内土层分布有粉质黏L、黏质粉土、淤
泥质粉质黏土羽j砂质粉土，一卜-的渗透系数住3．6l×
10 7～I．82×10～‘，渗透系数较大，外挖过程中易出
现管涌、流砂现象，必须采取相应的技术措施．，
2工程特点和难点
1)基础紧邻道路，原方案考虑的水泥搅拌桩蘑
力挡墙的技术措施，由于没有做水泥搅拌桩的空I、nJ
I酊不可行，
2)基坑一侧紧邻厂区道路，另一侧为大底板、
大歼挖的加热炉基础，无法考虑双边对撑的支护
力‘案。
3)基坑一侧的道路承担着特钢全厂钢水运输
的任务，确保道路安全通行是整个方案必须考虑的
莺点，、
4)紧邻荩坑的道路动衙载达600kN，一旦摹坑
外挖，对基坑安仓十分不利，基坑安全风险成倍
增加。
5)施J：时|1lJ处于5—6 Jj，为卜．海的梅雨季节，
又寸基坑施一L}’分／f：利。
3几种方案的选择和比较
1)采用放坡大开挖的方案，f日．要挖断道路和路
基下的管线，影响范围大，不可行。
2)在基坑一侧采用灌注桩和水泥搅拌桩支护，
红道路的另一侧采J扫灌注桩拉锚的方式，由于开挖
面积大，主动土压力大，拉锚距离长，影响范围大，
1：程造价大币f 4：叮行。
3)采用钻孔灌注桩加水泥搅拌桩单边斜撑的
方案，该方案由于对道路的破坏面积大，对环境的
影响大，实施雉度定，
4)采用SMw一!：法单边斜撑，占地面积少，止水
3 J
效果好，结合【：程现状，方案是曲r行的，fH从深摹坑
支护的安全町靠性分析，综合道路荷载对基坑安全
的影响，风险较大。
4实施方案的对策措施
综合各种凶素，决定采用SMW L：法支护结合
双钢管斜撑的形式，斜撑的支撑点管力于已施工的
加热炉基础上，同时2座烟f女l基础交替施工，以减少
水平支护体的懋臂长度。SMW工法设计埋深25m，
内插型钢采用H700×300×1 3×24，斜撑采用
咖609mm×16ram钢管，在一4．000m处用双H700×
300设l道腰梁。经整体稳定验算，安令系数k=
2．01，坑底抗隆起验算k=2．48．抗倾覆验算k=
1．88．．基坑支护平血『如同2所示。
图2基坑支护平面
Fig．2 Plan of foundation support
主受施⋯』!；¨}如下．．
1)在加热炉攮础开挖前施一l：SMW工法。烟囱
基础侧采川一i轴(jbS50mm@600mm的水泥搅拌桩，
水泥掺键为20％，内捅型钢为H700×300×13×
24。搅拌桩桩顶标高±0．000，底标高一25．500m，
内插型钢顶标高+0．500111，底标离一24．000m。
在SMW I：法内插型钢施工究毕后，二次清除
导沟tfl多余土体进行冠梁施I：，冠梁截面为
l 000Inlll×l 200ram，沿搅拌桩通长布没。
2)施工加热炉底板基础，在底板靠近烟囱基础
一侧预埋铁件，预埋铁件规格为l 000mm×
1 500mm×16ram，在钢板卜．焊接6根4,30，锚固长度
为l 200mm的螺纹钢筋。
3)加热炉基础土方歼挖时，烟囱基础侧土万自
然放坡，预留土方用作增加支护的被动土二压力。加
热炉基础施J：结束后，土方歼挖拿一4．000m标离，
再施1：腰梁，腰梁采用2根H700×300焊接而成，
用规格为一300ram×700n,m×10Inin j角肜钢板每
隔600ram与腰梁、：I：法内插利钢焊接，焊缝高度
≥8mill。
4)第l座烟囱基础的土方挖至斜撑底标高，施
工斜撑，再挖上至设汁标高。用4道qb609mm×
16mm的舣钢管进行支撑，管长16m，钢管一端与腰
万方数据
32 施工技术第41卷
吣，娶隰飘窄
一＆囱基捻w
2H700×300
．力鲷孺匿
I瓷6260-{)3uu随 顶留土律＼，?掣“”f”’
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一一U—U1
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图3 施工顺序
Fig．3 Construction sequence
梁焊接，另一端与加热炉基础预埋铁件焊接。基础
垫层在加热炉基础与SMW工法支护体之间满铺，
以增加垫层的有利支撑作用。
5)第1座烟囱基础施工完后再施工另一座烟
囱基础，减少因土方开挖而增加的支护体悬臂长
度，增加被动土的约束作用。
6)拆除斜撑、H型钢拔出，烟囱及上部结构施
工完毕15d后，进行斜撑、腰梁拆除及H型钢的拔
出，进行土方回填和道路恢复。‘
具体施工顺序如图3所示。
5实施效果分析
从土方开挖到基础施工后土方回填完，整个基
坑施工在2008年4月至2008年6月间完成，工期
56d。在施工期间紧邻基坑侧的钢水运输路线进行
了旁通改道处理，使得运输路线离基坑开挖面的距
离在10m左右，减弱了道路动荷载的影响。施工期
间，在SMW工法的顶部共布设了5个沉降和位移
观测点，其中位于中间部位的观测点，挠度变化最
大，该观测点最大的位移值为49mm，最大的沉降值
为7ram，均在设计的预警值范围内，过程中未发生
基坑险情，实施效果是好的。
6 结语
1>本工程开挖深度达lOm，且工程地质较为复
杂，周围环境对基坑变形的要求很高，按上海市过
去的经验，一般采用钻孑L灌注桩结合搅拌桩止水帷
幕的方案。这次采用SMW工法结合竖向斜撑方
案，达到了安全、可行、技术先进、经济合理的效果，
方案是可行的。
一产耍隰蔼熟一一且一U1
2)竖向斜撑体系的土方应采取“盆形”开挖，即
先开挖基坑中部的土方，沿围护墙边预留土方，待
斜撑安装后，再开挖预留的土方。有条件的基坑，
尽量保存靠近支护侧的土方。
3)本工程加热炉基础面积达85m X 54m，其混
凝土厚度达1 200mm，作为斜撑的支撑基础是较为
有利的条件之一。
参考文献：
[1] 上海现代建筑设计(集团)有限公司，DGJ08--11一1999地
基基础设计规范[S]．1999．
[2]DGJ08—_6l一97基坑工程设计规程[S]．上海：上海勘查设
计协会。1997．
[3] 中国建筑科学研究院．JGJl20--99建筑基坑支护技术规程
[s]．北京：中国建筑工业出版社，1999．
[4] 冶金工业部建筑研究学院．YB9258--97建筑基坑工程技术
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[5]高大钊．深基坑工程[M]．北京：机械工业出版社，2002．
[6]龚晓南．深基坑工程设计施工手册[M]．北京：中国建筑工
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[7] 刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]，北京：中国建筑工业出
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[8]赵志缙，应惠清．简明深基坑工程设计施工手册[M]．北京：
中国建筑工业出版社，2000．

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