深基坑地下室工程施工及技術應用

陳敬章

深基坑地下室工程施工及技術應用

陳敬章

從深基坑地下室工程定義、特點出發,以防水工程為例講述了深基坑地下室工程施工流程、施工注意事項及堵漏施工,最后結合分層分塊挖土施工講述了深基坑地下室施工技術應用,以積累深基坑工程施工經驗。

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1 深基坑地下室工程

1.1 深基坑定義

基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工和土方開挖,是一項綜合性很強的系統工程。它要求巖土工程和結構工程技術人員密切配合。基坑支護體系是臨時結構,在地下工程施工完成后就不再需要。建設部建質〔2009〕87號文關于印發《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規定：一般深基坑是指開挖深度超過 5m(含 5m)或地下室三層以上(含三層),或深度雖未超過 5m,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。

1.2 基坑特點

1)基坑工程具有很強的區域性。如軟粘土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市不同區域也有差異。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖都要因地制宜,根據本地情況進行,外地的經驗可以借鑒,但不能簡單搬用。2)基坑工程綜合性強。基坑工程不僅需要巖土工程知識,也需要結構工程知識,需要土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。3)基坑工程具有環境效應。基坑開挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變,導致周圍地基土體的變形,對周圍建(構)筑物和地下管線產生影響,嚴重的將危及其正常使用或安全。大量土方外運也將對交通和棄土點環境產生影響。

2 深基坑地下室工程施工——以防水為例

2.1 主要施工流程

1)地下室底板防水施工流程。基層表面清理修整→底板結構縫化學灌漿補漏→刮涂基層處理劑(底涂)→特殊部位附加增強處理→配制材料→刮涂第一遍涂料→鋪網(胎體增強層)→刮涂第二遍涂料→干燥→刮涂第三遍涂料→干燥保養→檢查→修補→局部鋪設疏水板→澆筑地面耐磨層。

2)地下室側板防水施工流程。基層表面清理修整→刮涂基層處理劑(底涂)→配制材料→刮涂第一遍涂料→干燥→刮涂第二遍涂料→干燥→刮涂第三遍涂料→檢查修補→飾面層施工。

2.2 主要施工注意事項

基層表面的氣孔、蜂窩、縫隙起砂等應修補處理好,基面必須干凈、無污染、無水珠、不滲水;涂料施工前,基層陰陽角應做成圓弧形,陰角直徑宜大于 50mm,陽角直徑宜大于 10mm;涂料施工前應先對陰陽角、預埋件、穿墻管等部位進行密封或加強處理;防水涂料刷時不允許有褶皺;鋪貼胎體增強層時,應使胎體增強層充分浸潤。

2.3 堵漏施工

由于各種原因,底板西半部產生許多長短不一、方向不定、疏密不均的裂縫,且有滲漏水現象。由于水壓過大(-29.9m高水位),常規方法無法止住漏水,采用混凝土結構裂縫電動壓力灌漿的方法進行處理。該技術主要特點為：采用比利時產的“DROLUX”化學灌漿材料進行補漏。該化學灌漿材料在受控狀況下與水迅速產生反應,形成海綿狀膠固體,它能遇水膨脹成“流體楔塊”迅速堵塞裂縫,并能對混凝土的蜂窩、砂眼、氣泡、空洞等結構缺陷進行填充、密封,達到瞬時堵水功能;灌漿設備為意大利產專用電動灌漿機,最大工作壓力 0.25MPa,其流量為 2.3L/min,可處理的裂縫深度超過 1.2m。該技術與常規方法相比,有工藝簡單、快捷、對原結構破壞少、不受水壓及裂縫深淺限制等優點,但成本較高。其施工方法有：清洗干凈鉆孔,用梅花扳手將灌漿嘴直接擰入混凝土結構裂縫內;開動電動灌漿機將漿液壓入裂縫(工作壓力可根據裂縫深淺、大小任意調整),當漿液順著裂縫溢出時,表明裂縫已經灌滿。約 3m in后,拆除灌漿嘴,這時漿液開始膨脹凝固。堵漏后的裂縫止水效果比較明顯。

3 地下室深基坑開挖分層分塊挖土施工技術

3.1 基坑挖土“平面分塊”

結合現場實際動遷情況、地下室標準段的位置設置等特點,挖土總體方向上均為由北向南、由中間向兩邊開挖。主要目的是為了保護已完成地下室結構及西面溝地區的安全。按此原則在平面流程混凝土支撐以上部分土體分為幾個大挖土區,混凝土支撐以中間點分為幾個大挖土區先后挖土,南區配套工程部分分為幾個大挖土區先后挖土。混凝土支撐形成整體受力體系,支撐達到設計開挖強度后采用盆式挖土,先中間后四周的原則,在挖至混凝土支撐時,澆筑混凝土支撐及 300mm厚臨時素混凝土墊層后先依次開挖地下室標準段直至坑底,待地下室標準段地下三層結構完成后,開始挖大基坑中心點至坑底。南坑和北坑分設 4個出土點,每一出土點采用1臺28m曲臂挖土機停置于坑邊或棧橋上,坑內配 12臺 0.6m3反鏟挖土機喂土。挖土期間土方車輛不少于 50輛。挖土根據“順作法”施工工藝和施工區域的劃分情況,要求合理地進行挖土施工作業。根據我們的施工經驗,挖土順序的合理組織、挖土標高的控制、支撐的及時施工受力是確保基坑圍護穩定及地鐵站結構安全的關鍵,同時也可以有效地控制周邊建筑物和管線的沉降和變形。

3.2 挖土“豎向分層”施工技術

豎向流程原則上按分區分層挖土,由于支撐間層距較大,因此超過 3m的挖土層每塊挖土均分為兩級放坡開挖。放坡按照1∶3的坡度,坡頂設不小于 10m寬停機坪臺。每層挖土在時間搭接上遵循如下原則：先撐后挖;基坑開挖時,根據各施工區塊的劃分,在各施工塊內分層開挖。以場地的絕對標高為±0.000m算起：基坑基本標準段部位總共分五大層。結合深基坑的挖土施工工況和施工經驗,在開挖至第三層土(-10m)和開挖至第四、第五層土體時,結合平面挖土流程,如何發揮墊層支撐的作用,需重點加以施工組織和安排。信息化施工和時空效應原理指導挖土施工技術,深基坑施工加強監測工作,能可靠而合理地利用土體自身在基坑開挖過程中控制土體位移的潛力而達到保護環境的目的,在保護基坑安全的同時保護環境安全。地下室深基坑施工設置的監測內容有：1)圍護墻水平位移;2)土體分層沉降;3)深井降水引起坑內外水位差;4)地表沉降;5)圍護墻墻頂位移;6)坑底土體回彈;7)支撐軸力。

3.3 施工安全防護措施

1)基坑開挖后全線進行人工修邊,修邊要求將機械挖土后留下的凸出的土輪順坡度方向削平,以防止風干開裂脫落。2)對基坑上口土方及顆粒進行人工清撿至距溝邊 1.5m的范圍內。在距坑邊口 2m的范圍沿基坑周邊設置防護欄,高度 1.5m。3)沿防護欄各明顯的位置懸掛安全警示標志和安全警示繩。坑邊設專人進行安全巡視,巡視人員必須保證 24 h在崗。4)綿雨天及陽光暴曬天在坑底施工時,用彩條布把兩邊坑壁進行覆蓋,避免由于雨水不斷滲透引起基坑塌方及陽光暴曬引起坑壁松動滑落。

4 結語

加強深基坑環境監測,是根據地墻位移、支撐軸力、建筑物沉降等數據綜合分析,具有積極現實意義。地下室深基坑工程的核心就是如何控制圍護墻水平位移和對坑外土體的擾動,從而有效控制周邊建筑物沉降,確保了基坑施工和周邊環境的安全。

[1]王杭兵,錢榮杰.基坑工程信息化施工實例[J].山西建筑,2010,36(1)：132-133.

[2]謝 軍,賈卓然.深基坑雙排樁支護結構的計算研究[J].山西建筑,2010,36(1)：148-149.

[3]張志強,何 川.地鐵盾構隧道近接樁基的施工力學行為研究[J].鐵道學報,2008(15)：92-95.

The deep foundation pit basement engineering construction and technology application

CHEN Jing-zhang

Begin from the definition and features of deep foundation pitbasement,tells p roject construction flow,notes for construction and plugging construction take the case of waterproof project.At last,tells the deep foundation pitbasement construction technology app lication combining with layered block excavation to accumulate deep foundation pit engineering experience.

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TU942

A

1009-6825(2011)09-0083-02

2010-12-06

陳敬章(1968-),男,工程師,福建永建水利水電工程有限公司,福建泉州 362000