淺析深基坑中電梯井土方開挖施工的有效方法

朱迪

（中鋁長城建設有限公司　河南　鄭州　450041）

淺析深基坑中電梯井土方開挖施工的有效方法

朱迪

（中鋁長城建設有限公司河南鄭州450041）

通過在具體的工程實例，分析、研究輕型井點降水、鋼板樁支護以及集水明排的三種施工方法。最終總結出在地下水位較高且土質較差等情況下深基坑施工中針對小范圍較深部位的電梯井等工程部位土方開挖施工的有效方法。

深基坑；電梯井；輕型井點；鋼板樁；集水明排

1　工程概況

工程概況：某高層建筑工程位于江蘇省淮安市，總建筑面積為15000m2，本工程純地下室部分±0.00=12.50m，現場場地絕對標12.20～12.50m左右，相對標高-0.00～-0.30m左右，下設兩層地下室，純地下室底板板面標高-6.00m，基底標高-6.40m，基礎形式為樁筏基礎；主樓基礎頂標高-6.00m，地下室部分底板板底標高-6.40m，4個電梯井及2個集水井底板標高為-9.50m，深度均為3.50m，平面尺寸分別為：2.40m×4.60m；1.50m×1.50m，混凝土強度等級為C40，抗滲等級為P6。

2　地下水位情況

場地勘探深度內地下水類型主要為潛水。

勘探期間測得地下水初見水位埋深為0.75～1.95m，穩定地下水位埋深約為0.55～1.75m。據區域水文地質資料反映，擬建場地潛水近3～5年內最高地下水位埋深為自然地面下0.50m，最低地下水位埋深為自然地面下2.50m，地下水年變幅一般在2.00m左右。

3　基坑降水

根據地質勘察報告可知，對基坑有影響的場地地下水主要賦存于①層填土、②層粉土中的潛水。本工程采用管井降水，水位設計位降至基底下0.5～1.0m，實際施工過程中，因業主方要求的工期較緊，實際降水僅至基底下0.4m。

電梯井及集水井與主樓樁筏基礎存在有3.50m的高差，且地下-6.50～11.00m均為粉土與粉質粘土，降水支護不到位進行土方開挖必定產生流砂和塌方等事故。

4　鋼板樁支護及土方開挖

電梯井及集水井基坑側壁涉及的地層為：①層粉土、②層粉質粘土，基底土為②層粉質粘土，此兩層土工程地質特征描述如下：

與電梯井基坑有關的各土層的主要物理力學性質及基坑設計參數見表1。

表1　基坑開挖參數一覽表

工程施工前期，采用了輕型井點降水，但因基坑側壁為1層粉土與②層粉質粘土，滲透性較低，降水效果較差。土方開挖后，又因電梯井周邊為其他樁基礎無法進行大放坡等因素產生流沙及土體塌方不斷，無法正常施工。

結合本工程現場實際情況，采用鋼板樁支護及基坑內集水明排相結合的方法進行施工。具體步驟如下：

（2）樁長度的選擇：根據《清城創意谷巖土工程勘察報告（詳細勘察）》建議水位以降至基底下0.5～1.0m為宜。鋼板樁樁長為：3.5+1.0=4.5m，為確保止水及支護效果樁長選用4.5m。

（3）打樁機的選擇，采用振動打樁機。振動打樁機施工速度快，更有利于拔鋼板樁，不易損壞樁頂，操作簡單。且現場為粉土及粉質粘土，該土質較軟，阻力較小，使用振動打樁機貫入性好，耗電少。在插打過程中隨時測量監控每塊樁的斜度不超過2%，當偏斜過大不能用拉齊方法調正時，拔起重打。

（4）在距電梯井底板外邊線四周500mm處打入長度4.5m型號為WRX 600-10直線型鋼板樁。它可以形成一道穩固的鋼板樁墻，從而保證向下順利開挖，而不受兩側塌方，地下水的影響。由于該板樁長度較小故鋼板樁打入方式采用單獨打入法，該方法簡便、迅速，不需要其他輔助支架。具體方法是：從鋼板樁支護的定位線一角開始，逐塊打設，直至支護完成。

（5）鋼板樁支護完成后采用反鏟挖掘機進行基坑土方開挖工作，開挖基坑時坑內少量積水采用集水明排（集水坑加積水槽明排）方式予以排出。

（6）土方開挖應先撐后挖，分層開挖，本層開挖分層厚度為50cm。為確保鋼板樁在土方開挖后因外部土壓力產生變型，分別在在鋼板樁內側標高為：-6.500與-8.500處的四周設型號為HW100×100型鋼圍檁兩道。開挖至圍檁位置后，安裝圍檁，H型鋼圍堰安裝施工完成后，再進行下一步土方開挖。

（7）土方開挖完成后，立即進行電梯井底板墊層澆筑。澆筑時在基坑底部邊腳留500×500×500的集水坑，用潛水泵將坑內集水排入鄰近的管井內。

（8）墊層澆筑完成后立即進行基坑四周的磚胎膜砌筑。磚胎膜采用200厚實心磚，在砌筑過程中，應隨時檢查墻體表面的平整度、垂直度、灰縫的均勻度及砂漿的飽滿程度等，及時校正所發現的偏差。磚墻灰縫飽滿，不得有通縫、透亮現象，質量要求必須符合施工規范規定。磚胎膜內面粉刷必須平整，磚砌體內不得留腳手架眼，并要求用木抹平祛除砂眼，并用鐵抹壓光，磚胎膜內側抹灰采用20mm厚1：2防水水泥砂漿。所有陰陽角、承臺下角均做圓角處理。

（9）磚胎膜砌筑完成后在電梯井底板墊層及磚胎膜四周做柔性防水。做法如下：基層（磚胎膜、電梯井底板墊層）——1.2厚DTM聚酯復合卷材[蘇J/T18-2012（九）]——20厚1：3水泥砂漿保護層。此時基坑即進入干作業狀態正常進行電梯井及集水井施工，詳見圖1。

圖1　電梯井施工剖面圖

5　拔出鋼板樁

（1）電梯井及集水井施工完成后，要拔除鋼板樁，以便重復使用。

（2）拔除鋼板樁前，應仔細研究拔樁方法和拔樁時間及土孔處理。否則，由于拔樁的影響，會給已施工的電梯井及臨近結構帶來危害。設法減小拔樁時產生的振動，十分重要。

（3）由于本工程鋼板樁插入土層深度較淺，且為避免拔樁產生過大振動，綜合分析后采用靜力拔樁法將鋼板樁拔出。具體機械可采用卷揚機或液壓千斤頂。本工程采用：液壓千斤頂。

6　級配砂石回填

撥出鋼板樁后，基坑四周用級配砂石回填密實，壓實系數不小于0.94。級配砂石回填的注意事項：

（1）采用40%中砂、60%碎石，碎石粒徑不得大于50mm，砂石拌合應均勻。

（2）級配砂石料不得含有草根、樹葉、塑料袋等有機雜物或垃圾。

（3）級配砂石回填應在電梯井混凝土強度達到75%以上后進行，以避免砂石回填的夯實振動影響電梯井的混凝土質量。

（4）級配砂石應分層夯實，虛鋪厚度不得大于300mm。下一層檢驗不合格不得進行上層回填。

（5）級配砂石的工藝流程為：原材料檢驗→按比例均勻拌合砂石料→分層鋪設級配砂石→機械夯實→找平并測定本層的壓實系數→合格→下層級配砂石回填施工。

7　結語

鋼板樁支護、集水明排相結合的方法適用于：①地下水位較高，基礎底標高與電梯井底標高存在較大高差時；②地下水位較低，但電梯井低于地下水位時，局部就進行土方開挖的施工。集水明排操作簡單，排水效果明顯；鋼板樁支護可以根據需要組成各種外形，防水性能好，施工速度快且可以重復使用。工程實踐證明此方法經濟實用，值得推廣。

[1]江蘇華信勘測設計有限公司.清城創意谷巖土工程勘察報告（詳細勘察），工程編號：HXD2014021.

[2]《建筑施工手冊》（第四版）.中國建筑工業出版社，2003.

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2015-5-2