深基坑地下室工程施工及技术应用

陈敬章

深基坑地下室工程施工及技术应用

陈敬章

从深基坑地下室工程定义、特点出发,以防水工程为例讲述了深基坑地下室工程施工流程、施工注意事项及堵漏施工,最后结合分层分块挖土施工讲述了深基坑地下室施工技术应用,以积累深基坑工程施工经验。

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1 深基坑地下室工程

1.1 深基坑定义

基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。建设部建质〔2009〕87号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：一般深基坑是指开挖深度超过 5m(含 5m)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过 5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

1.2 基坑特点

1)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。2)基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。3)基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。

2 深基坑地下室工程施工——以防水为例

2.1 主要施工流程

1)地下室底板防水施工流程。基层表面清理修整→底板结构缝化学灌浆补漏→刮涂基层处理剂(底涂)→特殊部位附加增强处理→配制材料→刮涂第一遍涂料→铺网(胎体增强层)→刮涂第二遍涂料→干燥→刮涂第三遍涂料→干燥保养→检查→修补→局部铺设疏水板→浇筑地面耐磨层。

2)地下室侧板防水施工流程。基层表面清理修整→刮涂基层处理剂(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→检查修补→饰面层施工。

2.2 主要施工注意事项

基层表面的气孔、蜂窝、缝隙起砂等应修补处理好,基面必须干净、无污染、无水珠、不渗水;涂料施工前,基层阴阳角应做成圆弧形,阴角直径宜大于 50mm,阳角直径宜大于 10mm;涂料施工前应先对阴阳角、预埋件、穿墙管等部位进行密封或加强处理;防水涂料刷时不允许有褶皱;铺贴胎体增强层时,应使胎体增强层充分浸润。

2.3 堵漏施工

由于各种原因,底板西半部产生许多长短不一、方向不定、疏密不均的裂缝,且有渗漏水现象。由于水压过大(-29.9m高水位),常规方法无法止住漏水,采用混凝土结构裂缝电动压力灌浆的方法进行处理。该技术主要特点为：采用比利时产的“DROLUX”化学灌浆材料进行补漏。该化学灌浆材料在受控状况下与水迅速产生反应,形成海绵状胶固体,它能遇水膨胀成“流体楔块”迅速堵塞裂缝,并能对混凝土的蜂窝、砂眼、气泡、空洞等结构缺陷进行填充、密封,达到瞬时堵水功能;灌浆设备为意大利产专用电动灌浆机,最大工作压力 0.25MPa,其流量为 2.3L/min,可处理的裂缝深度超过 1.2m。该技术与常规方法相比,有工艺简单、快捷、对原结构破坏少、不受水压及裂缝深浅限制等优点,但成本较高。其施工方法有：清洗干净钻孔,用梅花扳手将灌浆嘴直接拧入混凝土结构裂缝内;开动电动灌浆机将浆液压入裂缝(工作压力可根据裂缝深浅、大小任意调整),当浆液顺着裂缝溢出时,表明裂缝已经灌满。约 3m in后,拆除灌浆嘴,这时浆液开始膨胀凝固。堵漏后的裂缝止水效果比较明显。

3 地下室深基坑开挖分层分块挖土施工技术

3.1 基坑挖土“平面分块”

结合现场实际动迁情况、地下室标准段的位置设置等特点,挖土总体方向上均为由北向南、由中间向两边开挖。主要目的是为了保护已完成地下室结构及西面沟地区的安全。按此原则在平面流程混凝土支撑以上部分土体分为几个大挖土区,混凝土支撑以中间点分为几个大挖土区先后挖土,南区配套工程部分分为几个大挖土区先后挖土。混凝土支撑形成整体受力体系,支撑达到设计开挖强度后采用盆式挖土,先中间后四周的原则,在挖至混凝土支撑时,浇筑混凝土支撑及 300mm厚临时素混凝土垫层后先依次开挖地下室标准段直至坑底,待地下室标准段地下三层结构完成后,开始挖大基坑中心点至坑底。南坑和北坑分设 4个出土点,每一出土点采用1台28m曲臂挖土机停置于坑边或栈桥上,坑内配 12台 0.6m3反铲挖土机喂土。挖土期间土方车辆不少于 50辆。挖土根据“顺作法”施工工艺和施工区域的划分情况,要求合理地进行挖土施工作业。根据我们的施工经验,挖土顺序的合理组织、挖土标高的控制、支撑的及时施工受力是确保基坑围护稳定及地铁站结构安全的关键,同时也可以有效地控制周边建筑物和管线的沉降和变形。

3.2 挖土“竖向分层”施工技术

竖向流程原则上按分区分层挖土,由于支撑间层距较大,因此超过 3m的挖土层每块挖土均分为两级放坡开挖。放坡按照1∶3的坡度,坡顶设不小于 10m宽停机坪台。每层挖土在时间搭接上遵循如下原则：先撑后挖;基坑开挖时,根据各施工区块的划分,在各施工块内分层开挖。以场地的绝对标高为±0.000m算起：基坑基本标准段部位总共分五大层。结合深基坑的挖土施工工况和施工经验,在开挖至第三层土(-10m)和开挖至第四、第五层土体时,结合平面挖土流程,如何发挥垫层支撑的作用,需重点加以施工组织和安排。信息化施工和时空效应原理指导挖土施工技术,深基坑施工加强监测工作,能可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的,在保护基坑安全的同时保护环境安全。地下室深基坑施工设置的监测内容有：1)围护墙水平位移;2)土体分层沉降;3)深井降水引起坑内外水位差;4)地表沉降;5)围护墙墙顶位移;6)坑底土体回弹;7)支撑轴力。

3.3 施工安全防护措施

1)基坑开挖后全线进行人工修边,修边要求将机械挖土后留下的凸出的土轮顺坡度方向削平,以防止风干开裂脱落。2)对基坑上口土方及颗粒进行人工清捡至距沟边 1.5m的范围内。在距坑边口 2m的范围沿基坑周边设置防护栏,高度 1.5m。3)沿防护栏各明显的位置悬挂安全警示标志和安全警示绳。坑边设专人进行安全巡视,巡视人员必须保证 24 h在岗。4)绵雨天及阳光暴晒天在坑底施工时,用彩条布把两边坑壁进行覆盖,避免由于雨水不断渗透引起基坑塌方及阳光暴晒引起坑壁松动滑落。

4 结语

加强深基坑环境监测,是根据地墙位移、支撑轴力、建筑物沉降等数据综合分析,具有积极现实意义。地下室深基坑工程的核心就是如何控制围护墙水平位移和对坑外土体的扰动,从而有效控制周边建筑物沉降,确保了基坑施工和周边环境的安全。

[1]王杭兵,钱荣杰.基坑工程信息化施工实例[J].山西建筑,2010,36(1)：132-133.

[2]谢 军,贾卓然.深基坑双排桩支护结构的计算研究[J].山西建筑,2010,36(1)：148-149.

[3]张志强,何 川.地铁盾构隧道近接桩基的施工力学行为研究[J].铁道学报,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

陈敬章(1968-),男,工程师,福建永建水利水电工程有限公司,福建泉州 362000