浅析深基坑中电梯井土方开挖施工的有效方法

朱迪

（中铝长城建设有限公司　河南　郑州　450041）

浅析深基坑中电梯井土方开挖施工的有效方法

朱迪

（中铝长城建设有限公司河南郑州450041）

通过在具体的工程实例，分析、研究轻型井点降水、钢板桩支护以及集水明排的三种施工方法。最终总结出在地下水位较高且土质较差等情况下深基坑施工中针对小范围较深部位的电梯井等工程部位土方开挖施工的有效方法。

深基坑；电梯井；轻型井点；钢板桩；集水明排

1　工程概况

工程概况：某高层建筑工程位于江苏省淮安市，总建筑面积为15000m2，本工程纯地下室部分±0.00=12.50m，现场场地绝对标12.20～12.50m左右，相对标高-0.00～-0.30m左右，下设两层地下室，纯地下室底板板面标高-6.00m，基底标高-6.40m，基础形式为桩筏基础；主楼基础顶标高-6.00m，地下室部分底板板底标高-6.40m，4个电梯井及2个集水井底板标高为-9.50m，深度均为3.50m，平面尺寸分别为：2.40m×4.60m；1.50m×1.50m，混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P6。

2　地下水位情况

场地勘探深度内地下水类型主要为潜水。

勘探期间测得地下水初见水位埋深为0.75～1.95m，稳定地下水位埋深约为0.55～1.75m。据区域水文地质资料反映，拟建场地潜水近3～5年内最高地下水位埋深为自然地面下0.50m，最低地下水位埋深为自然地面下2.50m，地下水年变幅一般在2.00m左右。

3　基坑降水

根据地质勘察报告可知，对基坑有影响的场地地下水主要赋存于①层填土、②层粉土中的潜水。本工程采用管井降水，水位设计位降至基底下0.5～1.0m，实际施工过程中，因业主方要求的工期较紧，实际降水仅至基底下0.4m。

电梯井及集水井与主楼桩筏基础存在有3.50m的高差，且地下-6.50～11.00m均为粉土与粉质粘土，降水支护不到位进行土方开挖必定产生流砂和塌方等事故。

4　钢板桩支护及土方开挖

电梯井及集水井基坑侧壁涉及的地层为：①层粉土、②层粉质粘土，基底土为②层粉质粘土，此两层土工程地质特征描述如下：

与电梯井基坑有关的各土层的主要物理力学性质及基坑设计参数见表1。

表1　基坑开挖参数一览表

工程施工前期，采用了轻型井点降水，但因基坑侧壁为1层粉土与②层粉质粘土，渗透性较低，降水效果较差。土方开挖后，又因电梯井周边为其他桩基础无法进行大放坡等因素产生流沙及土体塌方不断，无法正常施工。

结合本工程现场实际情况，采用钢板桩支护及基坑内集水明排相结合的方法进行施工。具体步骤如下：

（2）桩长度的选择：根据《清城创意谷岩土工程勘察报告（详细勘察）》建议水位以降至基底下0.5～1.0m为宜。钢板桩桩长为：3.5+1.0=4.5m，为确保止水及支护效果桩长选用4.5m。

（3）打桩机的选择，采用振动打桩机。振动打桩机施工速度快，更有利于拔钢板桩，不易损坏桩顶，操作简单。且现场为粉土及粉质粘土，该土质较软，阻力较小，使用振动打桩机贯入性好，耗电少。在插打过程中随时测量监控每块桩的斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，拔起重打。

（4）在距电梯井底板外边线四周500mm处打入长度4.5m型号为WRX 600-10直线型钢板桩。它可以形成一道稳固的钢板桩墙，从而保证向下顺利开挖，而不受两侧塌方，地下水的影响。由于该板桩长度较小故钢板桩打入方式采用单独打入法，该方法简便、迅速，不需要其他辅助支架。具体方法是：从钢板桩支护的定位线一角开始，逐块打设，直至支护完成。

（5）钢板桩支护完成后采用反铲挖掘机进行基坑土方开挖工作，开挖基坑时坑内少量积水采用集水明排（集水坑加积水槽明排）方式予以排出。

（6）土方开挖应先撑后挖，分层开挖，本层开挖分层厚度为50cm。为确保钢板桩在土方开挖后因外部土压力产生变型，分别在在钢板桩内侧标高为：-6.500与-8.500处的四周设型号为HW100×100型钢围檩两道。开挖至围檩位置后，安装围檩，H型钢围堰安装施工完成后，再进行下一步土方开挖。

（7）土方开挖完成后，立即进行电梯井底板垫层浇筑。浇筑时在基坑底部边脚留500×500×500的集水坑，用潜水泵将坑内集水排入邻近的管井内。

（8）垫层浇筑完成后立即进行基坑四周的砖胎膜砌筑。砖胎膜采用200厚实心砖，在砌筑过程中，应随时检查墙体表面的平整度、垂直度、灰缝的均匀度及砂浆的饱满程度等，及时校正所发现的偏差。砖墙灰缝饱满，不得有通缝、透亮现象，质量要求必须符合施工规范规定。砖胎膜内面粉刷必须平整，砖砌体内不得留脚手架眼，并要求用木抹平祛除砂眼，并用铁抹压光，砖胎膜内侧抹灰采用20mm厚1：2防水水泥砂浆。所有阴阳角、承台下角均做圆角处理。

（9）砖胎膜砌筑完成后在电梯井底板垫层及砖胎膜四周做柔性防水。做法如下：基层（砖胎膜、电梯井底板垫层）——1.2厚DTM聚酯复合卷材[苏J/T18-2012（九）]——20厚1：3水泥砂浆保护层。此时基坑即进入干作业状态正常进行电梯井及集水井施工，详见图1。

图1　电梯井施工剖面图

5　拔出钢板桩

（1）电梯井及集水井施工完成后，要拔除钢板桩，以便重复使用。

（2）拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的影响，会给已施工的电梯井及临近结构带来危害。设法减小拔桩时产生的振动，十分重要。

（3）由于本工程钢板桩插入土层深度较浅，且为避免拔桩产生过大振动，综合分析后采用静力拔桩法将钢板桩拔出。具体机械可采用卷扬机或液压千斤顶。本工程采用：液压千斤顶。

6　级配砂石回填

拨出钢板桩后，基坑四周用级配砂石回填密实，压实系数不小于0.94。级配砂石回填的注意事项：

（1）采用40%中砂、60%碎石，碎石粒径不得大于50mm，砂石拌合应均匀。

（2）级配砂石料不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物或垃圾。

（3）级配砂石回填应在电梯井混凝土强度达到75%以上后进行，以避免砂石回填的夯实振动影响电梯井的混凝土质量。

（4）级配砂石应分层夯实，虚铺厚度不得大于300mm。下一层检验不合格不得进行上层回填。

（5）级配砂石的工艺流程为：原材料检验→按比例均匀拌合砂石料→分层铺设级配砂石→机械夯实→找平并测定本层的压实系数→合格→下层级配砂石回填施工。

7　结语

钢板桩支护、集水明排相结合的方法适用于：①地下水位较高，基础底标高与电梯井底标高存在较大高差时；②地下水位较低，但电梯井低于地下水位时，局部就进行土方开挖的施工。集水明排操作简单，排水效果明显；钢板桩支护可以根据需要组成各种外形，防水性能好，施工速度快且可以重复使用。工程实践证明此方法经济实用，值得推广。

[1]江苏华信勘测设计有限公司.清城创意谷岩土工程勘察报告（详细勘察），工程编号：HXD2014021.

[2]《建筑施工手册》（第四版）.中国建筑工业出版社，2003.

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2015-5-2