一种钢板围护、衬砌砖模及中心降水相结合的嵌套基坑施工方法

  李军、王涛、董秀恒、申浩、赵晨

【摘  要】一种钢板围护、衬砌砖模及中心降水相结合的嵌套基坑施工方法

【关键词】降水   内衬砖模 嵌套基坑 预埋管 

1前  言

在大开挖深基坑基坑中进行集水坑或电梯基坑开挖，嵌套基坑的成型质量显得尤为重要，尤其在土质不良需降水的地基中进行嵌套基坑开挖，嵌套基坑的边坡稳定性控制为重中之重。常见的施工方法有自然放坡或边坡支护，自然放坡有一定的局限性，土质不良时，易出现塌方，安全系数低；边坡支护安全系数相对较高，但成本较高，施工周期长。鉴于以上两种施工方法，考虑工程实际，在软土地基中，采用钢板围护、衬砌砖模及中心降水相结合的嵌套基坑施工方法，解决大开挖深基坑基坑中进行集水坑或电梯基坑开挖边坡失稳以及施工周期较长的难题。外围基坑大开挖完成后，进行嵌套基坑中心降水；降水满足要求后，初步开挖成型，在电梯基坑核心区域用钢板围护成安全施工筒体；再根据图纸设计要求进行衬砌砖模，（砌筑一定高度后，抽出钢板），边坡四周抹灰。此种施工方法，施工安全系数高，成型质量较好，工序衔接紧密，节约工期，降低施工成本。

2、工艺流程及操作要点

2.1工艺介绍

此施工方法，可操作性强，成本较低；可以解决边坡失稳、坍塌、施工周期长等工程问题；较以往的嵌套基坑施工工艺中，更易于保证嵌套基坑的施工质量，提高边坡的稳定性，将钢板围护、边坡衬砌砖模、内坑中心降水三者紧密结合，形成系统的嵌套施工工艺，相对于平常施工方法，此种工法加快施工进度，此方法实用性强。适用于软土地基中集水坑或电梯基坑等嵌套基坑施工。

基坑大开挖支护完成后，形成稳定的外围水压平衡体系，在此基础上，进行嵌套基坑中心降水，局部提高降水梯度，水位降至嵌套基坑底500mm以下，满足嵌套基坑开挖施工需要；将嵌套基坑初步开挖雏型，在嵌套基坑核心区域用钢板围护成安全筒体；再根据图纸设计要求，再钢板内外侧砌筑砖模，砌筑一定高度后，抽出钢板，继续砌筑边坡砖模，边坡衬砌砖模完成后，进行四周抹灰。施工过程中浇筑坑底垫层前降水井降水管，以备后续中心降水停止后，启动自吸泵降水。整个嵌套基坑施工完成，进行下一道工序施工。

2.2工艺流程

2.2.1 工艺流程

降水→开挖嵌套基坑雏形→钢板围护→内侧衬砌砖模→钢板回收→衬砌剩余砖模→砖模抹灰及坑底处理。

2.3操作要点

2.3.1 降水

根据图纸设计，在诸如电梯基坑、集水坑中心部位布置降水井，观测降水井内水深，先将基坑开挖至垫层底标高。在嵌套基坑内的降水井继续降水，观察降水井内水位变化。

2.3.2 开挖嵌套基坑雏形

根据现场情况，开挖电梯基坑、集水坑等嵌套基坑的基本形状，观察嵌套基坑边坡的土质情况， 流砂区域，一般在嵌套基坑成型后的2～3天出现边坡坍陷情况，在此期间注意拉警戒线，闲杂人员勿靠近，中间降水井不停止降水。

2.3.3钢板围护

     2～3天后，嵌套基坑边坡出现坍塌现象，用四块2m高，长度长于坑底边长1m的钢板围护起来，每边凸出不少于200mm，四边用钢管对顶，在边坡坍塌土嵌挤作用下，形成稳固的筒体，减少流砂土体流进嵌套基坑内部。嵌套基坑内部不停止降水，防地下水位上升，引起大范围边坡坍塌。

2.3.4内侧衬砌砖模

     嵌套基坑钢板围护筒体内部流砂稳固后，清理流砂土体，底部用砂石料打底，密实后，距离钢板150mm处砌筑砖模，先砌筑500高500厚砖模，再砌300高筑370厚砖模，厚改为240mm厚砖模，成阶梯状后退砌筑。砖模砌筑至800mm高时，钢板内外部缝隙用砂石料填筑密实，用钢管将砖模短方向对撑，然后钢板内支撑拆除，完成钢板支撑向砖模支撑体系转换。

 2.3.5钢板回收

   砌筑至800mm高，砖模内对撑完成后，用钢丝绳一端固定在挖机端部，一端绑扎在钢板吊耳处。挖机起升将钢板一端吊起，缓缓起升，当钢板竖向脱离嵌套基坑顶时，再水平移动，将钢板吊至指定位置。逐块将钢板吊运至指定位置。

2.3.6衬砌剩余砖模

    钢板调离后，继续砌筑剩余砖模，砖厚为240mm，控制最大边坡坡度最大为1:0.5，坡面坍陷部位用砂石料或原状土填充密实，将砖模形成一整体衬砌，用来抵挡流砂土，形成稳固的砖砌挡土墙体。

             

图2.3-1砌筑砖模                  图2.3-2成型效果图

2.3.7砖模抹灰及坑底预埋降水管

   嵌套基坑砖模砌筑完成后，进行坡面抹灰，以防间隙水渗透进来。用M10专用抹灰成品砂浆，拌制抹灰砂浆时，掺入5%JX-Ⅰ防水剂,加强坡面防水效果。底部清理干净，浇筑100厚C20细石混凝土垫层（掺5%JX-Ⅱ防水剂），在浇筑垫层前在嵌套基坑中心降水井内预埋降水管，顺坡脚引出至坡面，外接自吸泵，继续降水，待主体结构完成，车库及基坑肥槽回填土完成后，达到抗浮要求后，再停止自吸泵降水。

                        图2.3-3抹灰及预埋管效果图

2.4质量控制

2.4.1 嵌套基坑边坡稳定性控制，检查放坡坡度满足设计及规范要求等。

2.4.2 降水深度满足施工需要，保持水位在电梯基坑或积水坑底500mm以下。

2.4.3 边坡衬砌砖模的砂浆饱满度80%以上。

2.4.4 防水剂掺量满足规定要求，拌制抹灰砂浆掺入5%JX-Ⅰ防水剂，C20细石混凝土垫层掺5%JX-Ⅱ防水剂。

2.5、安全措施

2.5.1严格安全规范用电，接线过程中，必须按照三级配电两级漏电保护原则配电，严禁私拉乱接。

2.5.2施工前对参加作业人员分工种、分专业进行安全技术交底。动土前进行办理作业票。

2.5.3进入施工现场必须戴好安全帽。严禁酒后进入施工现场。

2.5.4基坑临边防护到位，尤其已开挖完成的内坑四周临边防护到位。

2.5.5 注意施工过程中吊物系挂牢固，以免坠落伤人。

2.5.6施工过程中，注意基坑边坡变化，若出现异常裂缝、异响、坍陷等异常情况，需立即停止施工，并上报项目部管理人员，采取措施处理。

参考文献

（1）《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》JGJ 167-2009 中国建筑工业出版社2009。

（2）《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 中国建筑工业出版社2012。

（3）《建筑地基基础工程施工规范》GB51004-2015 中国计划出版社2015。