富水砂层地下室电梯井基坑模板与支护一体化施工

富水砂层地下室电梯井基坑模板与支护一体化施工

万圣全

安徽中擎建设发展有限公司； 237000

摘要：地下室电梯井集水坑土方开挖时遇到砂层或淤泥地质条件时，由于砂层具有透水性，边坡往往难以形成，出现边挖边塌，最后形成一个没有边界、不规则的大坑，从而带来工程量增加和工期滞后等问题，施工难度加大，安全也难以得到保证。为解决这一施工难题，通过研究采用地下室电梯井基坑模板与支护一体化施工技术，已成功应用于多个小区，该施工工艺先进合理，具有良好的可操作性，为复杂工况下地下室电梯井施工提供了技术保障，已应用的工程得到业主的一致好评，下面让我们一起进行探讨。

关键词：基坑模板、支护一体、施工、效益、

一、地下室电梯井基坑模板与支护一体化施工技术的特点

1.特性.

钢沉井施工工艺避免了富水砂层易塌方、难成型的问题，可减少开挖工作面，减少工作量，节约了大量施工成本，并且符合节能环保绿色施工的要求；采用钢沉井代替传统基坑砌筑砖胎膜或支模施工，可大大地缩短工期，提高施工效率，使施工更加安全可靠。

2.适用范围

此施工方法适用于基坑深度在4m以内砂层、复杂地质条件的地下室电梯井施工。

3.工艺原理

采用焊接或螺栓连接组合式钢沉井，代替传统基坑砌筑砖胎膜或支模施工。根据电梯井设计施工图纸尺寸，配置钢模板，然后拼装组合成一个具有一定刚度钢沉井，必要时井内设置钢支撑。在开挖电梯井时，将钢沉井吊装就位，在井内挖土，依靠自身重力和外力施压，克服井壁侧阻后，下沉到电梯井设计底标高，然后在井内安装水泵，浇筑垫层、绑扎钢筋、安装电梯井内模板、浇筑电梯井混凝土，完成电梯井混凝土结构施工。

钢沉井示意图

二、施工工艺流程及操作要点

1.施工工艺流程

施工的工艺流程：钢沉井制作→管井降水→吊装钢沉井就位→钢沉井下沉→钢沉井外侧四周回填→浇筑电梯井垫层→电梯井基坑钢筋绑扎及内模安装→浇筑电梯井基坑混凝土

2.操作要点

2.1钢沉井制作：

1. 根据设计图纸电梯井尺寸，进行钢沉井制作加工，钢沉井应确保其有足够的强度抵抗侧压力；

2. 当钢沉井高度过大时，为方便吊装宜分段制作，采用焊接或螺栓进行连接；并应根据开挖深度验算井体侧压力，确定钢沉井钢板厚度及内支撑的数量和间距；

3. 当钢沉井尺寸过大，应根据计算要求增加内支撑，确保钢沉井有足够的刚度、强度；

4、钢沉井的长、宽尺寸不应大于4000mm，钢沉井内立管间距应小于1000mm，水平方管间距应小于等于1500mmm，立管应采用不小于100mm*100mm*3mm方管；钢板应采用不小于3mm厚钢板；钢沉井制作前应根据施工环境和作业条件等因素进行验算，以确保施工安全和施工质量要求；

5、钢沉井上口应根据沉井尺寸，焊制吊环，吊环应均匀分布在钢沉井四周。

2.2管井降水：

1、钢沉井施工前应设置管井降水，降水应确保电梯井位置处，地下水位降至电梯井底板以下不少于500mm；

2、管井的直径、深度应根据土质含水量进行确认。

2.3吊装钢沉井就位：

1、钢沉井吊装前应根据设计图纸测设“控制网”，作为钢沉井定位的依据；

2、根据钢沉井尺寸和作业环境，选择合适的吊装机械；

3、当钢沉井尺寸大于2500mm*2500mm宜采用吊车吊运。当尺寸小于2500mm*2500mm可采用210型挖机直接吊装。当采用塔吊吊装时必须进行吊装验算；

3、根据定位控制线，将钢沉井吊运至设计轴线位置。

4、钢沉井吊装就位后，应对电梯井位置进行二次复核。

2.4钢沉井下沉：

1. 钢沉井采用挖掘机从钢沉井内挖出淤泥、淤泥质土、砂，开挖应从钢沉井内四周，均匀开挖，确保井体同时下沉，避免钢沉井发生位移和倾斜，当钢沉井位置出现偏差应及时进行纠正，确保钢沉井的位置和垂直度；

2、当钢沉井下沉受阻时，可采用挖机辅助施压，施压应保持钢沉井体均匀受力，严禁采用挖机锤击井体；

3、当沉井过程遇到坚石受阻，可通过人工用风镐进行破碎辅助沉降；

4、钢沉井沉降过程应有专人负责跟踪测量，确保沉降的深度和位置准确，并做好观测记录；

5、钢沉井降至设计标高时，应及时对钢沉井的位置、标高进行二次复核；

6、终沉后钢沉井轴线位移不应大于±1cm，与设计标高误差不应大于±2cm，井体垂直得不应大于1/100H并<1cm。

2.5钢沉井四周外侧回填：

1、钢沉井就位复核标高和轴线后，应及时将钢沉井四周外侧回填密实，回填可采用砂石级配，分层回填，回填应根据夯实机具确定每层回填厚度，并做好隐蔽工程验收。

2.6浇筑电梯井垫层：

1、基坑经验收符合要求后，应及时浇筑混凝土垫层；

2、混凝土垫层浇筑后，未达到设计强度1.2Mpa不得进行上人作业。

2.7电梯井基坑钢筋绑扎及内模安装：

采用钢沉井作为电梯井基坑四周的外模板，根据设计图纸要求绑扎基坑钢筋，钢筋绑扎完成后安装基坑内模板。

2.8浇筑电梯井基坑混凝土：

1. 混凝土时应按300-500mm进行分层浇筑。浇筑时应在下一层混凝土初凝前完成上一层混凝土的浇筑，避免产生冷缝，并将表面泌水及时排走；

2. 在振捣上一层时，应插入下一层50mm左右，振捣时注意振捣棒不允许支承在结构钢筋上；

3. 振捣由有经验的工人负责，严格按照操作规程进行操作，要做到“直上和直下，快插与慢拔，振捣时间一般为20s—30s，但应视混凝土表面不再出现气泡，表面泛出灰浆为准，要防止出现漏振、欠振及超振的现象。

4、防水混凝土应在终凝前进行养护，养护时间不得少于14d。

三、 材料与设备

为保证坑中坑钢沉井的顺利施工，需组织足够的劳动力、机械、材料等，根据施工要求进行以下配备。

1.主要材料准备

根据图纸设计要求准备型钢、加劲板、焊条。

2.主要施工机械准备

4.劳动力准备

根据工程量确定所需劳动力。

四、质量控制

1.本工法主要遵循执行以下国家规范、标准、规程：

例如：《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015、《建筑施工安全检查标准》JGJ-2011、《建筑工程质量验收统一标准》GB50300-2013、《工程测量规范》GB50026-2007、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012、《沉井与气压沉井施工规范》GB/T51130-2016、《钢结构焊接规范》GB50661-2011、《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018、

2.质量控制措施：

施工材料中的钢板、方管等材料进场必须具有质量证明书和出厂合格证；焊条必须存放在仓库，应做好防潮措施；从事焊接的电焊工人必须持证上岗；钢沉井在加工前，应根据现场机械起吊能力，对钢沉井进行分段制作；并且钢沉井拼接前应将构件焊接面的油、锈等清除干净；工作人员应确保现场钢沉井拼接焊接质量，其焊缝质量，焊缝应进行外观质量检查，并应满足施工图及相关规范要求。

五、安全与环保措施措施

安全措施：挖土、吊装机操作回转半径范围内严禁站人；清土人员严禁在挖土机操作范围内施工；工作人员进入工地现场必须戴好安全帽，扣好帽带，并正确使用劳防用品，严格遵守“安全生产六大纪律”；在基坑开挖后，应在基坑四周设防护栏；吊车应遵守“十不吊”规则，电焊气割应遵守“十不烧”原则；在夜间施工要有足够的照明，不仅要保证明亮的工作照明，而要保证照明用电的安全；

环保措施：施工场地进出口设置专门车辆进行冲洗及沉淀系统，并安排专人冲洗；要对剩余材料或废料应及时收集清理，保持工完场清；

施工降水排出的水，进行有组织的收集或有序导流，根据施工现场情况布置一定数量的施工沉淀池，经沉淀达到排放标准后方可排放。

六、形成的经济的效益分析

1.1以一个尺寸为4000mm*4000mm*1500mm基坑为例，按传统施工方案与采用钢沉井施工工法价格对比。

1.2以施工成本计算传统施工方式费用详见下表：

1.3以施工成本计算沉井施工费用详见下表：

传统施工方式费用-沉井施工=6264元-5487元=777元/个。

结语：采用本工法进行电梯井集水坑开挖，解决了开挖难度大，排水降水延误工期易产生塌方，结构基坑难以成型的问题，在材料、人工等投入方面节省了较多费用，电梯井施工质量得到了很大的提高，同时也得到了业主、设计单位、监理单位的一致好评。此施工方法成功应用，不但提高了企业的施工技术水平，具有良好的社会效益。

参考文献：

［1］竺维斌，鞠世健，史海欧.广州地铁三号线盾构隧道工程施工技术研究［M］.广州:暨南大学出版社，2007.

［2］竺维斌，鞠世健.复合地层中的盾构施工技术［M］.北京:中国科学技术出版社，2006.

［3］李乔荣.隧道盾构施工监测及结果分析［J］.铁道建筑，2009(10):36-38.