基礎(chǔ)電梯坑鋼制外模隔水施工

楊鵬浩

(甘肅建投建設(shè)有限公司，甘肅 蘭州 730050)

工程施工中基礎(chǔ)工程施工往往是最復(fù)雜且最關(guān)鍵的部位，也是需要工期較長(zhǎng)的階段。與此同時(shí)，基礎(chǔ)施工具有自身特點(diǎn)，這些特點(diǎn)都對(duì)基礎(chǔ)施工技術(shù)以及施工管理提出了更高要求?；A(chǔ)施工中還需要重視水的作用，尤其是在地下水位比較高的地區(qū)，在基礎(chǔ)開挖前期便要根據(jù)地層含水情況，在基坑外圍設(shè)置降水井進(jìn)行降水作業(yè)，確保基礎(chǔ)水位降至基坑底以下0.5m。理論上的施工方案在具體實(shí)施中可能會(huì)受到實(shí)際情況的影響，造成地下水水位降低無法達(dá)到預(yù)期效果，常見原因如降水不利、局部基坑較深或不可預(yù)見等因素，致使水位難以降至基坑底以下0.5m，導(dǎo)致基礎(chǔ)施工中的墊層、防水等內(nèi)容無法正常施工。因此，對(duì)于特殊情況局部水位影響正常施工的處理，具有十分重要的意義。筆者在參與實(shí)際工程建設(shè)中遇到了電梯坑水位無法降至基坑底以下0.5m的情況，現(xiàn)就原因分析以及采用鋼制外模進(jìn)行控制分包的有關(guān)理論與技術(shù)問題闡述。

1 基礎(chǔ)施工特點(diǎn)分析

1.1 地質(zhì)水文條件異常復(fù)雜

建筑工程在基礎(chǔ)施工階段，需要根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行土方作業(yè)，通過基坑開挖完成基礎(chǔ)施工，眾所周知，我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)不僅在氣候條件方面存在不同，不同區(qū)域在地質(zhì)水文條件方面也會(huì)有所不同。這種復(fù)雜的地質(zhì)水文條件會(huì)對(duì)基坑開挖、基礎(chǔ)施工等產(chǎn)生影響，而且根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，即便是同一地區(qū)，不同施工范圍內(nèi)在地質(zhì)條件方面也或多或少會(huì)存在不同，這些都體現(xiàn)出工程建設(shè)中地質(zhì)水文條件的復(fù)雜性特點(diǎn)。除了絕大多數(shù)常見的地質(zhì)條件外，部分施工區(qū)域中還會(huì)存在特殊的地質(zhì)類型，比如陜西分布著較多的濕陷性黃土，而長(zhǎng)江中下游、珠江下游、淮河平原等區(qū)域分布著較多的軟土，此類較特殊的地質(zhì)條件還需要采取一定的措施進(jìn)行人工干預(yù)，保證整體的地基承載力滿足上層建筑的施工要求?；谝陨戏治觯覈?guó)有著復(fù)雜的地質(zhì)水文條件，使得不同區(qū)域基礎(chǔ)施工難度不同，施工前期需要全面從地質(zhì)環(huán)境勘查、地下水類型、地下水位情況等方面予以綜合評(píng)價(jià)，明確不同開挖區(qū)域內(nèi)的土層厚度、土質(zhì)類型等，便于針對(duì)性確定出不同區(qū)域的基礎(chǔ)施工方案，總之，基礎(chǔ)施工中存在著復(fù)雜的地質(zhì)條件分布特點(diǎn)，對(duì)施工技術(shù)與管理要求較高。

1.2 基礎(chǔ)施工的隱蔽性

基礎(chǔ)施工前通常需要進(jìn)行基坑開挖，土方作業(yè)量較大，不同區(qū)域在開挖前并不能完全準(zhǔn)確地對(duì)其土質(zhì)類型、土層厚度分布特點(diǎn)做出描述，盡管當(dāng)前我國(guó)地質(zhì)勘察方面的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較成熟，但依舊不能保證勘察結(jié)果絕對(duì)無誤，這也與地質(zhì)條件的復(fù)雜性特點(diǎn)有關(guān)。隨著基坑的開挖，已經(jīng)開挖的相關(guān)土質(zhì)類型和特點(diǎn)較為明確，但是未開挖區(qū)域的土質(zhì)依然處于未知情況。造成基坑開挖以及基礎(chǔ)施工都具有隱蔽性特點(diǎn)，隱蔽性特點(diǎn)也使得基礎(chǔ)施工難度增加，可能在具體施工中會(huì)遇到一些始料未及的狀況，如突然出現(xiàn)地下水位的升高、地下水位降低效果不明顯等。

1.3 施工不良可引起嚴(yán)重后果

常言道“基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖”，基礎(chǔ)承擔(dān)著整個(gè)上部建筑荷載，并進(jìn)一步傳遞給大地，整個(gè)基礎(chǔ)施工本身具有隱蔽性，尤其是一些樁基礎(chǔ)施工中，具體的施工情況通常很難直觀用肉眼看到，如果施工質(zhì)量不可靠，則可能對(duì)后續(xù)上層建筑施工、建筑在后續(xù)的使用等埋下安全隱患。在對(duì)相對(duì)軟弱的土層進(jìn)行基坑開挖時(shí)，容易發(fā)生較為明顯的土層移位和地面沉降，而造成周邊建筑物的不均勻沉降或帶來坍塌等危險(xiǎn)，一旦基礎(chǔ)施工質(zhì)量存在問題，并出現(xiàn)安全事故，通常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。從地基基礎(chǔ)施工的一次性方面分析，較多基礎(chǔ)施工完成后，即便能夠發(fā)現(xiàn)問題，但是可能因?yàn)樯喜拷ㄖ呀?jīng)開始施工，此時(shí)能夠采用的補(bǔ)救措施較少，尤其是在基坑回填后，各類問題都已經(jīng)處于隱蔽狀態(tài)，整個(gè)后續(xù)處理難度較大，進(jìn)而造成建筑工程不得不棄用，嚴(yán)重影響項(xiàng)目的投資效益和社會(huì)效益，基礎(chǔ)施工安全空間不足問題將直接影響電梯突發(fā)狀況時(shí)人員安全和日常檢修人員的工作情況。所以在建筑基礎(chǔ)施工中必須要認(rèn)識(shí)到其一旦出現(xiàn)破壞可能產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。

2 基礎(chǔ)水位無法降至基底的原因

天祝縣“龍居盛景”項(xiàng)目從地貌單元上看，場(chǎng)地所處地貌單元為莊浪河Ⅰ級(jí)階地，擬建場(chǎng)地所在位置離莊浪河較近，地下水儲(chǔ)量隨季節(jié)變化較大，受祁連山脈及烏鞘嶺的影響，擬建區(qū)雨水充沛。根據(jù)地勘報(bào)告可知，場(chǎng)地土主要由粉質(zhì)粘土、細(xì)砂和圓礫組成，由于地下水埋藏較淺，穩(wěn)定水位埋深5.20m～6.10m之間，穩(wěn)定水位標(biāo)高2 376.76m～2 378.13m，考慮到地下水位的年變幅度為0.50m～1.00m。降水設(shè)計(jì)時(shí)，圓礫的滲透系數(shù)按照K=30.00m/d取值。

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，該區(qū)域地下水類型為潛水，本場(chǎng)區(qū)地下水主要為埋藏于第四系圓礫層中的孔隙潛水，其中孔隙潛水主要補(bǔ)給來源為河水、大氣降水及區(qū)域地下水，以側(cè)向徑流方式向低處排泄，水位隨季節(jié)性變化大。圓礫層為主要含水層，具有較強(qiáng)滲透性，主樓以圓礫層作為持力層。根據(jù)對(duì)潛水的特點(diǎn)分析，潛水會(huì)從水位較高的區(qū)域向水位較低區(qū)域逐步滲流。不同時(shí)間、不同地點(diǎn)都會(huì)影響潛水面的形狀。施工期間可能會(huì)因?yàn)榻涤?、季?jié)變化等造成地下水位出現(xiàn)波動(dòng)。

按照施工區(qū)域的地質(zhì)水文條件勘察結(jié)果以及設(shè)計(jì)文件要求，嚴(yán)格執(zhí)行降水方案，即在基坑開挖前在基坑周圍每隔15m設(shè)置一口深17m的降水井，共計(jì)33口降水井，基礎(chǔ)開挖深度8m?；娱_挖至筏板底時(shí)，水位已降至基底50cm處，但是因?yàn)殡娞菘踊妆确ぐ寤咨?m，電梯坑部位開挖至距電梯坑底2m部位時(shí)，水位保持不變。分析可能是因?yàn)樵搮^(qū)域?yàn)闈撍?，電梯坑周邊水的來源較多，開挖過程中及時(shí)抽水，但是旁邊會(huì)不斷地補(bǔ)水，造成水位長(zhǎng)時(shí)間保持不變，此時(shí)需要調(diào)整處理方案。

為確保水位能夠進(jìn)一步下降，減少對(duì)基礎(chǔ)施工、電梯坑底施工基坑的影響，將周圍降水泵由功率5.5kW換為7.5kW功率的水泵，水泵深度下放至15m處，且電梯坑內(nèi)采用集水明排的方法，設(shè)置三臺(tái)明泵進(jìn)行降水。調(diào)整排水措施后，取得了較好的效果，原有的水位進(jìn)一步下降，但是水位降至電梯坑底以上30cm處水位停止下降。

3 電梯坑基礎(chǔ)隔水施工措施

3.1 工藝流程

放線→電梯坑機(jī)械開挖→基坑清底→人工整修坑形→制作鋼制外?！跹b鋼制外?！撃Ｖ苓吇靥罴皦|層施工→防水及防水保護(hù)層施工→電梯坑鋼筋綁扎→電梯坑底混凝土澆筑→筏板鋼筋綁扎→筏板混凝土澆筑。

3.2 技術(shù)質(zhì)量控制與施工要點(diǎn)

(1)放線。按設(shè)計(jì)要求計(jì)算好坡度，分別放出坑頂和坑底開挖線。

(2)基坑開挖。根據(jù)開挖線和放坡坡度，用挖掘機(jī)從基坑中間向四周開挖出基坑大概尺寸，要求欠挖約200mm～300mm[1]進(jìn)行人工清底?；娱_挖過程中為避免出現(xiàn)超挖情況，需要對(duì)基坑、電梯坑等高程進(jìn)行持續(xù)性復(fù)核，保證人工清理后達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

(3)基坑清底及人工整修坑形。根據(jù)電梯井設(shè)計(jì)尺寸，人工修好基坑，清理出坑內(nèi)虛土。由于坑底有水，需穿雨鞋清理，確?？拥灼秸?。人工清底過程中在電梯坑長(zhǎng)向水流方向及電梯坑與集水坑中間埋設(shè)直徑DN110的PVC管，PVC管每隔40cm鉆直徑1.5cm的孔，坡度1%，將電梯坑尺寸外擴(kuò)1m進(jìn)行集水明排降水，外擴(kuò)部分深度比電梯坑開挖底標(biāo)高低80cm，放置兩臺(tái)功率7.5kW的水泵進(jìn)行降水，預(yù)埋的PVC管排水至明排坑中，電梯坑與明排降水坑之間砌筑高度50cm的240mm磚墻.上述不同排水措施的綜合應(yīng)用可保證基坑區(qū)域內(nèi)盡可能保持干爽狀態(tài)，為鋼制外模隔水施工創(chuàng)造有利條件[2]。

(4)制作鋼制外模。根據(jù)電梯基坑及集水坑設(shè)計(jì)開挖尺寸，制作電梯坑、集水坑鋼制外模(尺寸為減去筏板厚度、防水保護(hù)層厚度、防水層厚度及墊層厚度的開挖尺寸)。鋼模內(nèi)部四個(gè)角部焊接四個(gè)吊環(huán)，四個(gè)角底模外部朝下焊接30cm長(zhǎng)的鋼筋，確保鋼模安裝好以后固定位置。制作過程中需要保證整個(gè)焊接質(zhì)量，各項(xiàng)焊接指標(biāo)均應(yīng)符合技術(shù)要求。

(5)吊裝鋼制外模?；忧宓淄瓿珊?，用吊車將鋼模調(diào)至開挖好的基坑內(nèi)，根據(jù)定位線調(diào)整鋼模位置至準(zhǔn)確，由于砂夾石開挖過程中容易塌落，且鋼模四周砂卵石不密實(shí)，經(jīng)與設(shè)計(jì)院溝通，鋼模四周、塌落的邊坡及超挖的明排井部位采用C25混凝土進(jìn)行回填[3]。

(6)鋼模周邊回填及墊層施工。鋼模吊裝完成后，用C25混凝土將鋼模周邊回填密實(shí)，再進(jìn)行電梯井周邊側(cè)壁墊層施工。

(7)防水及防水保護(hù)層施工。墊層施工完成后，粘貼1.5厚PET自粘防水卷材，再澆筑5cm厚C20防水保護(hù)層。

(8)電梯坑鋼筋綁扎及混凝土澆筑。鋼模安放完成后，在明排坑一側(cè)鋼模側(cè)邊接長(zhǎng)至2m，待防水及防水保護(hù)層施工完成后，綁扎電梯坑筏板鋼筋及電梯坑剪力墻插筋，鋼筋綁扎完成后先澆筑電梯坑筏板混凝土，澆筑至電梯坑筏板頂標(biāo)高，電梯坑側(cè)壁四周預(yù)埋一圈橡膠止水帶。電梯坑底筏板混凝土澆筑完成后，將明排坑內(nèi)一臺(tái)泵埋設(shè)于卵石層內(nèi)，鑿除磚墻，采用C25混凝土回填明排坑，底部50cm采用干硬性混凝土回填，上部采用強(qiáng)度C25的混凝土回填抹面，與電梯坑側(cè)壁坡度相符，回填在內(nèi)的明排泵繼續(xù)抽水，完成剩余防水及防水保護(hù)層施工，待大面積筏板鋼筋綁扎完成準(zhǔn)備澆筑砼時(shí)，剪斷明排泵水管，用防水填料堵塞管道口，完成筏板混凝土澆筑[4]。

(9)筏板鋼筋綁扎及混凝土澆筑。最后完成整體筏板鋼筋綁扎及混凝土澆筑，在筏板混凝土澆筑前將已經(jīng)澆筑的電梯坑底混凝土面鑿毛，這樣能夠保證原有混凝土與新混凝土的結(jié)合，通過刨錛、剁斧等工具使得原有混凝土面變得毛糙，鑿毛后的基層用鋼絲刷子把粉塵刷干凈，并澆水濕潤(rùn)，這些對(duì)提高新舊混凝土粘合效果至關(guān)重要[5-6]。

4 效益對(duì)比分析

該工程共計(jì)5棟主樓，共計(jì)八個(gè)電梯坑。由于水位降不下去，采用鋼制外模進(jìn)行隔水處理。

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

鋼制外模所用工程量及費(fèi)用見表1。

表1 鋼制外模所用工程量及費(fèi)用

類似工地對(duì)此類情況的做法：在電梯坑周圍繼續(xù)打兩口8m深降水井，需持續(xù)降水至少一個(gè)月才能正常施工。所產(chǎn)生的費(fèi)用：降水井成孔費(fèi)用18×8×380=54 720元，臺(tái)班費(fèi)18×75×30=40 500元，合計(jì)95 220元。

采用鋼制外模隔水施工方法節(jié)約成本24.47%。

4.2 施工進(jìn)度

兩種施工方法進(jìn)度對(duì)比如下。

第一種方法：降水井成孔8d，降水至少30d后才可施工，合計(jì)工期38d。

第二種方法：鋼制外模制作3d，外模安裝2d，合計(jì)工期5d。

第二種方法比第一種方法節(jié)約工期33d。

4.3 工程質(zhì)量

通過建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、勘察單位、監(jiān)理單位及施工對(duì)施工澆筑完成的電梯坑筏板基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，各項(xiàng)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)都滿足當(dāng)前各項(xiàng)工程建設(shè)的質(zhì)量控制要求，同時(shí)較傳統(tǒng)的排水方法相比，有明顯的創(chuàng)新點(diǎn)。綜合性證明采用鋼制外模隔水施工方法不僅大大節(jié)省工期，且基礎(chǔ)筏板的承載力、混凝土強(qiáng)度、密實(shí)度等均符合質(zhì)量規(guī)范要求。

5 結(jié) 語

采用鋼制外模隔水施工方法，可以達(dá)到定型化制作，節(jié)省人力、物力和財(cái)力等綜合成本，且大大縮短工期，從而實(shí)現(xiàn)“質(zhì)量、投資、進(jìn)度、環(huán)保、安全”的目標(biāo)控制。該技術(shù)在天?？h“龍居盛景”B、C區(qū)項(xiàng)目首次采用，在天祝縣“龍居盛景”D區(qū)項(xiàng)目再次采用，得到了建設(shè)方、監(jiān)理方、質(zhì)量監(jiān)督部門等有關(guān)專家的一致好評(píng)?；A(chǔ)電梯坑鋼制外模隔水施工經(jīng)過了施工區(qū)域內(nèi)不同具體應(yīng)用的論證，綜合效益較好，可兼顧施工管理中的進(jìn)度、質(zhì)量、成本等，保證了項(xiàng)目如期完成，降低了整個(gè)施工項(xiàng)目的成本支出。