1施工方案选择
1)采用预制桩沉桩作基坑支护,机械或人工挖土优点是施工速度快,施工简便、可靠性高。缺点是必须在地下室底板施工前进行,占用工期;施工过程占用较大地下室工作面;采用多排密集打入预制桩,会造成土体的排挤使管桩位移、偏斜甚至断桩,对已完成的管桩基础造成致命的直接影响,且支护费用较高,不能采用此方法。2)采用钻孔灌注桩作基坑支护,机械或人工挖土优点是灌注桩为非挤土桩,对前期已施工桩影响大大减小,对保护已完成工程桩有利。缺点是必须在地下室底板施工前进行,占用工期;施工过程相对较长,同时占用地下室工作面;成桩后混凝土强度等待时间较长,要形成整体有效支撑还需采取进一步措施,且费用高,不满足工程需求。3)采用拉森钢板桩作基坑支护,机械或人工挖土优点是工艺成熟、施工简便、可靠性高。缺点是必须在地下室底板施工前进行,占用工期;钢板桩打、拔设备进出场需要道路及工作面,占用地下室并直接影响地下室施工;施工成本高,占用工作面和场地时间长,不能满足工程需求。4)沉井施工方法,机械或人工挖土优点是可与底板同时进行施工或在地下室底板完成后插入,不占用工期;工艺成熟、施工方便、安全可靠;在原位施工不占用工作面和其他场地,对已完成的基坑内、外工程桩不造成危害和影响;费用低。缺点是沉井施工不同于一般土方开挖,要求有一定的施工经验和计划、控制方法。
2沉井施工
2.1工艺原理沉井是用钢筋混凝土制作的、具有一定整体结构刚度的竖向结构体,在淤泥等软土地基中会因为自身结构质量或施加一定竖向外力剪切井内、外侧土体而下沉;同时,在井内挖除软土和削减井口刃角土体,减少沉井与土体的侧阻力和端阻力,使沉井继续下沉到设计要求的标高,从而完成深基坑开挖,同时利用沉井形成基坑的支护结构。2.2施工工艺流程地下室底板施工、沉井准备→电梯基础定位→铺砂垫层、浇筑混凝土垫层→安装钢刃脚→支排架及沉井内模→沉井壁钢筋绑扎→支沉井外模板→浇筑沉井混凝土、养护→拆模板、破垫层→排水、挖井内土→排水、挖土下沉至设计标高→清底、浇筑基础垫层→电梯基础施工→电梯基础与底板结构施工缝处理。2.3施工要点1)施工准备沉井施工在人员、设备、工具等配置上不需另行准备,使用土建工程现有配置即可满足需要,如测量工具、管理人员、作业班组、塔式起重机等。2)沉井设计按电梯基础平面外围尺寸及深度设计沉井并进行强度、刚度、配筋验算;混凝土强度等级选用C20,厚度300mm;因从地下室底板处向下开挖深度为4m,沉井可不分节一次完成。3)电梯基础定位、铺砂垫层、垫木在已完成的地下室底板预留口处再次对电梯基础进行准确平面定位,并铺设150mm厚砂垫层和垫木,以利于沉井原位制作。4)沉井原位混凝土结构施工按常规钢筋混凝土剪力墙工艺支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护即可完成。刃脚设置按设计尺寸支模即可(见图1)。图1沉井刃脚示意Fig.1Thefootbladeofopencaisson5)下沉准备沉井混凝土强度达80%后,准备开始下沉,抽垫木前,注意将刃脚下回填密实以防止不均匀下沉,并保证下沉位置正确。6)抽垫木、排水挖土下沉将垫木分段、对称、均匀抽出或破除,刃脚下应随即用砂或砂砾回填夯实。抽取垫木时要注意观测下沉是否均匀,如发现倾斜,应及时处理。挖土采用人工进行,从中间开始挖向四周,挖土厚度为0.25m左右,按顺序对称、分层逐渐往刃脚方向削薄土层,每次削5~15cm,沉井便在自重作用下破土下沉,在离设计深度20cm左右应停止取土,依自重下沉至设计标高。沉井在下沉过程中可能出现井筒倾斜、沉井位置偏移等情况,出现时应立即分析原因,进行纠偏。7)排水封底当沉井沉到设计标高,经观测稳定后(可参考8h累计下沉量≤10mm)即应进行沉井封底。封底前应将井内积水和淤泥清除干净,封底混凝土浇筑采取对称、均匀、分格的施工方法,按照一定顺序进行浇筑。先浇筑沿刃脚宽约100cm范围、厚度同刃脚斜面高度的混凝土,然后再逐步向井中部推进。混凝土应分层浇筑捣固,每层厚度50cm。
3电梯基础施工
电梯基础施工时地下室底板结构施工已经完成。在电梯井所在部位上部结构是1个贯通的通道,模板、钢筋、混凝土施工和送、接料方便。施工方法按常规组织,与底板结构连接采取预留施工后浇带方式施工。
4施工效果
本工程18个电梯基础全部采用了沉井施工方法,使工程一展开就进入了地下室的大面积土方开挖、垫层施工、防水及保护层施工、底板结构及地下室结构施工,随后进入了主体结构施工。使工程进度主线条和关键线路十分清晰明确,丝毫不受电梯基础深基坑支护、土方开挖和基础施工的影响。为工程顺利推进赢得了主动,比合同节点工期提前了15d完成。在经济上也取得了明显效益,经测算,与其他支护方案相比,节省措施费投入上百万元。地下室与电梯基础结构上采用设置后浇带的方式进行处理,施工方便,质量可靠,得到了设计方的认同。
5结语
从本工程实施情况来看,沉井施工具有以下优势:①施工工艺简单,沉井制作时在地面进行,安全可靠。②在原位进行施工,不占用其他场地、不影响其他工作面。③淤泥地基深基坑施工免基坑支护,沉井自身的围护墙就是很好的支护结构。④沉井取材容易,制作费用低,施工费用低。⑤只需开挖沉井内的土方,无需扰动周边土方,无边坡土方垮塌现象。对淤泥中的管桩起到很好的保护作用。⑥根据需要设计,沉井井壁可作支模内撑或作为基础的胎模。⑦电梯基础沉井施工可以在地下室底板前、后插入,均不占用工期。因为沉井具有自己相对独立的密闭空间和结构的强度、刚度优势,在软土地基和施工面积不是太大的情况下采用,从安全性、技术性、经济性、可控性等方面是其他任何支护手段都难以替代的。
作者:林庆 张建国 单位:中国华西企业有限公司