素混凝土围堰在深基坑遇强风化粉砂质泥岩层中的应用

'第２９卷第６期甘肃科技Ｖｏｌ２９Ｎｏ６２０１３年３月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｒ２０１３素混凝土围堰在深基坑遇强风化粉砂质泥岩层中的应用王军，张卫旗（甘肃省长城建设集团总公司，甘肃兰州７３００００）摘要：通过在某工程深基坑坑中坑遇到强风化粉砂质泥岩层时不同方案的选择及素混凝土围堰的应用，较详细地介绍了素混凝土围堰的应用范围、施工工艺过程和注意事项。关键词：深基坑；坑中坑；强风化粉砂质泥岩层；素混凝土围堰中图分类号：ＴＵ７４４由于高层建筑物基础埋深、地下室层高限制、场层，坑底标高－１２９００～－１４３００ｍ。地地质分布等情况的制约，基础穿透或接近天然卵１４地下水情况石层底面的情况越来越多。管井降水对透水系数大依据《地勘报告》，地下水为孔隙潜水，主要赋的卵石层及以上土层降水效果明显，但对以裂隙存于卵石层中，接受大气降水和地表径流的侧向补（无规律）水为主透水系数很小的强风化粉砂质泥给，受补给源的影响，水位随季节及周围人工开采降岩层降水作用不大。含水的强风化粉砂质泥岩层透水影响明显，年波动幅度在０５～１５ｍ左右，勘察水性差、渗水量小、渗透压大、暴露、浸水承载力迅速期间（３、４月）地下水的埋深８４０～９１０ｍ，对应的下降，对施工及保证地基承载力非常不利。多数工标高为－９８６０～－９５５０ｍ。沿基坑周边每１５ｍ设程由于场地狭小，基坑开挖后往往不具有做整体围一口管井降水井点，通过管井降水，地下水位稳定在堰和二次降水明沟的条件。通过在某工程中的摸索－１２５００ｍ左右。实践，深基坑坑中坑遇到强风化粉砂质泥岩层时素混凝土围堰具有较好的挡水效果，通过该文供同类２施工方案选择工程参考借鉴。根据现场实际情况和有关降、排水施工办法，考虑采取以下４种施工方案，见表１。１工程概况第一种方案适用坑中坑进入卵石层的情况，其１１工程情况应用已较普遍和成熟，故不再赘述。第二、三种方案该工程位于兰州市城关区，建筑面积６２万由于场地狭小，不具备实施条件。综合考虑施工安２ｍ。工程为地下２层，地上２５层，结构类型为框架全、进度、成本、质量效果，坑中坑进入强风化粉砂质结构，基础为平板式筏形基础。工程设计标准为五泥岩层时选择第四种施工方案。星级酒店，高层综合楼。混凝土围堰方案示例如图１所示。１２地质情况场地主要为第四系冲洪积物和新近系砂岩，分３施工工艺为５个主层，自上而下依次为填土、粉土、粉质粘土、围堰材料选用Ｃ１５素混凝土，开挖采用小型履卵石及砂岩。为Ⅰ类（轻微）非自重湿陷性场地。带反铲式挖掘机，挖斗采用宽度规格最小的三齿斗，标准冻土深度为１０３ｍ。斗宽４５０ｍｍ，开挖后槽宽５００ｍｍ，最大开挖深度为１３工程高程情况筏板厚度１８０ｍ，工程基底标高－１１９０ｍ，大３ｍ，能满足深度为２５０ｍ以内坑中坑施工要求。素部分接近卵石层底面，局部穿透卵石层，持力层为强混凝土围堰适用范围为坑中坑进入到强风化粉砂质风化粉砂质泥岩层，设计承载力４２０ｋＰａ。集水坑、泥岩层的情形。电梯基坑等下沉的坑中坑均进入强风化粉砂质泥岩３１工艺流程（如图２所示） 第６期王军等：素混凝土围堰在深基坑遇强风化粉砂质泥岩层中的应用９７表１方案分析方案做法优、缺点和成本有效降低集水坑周围水位，施工方便、灵活；所需抽水设备较在渗水较为严重部位开挖集水坑，埋设多；抽水部位防水层难以连续，漏水点多；渗水量小的情况下抽集水坑排水直径４００ｍｍ滤水管，内设小型潜水泵，水不能连续，水泵空载，容易损坏，不适合透水系数小的泥岩裂不间断抽水隙水排除；成本较低有效降低整个地基范围内水位；所需抽水设备较少；要求场地在地基上开凿盲沟（沟内回填透水性良大，具备在基础外设置明沟条件；需考虑和验算盲沟及排水过明沟、盲沟排水好的人工级配砂石）相互交叉，将水引程对地基承载力造成的不利影响；明沟处于基坑坡脚部位，需流至外明沟，排到施工场地外考虑和验算其对深基坑边坡安全性的不确定性影响；工期较长；能解决不同透水系数地基二次排水问题有效降低整个地基范围内水位；建筑面积大，所需井点和设备井点降水专业降水队伍进行轻型井点降水多，成本较高；过度抽取地下水，对周围高层建筑物影响大；砂岩层遇水软化、颗粒小，容易随地下水被抽走，形成地下空洞在坑中坑四周开槽浇筑素混凝土封闭混凝土围堰对地基扰动小、机械化施工、速度快。地基承载力能得到保证围堰，围堰底低于坑中坑底５００ｍｍ以上基坑清底要严格按照开挖方案进行，坑中坑施工完毕前基底面应当至少保留１５０ｍｍ厚土层，垫层施工前人工清除。３３抄平放线抄平放线后要进行复核，并考虑拟施工部位对相邻后浇带、坑中坑的影响。确有影响时，要会同设计、监理、发包方共同商议解决。３４围堰分段开槽由于强风化粉砂质泥岩层裂隙分布不规则，同一位置不同方向开挖槽壁稳定性均不同。开挖前要做好充分的准备工作，开挖时要有应急措施。注意观察槽壁渗水情况，及时调整开挖长度。１）开挖时选取较长平行队边先挖，及时浇灌，２４ｈ后开挖另１对平行边。开挖前准备好木质支撑，在不影响挖机开挖作业时及时将支撑卡在槽上口，沿槽长方向间距不大于０５ｍ，自槽上口向下支撑深度不小于０５ｍ，混凝土浇筑完毕取出支撑重复利用。２）开挖时如遇坍塌，可随挖随灌，错时间分段浇筑。３）遇严重塌方时，采用大型机械快速挖槽及时浇筑，多余混凝土在坑中坑开挖时及时剔除，或将围堰外径放大。图１混凝土围堰方案４）为利于混凝土接茬，开槽沿长度方向底部要大于上口，即“八”字状。转角部位不宜一次开挖，否则容易发生塌槽现象。３５混凝土分段浇筑图２工艺流程混凝土可自拌或使用预拌混凝土，自拌混凝土生产量要能满足迅速浇筑的要求。混凝土浇筑直目３２基坑清底标高度后使用插入式振捣棒振捣。（下转第２８页） ２８甘肃科技第２９卷石和围岩中均有较高的Ｂａ含量，表明同沉积的的参考文献：成矿溶液是一种不同于正常海水的含矿热卤水。［１］刘增仁，田培仁新疆乌拉根铅锌矿成矿地质特征及成矿阶段：据矿床特征及同位素特征，将成矿期成矿模式［Ｊ］．矿产勘查，２０１１，２０（６）：１８?２２分为两期，早期为热卤水成矿作用期，该期分为两个［２］谢世业，莫江平新疆乌恰县乌拉根新生代热卤水喷阶段，第一阶段为喷流沉积成矿阶段；第二阶段为热流沉积铅锌矿成因研究［Ｊ］．矿产与地质，２００３，１７卤水充填、交代成矿阶段；晚期为表生成矿期。（１）：１１?１６中生代晚期开始海侵、至古新世本区为海盆，在［３］谢世业，莫江平新疆乌恰县乌拉根新生代热卤水喷流沉积铅锌矿地质特征及成矿模式［Ｊ］．矿床地质，同生断裂作用下热卤水喷流，携带的深部成矿物质２００２，２１（增刊）：４９５?４９８与海盆中成矿物质发生反应，沉积成矿或形成矿源［４］霍红梅，金永新新疆乌恰县乌拉根铅锌矿成因探讨层，发育同生角砾岩。后期海盆开始封闭形成泥炭［Ｊ］．西部探矿工程，２０１２，２０（３）：５?９酸盐岩建造，到始新世晚期，海盆闭合，热水幕结束。［５］杨忠明，丁胜江新疆乌恰县康西铅锌矿普查报告随着成岩作用，深部封存热卤水携带成矿物质沿断［Ｒ］．新疆鑫汇矿业有限公司，２００７裂上移、充填、交代成矿。［６］吴向伟新疆乌恰县乌鲁干铅锌矿南矿带西端普查４２找矿标志报告［Ｒ］．新疆鑫汇矿业有限公司，２００７１）同生断裂附近，东西向和北西向构造门交汇［７］地质矿产部西安地质矿产研究所，西北海相火山岩地部位。区块状硫化物矿床成矿规律与找矿方向研究（内部资２）矿体赋存在乌拉根组底部砂砾岩沉积建造料）［Ｍ］．１９９２［８］李红阳，杨秋荣，李英杰现代成矿理论［Ｍ］．北京：地砾岩胶结物中，分布严格受层位控制。震出版社，２００６３）铅锌矿化形式为铅锌－石膏－锶、钡、锌；围［９］姜福芝，王玉往海相火山岩与金属矿床［Ｍ］．北京：岩蚀变主要为天青石化、黄铁矿化、石膏化主白云石冶金工业出版社，２００５化。［１０］新疆维吾尔自治区地质矿产局全国地层多重划分４）地球化学异常元素组合Ｐｂ－Ｚｎ－Ａｇ－Ｃｄ－对比研究－新疆维吾尔自治区岩石地层［Ｍ］．武汉：Ｓｒ，元素含量高，浓集中心为找矿有利部位。中国地质大学出版社，１９９９櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷櫷（上接第９７页）３６养护该工程筏板上共有１７个坑中坑，其中５个位于混凝土浇筑后覆土自然养护，养护时间应大于强风化粉砂质泥岩带上，这５个坑中坑均采用了素４８ｈ。混凝土围堰。通过该工艺应用，挡水效果明显，与相３７排水固结邻工程基坑类似部位坑中坑直接开挖工艺相比，避围堰施工完毕应在坑中坑中部开挖明井，井深免了坑壁、坑底被水浸泡，坍塌、流砂、扰动等现象，略深于坑底，使围堰内水分自然渗入明井内，一般情保证了地基承载力。况下渗水量小于蒸发量，２ｄ内会自然固结。明井内由于受到施工机械的限制，使用该工艺仍然存有明水时要及时排除。明井用小型履带式反铲挖机在成本稍高的现象，需要进一步探索改进。混凝土开挖，但尺寸要尽量小。低于坑底部分垫层施工时围堰的作用仅在于阻断裂隙和挡水，厚度越小成本素混凝土回填。越低。譬如采用直径１００ｍｍ以下的机械排钻错孔３８坑中坑开挖搭接开槽，可大幅度降低成本。相信随着科技不断坑中坑开挖以小型履带反铲式为主，人工辅助进步，将会使该工艺更具应用价值。修整。经修整合格的暴露面要立即使用高标号硅酸参考文献：盐早强干水泥均匀撒一层，以不露底为准，尽快封闭［１］王寿华，王家隽，朱维益，等建筑施工手册［Ｍ］．北基岩表面。个别渗水部位在垫层施工完毕后用堵漏京：中国建筑工业出版社，２００３灵处理。［２］刘建杭，侯学渊基坑工程手册［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９７４结束语'