田棟杰　劉海燕

河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院（450001）

圓臺(tái)形地下結(jié)構(gòu)土方及墊層施工出現(xiàn)的問題及處理方案

田棟杰劉海燕

河南工業(yè)大學(xué)土木建筑學(xué)院（450001）

結(jié)合一圓臺(tái)形地下結(jié)構(gòu)項(xiàng)目土方開挖及墊層施工過程，針對(duì)施工過程中出現(xiàn)的地基土擾動(dòng)、墊層施工縫開裂等問題，分析了問題產(chǎn)生的原因，提出了針對(duì)性的處理方案，為以后同類工程中出現(xiàn)的類似問題提供參考。

地下結(jié)構(gòu)；墊層；施工縫開裂；地基土擾動(dòng)

文章涉及的地下結(jié)構(gòu)，基坑為圓形，采用有圍護(hù)體系的深基坑支護(hù)方式，長(zhǎng)臂挖機(jī)分層、分塊逐步開挖，在支護(hù)附近采用人工開挖?；又饘娱_挖逐層支護(hù)，有效地保證了基坑的安全性。工程所在地區(qū)為黃河沖擊平原，基坑底部多為砂土和粉土，黏聚性差，不利于有坡度地下結(jié)構(gòu)的施工。為了解決這個(gè)問題并為基坑下一步施工提供可靠的工作面，在基坑底部澆筑一個(gè)圓臺(tái)形墊層［1］。由于地下水位起伏，墊層受到地下水?dāng)_動(dòng)，出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象，且基坑底部地基土由于經(jīng)過地下水作用發(fā)生擾動(dòng)，本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的實(shí)際問題，提出了切實(shí)可行的解決辦法。

1　工程概況

該工程位于河南省鄭州市中牟縣，基坑為圓形深基坑，采用深基坑圍護(hù)支護(hù)體系，最深處位于地下-20.00m。

圖1　基坑剖面圖

基坑地基持力層為粉土和粉砂層，土壤含水量非常高，歷史最高水位在地下-1.000m處。在水位很高的地方開挖基坑，很容易造成基坑浸水，使施工困難度加劇，降低土體承載力。同時(shí)還有可能在水壓力的作用下發(fā)生管涌、邊坡失穩(wěn)等危害基坑支護(hù)的現(xiàn)象。所以基坑開挖前必須先把地下水位降到開挖面以下，采取有效的降水措施。為保證開挖過程在干燥狀態(tài)下施工，采用管井進(jìn)行降水，降水井井深在自然地面下28m，降水井為施工直徑600 mm，內(nèi)置管徑（外徑）400mm的無(wú)砂過濾井管，孔隙率大于30%，外包100目以上過濾網(wǎng)。根據(jù)場(chǎng)地形狀，共布置了18眼降水井，井間距10m。在工程實(shí)施的整個(gè)過程中降水措施一直持續(xù)，保證地下水位低于施工面。

經(jīng)復(fù)核計(jì)算，在不考慮上部荷載和周邊土體變形產(chǎn)生的水平向推力作用的情況下，下部錐體邊坡安全系數(shù)0.65左右，存在塌方風(fēng)險(xiǎn)，也沒有考慮夯填振動(dòng)對(duì)邊坡錐體的影響，為此，素土夯填的質(zhì)量和施工工藝對(duì)維持錐體的安全起到關(guān)鍵的作用。為了提供可靠的工作面，在基坑底部做墊層隔離砂土。墊層為漏斗圓錐形，直徑為12.5m，高度為9.2m。墊層厚度為0.12m，所用材料為C20素混凝土，并在墊層上鋪設(shè)防水卷材、高彈性防水膠和無(wú)紡布等防水材料，防止地下水通過墊層滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

地下結(jié)構(gòu)對(duì)防漏和防滲要求極為嚴(yán)格，屬于一級(jí)防水，要求在使用期間必須保證不漏水、不滲水。因此其防水必須嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。防水措施具體做法如圖2。

圖2　墊層防水做法示意圖

2　工程地質(zhì)與水文狀況

該地下結(jié)構(gòu)建設(shè)位于黃河沖積平原，微地貌為風(fēng)積砂丘。地基持力層為粉土和粉砂層，地基承載力為170～220kPa。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告，該工程巖土分布依次為①粉質(zhì)黏土：層厚0.3～4.0m，平均埋深1.23m；②粉土：層厚0.4～4.3m，平均埋深3.25m；③粉砂：層厚1.3～11.7m，平均埋深7.45m。

場(chǎng)地地下水位位于地下0.6～6.6m，地下水類型為潛水，年變化幅度為1.50m左右，主要受大氣降水補(bǔ)給，歷史最高水位為-1.000m。擬建場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋具微腐蝕性。

3　施工中出現(xiàn)的問題

3.1墊層施工縫開裂

由于基坑開挖深度大，且基坑底部土為細(xì)砂、流砂層，開挖面呈坡狀，易造成土方大面積塌陷。結(jié)合實(shí)際情況，施工單位隨著墊層的開挖深度逐步澆筑墊層，致使墊層存在施工縫（如圖3）。

圖3　墊層裂縫現(xiàn)場(chǎng)照片

在墊層整體澆筑完成后，工地停電，基坑降水停止了4個(gè)小時(shí)，造成地下水位上升，在墊層底部出現(xiàn)了一定的積水。施工單位采取緊急降水措施，后發(fā)現(xiàn)墊層施工縫處出現(xiàn)了很多細(xì)微的裂紋，基坑底部地基土發(fā)生了塌陷。

地下水位上升使墊層受到了一個(gè)浮力，地下水位下降后整個(gè)墊層受到地下水下降產(chǎn)生的向下吸附力，墊層便向下移動(dòng)。墊層由于存在施工縫，致使墊層每個(gè)部位位移量不同，施工縫又比較薄弱，在施工縫中產(chǎn)生的應(yīng)力比較大，混凝土黏結(jié)力不強(qiáng)，造成了拉裂。

3.2基坑底部地基土擾動(dòng)

基坑開挖后，對(duì)基坑底部的砂土進(jìn)行素土夯實(shí)，然后在夯實(shí)過的地基上澆筑墊層。在基坑降水停止、地下水位上升后，重新浸泡了墊層下的地基土，當(dāng)?shù)叵滤幌陆岛?，被浸泡過的地基土密實(shí)度降低，并且一部分地基土順著地下水移動(dòng)，造成基坑底部地基土受到擾動(dòng)，基坑底部地基土局部發(fā)生了塌陷［2］。

4　處理措施

1）墊層施工縫開裂處理

墊層出現(xiàn)裂縫主要是墊層的施工縫比較薄弱，在受到力的情況下很容易使地下水通過裂縫滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，如果長(zhǎng)時(shí)間不處理裂縫可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，墊層會(huì)損壞。為了防止以后再出現(xiàn)類似情況，需對(duì)墊層所有的施工縫統(tǒng)一作防水處理：沿墊層各道施工縫處，剔U形槽，在U形槽中注入可與混凝土產(chǎn)生結(jié)晶的防水膠，粘貼500mm寬無(wú)紡布一層（150g/m2），墊層通體噴涂永凝液一道。

2）基坑底部地基土擾動(dòng)處理

基坑底部砂土受到擾動(dòng)，承載能力下降，不能滿足設(shè)計(jì)要求。所以須按設(shè)計(jì)尺寸超挖700mm，底部做200mm厚干拌混凝土，振搗密實(shí)，上部做500 mm厚C20混凝土，振搗密實(shí)。

5　小結(jié)

許多深基坑工程在施工中會(huì)受到地下水的影響，這里結(jié)合高水位地區(qū)深基坑工程墊層由于地下水上升遭到破壞以及基坑底部地基土受到擾動(dòng)的問題提出了合理可行的建議，取得了良好的效果，為以后同類深基坑工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］路彥，龔杰，藍(lán)海江.既有建筑地下室局部抗浮失效實(shí)例分析及加固處理［J］.廣東土木與建筑，2014，12：27-28+23.

［2］葛啟舉，王玉琳.管井井點(diǎn)降水在某深基坑開挖中的應(yīng)用［J］.棗莊師專學(xué)報(bào)，2001，05：55-57.