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　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏ　ｒｏＺ．２９Ⅳ０．６　２０１３年３月　Ｍａｒ．　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　王摘军，张卫旗　（甘肃省长城建设集团总公司，甘肃兰州７３００００）　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：ＴＵ７４＿４　由于高层建筑物基础埋深、地下室层高限制、场　地地质分布等情况的制约，基础穿透或接近天然卵　石层底面的情况越来越多。管井降水对透水系数大　的卵石层及以上土层降水效果明显，但对以裂隙　（无规律）水为主透水系数很小的强风化粉砂质泥　层，坑底标高一１２．９００一一１４．３００ｍ。　１．４地下水情况　依据《地勘报告》，地下水为孔隙潜水，主要赋　存于卵石层中，接受大气降水和地表径流的侧向补　给，受补给源的影响，水位随季节及周围人工开采降　水影响明显，年波动幅度在０．５一１．５ｍ左右，勘察　期间（３、４月）地下水的埋深８．４０～９．１０ｍ，对应的　标高为一９．８６０～一９．５５０ｍ。沿基坑周边每１５ｍ设　一岩层降水作用不大。含水的强风化粉砂质泥岩层透　水性差、渗水量小、渗透压大、暴露、浸水承载力迅速　下降，对施工及保证地基承载力非常不利。多数工　程由于场地狭小，基坑开挖后往往不具有做整体围　堰和二次降水明沟的条件。通过在某工程中的摸索　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　工程参考借鉴。　口管井降水井点，通过管井降水，地下水位稳定在　一ｌ２．５００ｍ左右。　２施工方案选择　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　１．１工程情况　第一种方案适用坑中坑进入卵石层的情况，其　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　ｍ　。工程为地下２层，地上２５层，结构类型为框架　结构，基础为平板式筏形基础。工程设计标准为五　星级酒店，高层综合楼。　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　为５个主层，自上而下依次为填土、粉土、粉质粘土、　由于场地狭小，不具备实施条件。综合考虑施工安　全、进度、成本、质量效果，坑中坑进入强风化粉砂质　泥岩层时选择第四种施工方案。　混凝土围堰方案示例如图１所示。　３施工工艺　围堰材料选用Ｃ１５素混凝土，开挖采用小型履　带反铲式挖掘机，挖斗采用宽度规格最小的三齿斗，　斗宽４５０ｒａｍ，开挖后槽宽５００ｒａｍ，最大开挖深度为　３ｍ，能满足深度为２．５０ｍ以内坑中坑施工要求。素　混凝土围堰适用范围为坑中坑进入到强风化粉砂质　泥岩层的情形。　卵石及砂岩。为Ｉ类（轻微）非自重湿陷性场地。　标准冻土深度为１．０３ｍ。　１．３工程高程情况　筏板厚度１．８０ｍ，工程基底标高一ｌ１．９０ｍ，大　部分接近卵石层底面，局部穿透卵石层，持力层为强　风化粉砂质泥岩层，设计承载力４２０ｋＰａ。集水坑、　　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　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。　一　３．４围堰分段开槽　一由于强风化粉砂质泥岩层裂隙分布不规则，同　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，　一一一一一一一一一一　一一一一一一一　Ｉ　Ｉ　Ｉ　平簟武筏ｊ葶基ｔ　ｌ　芹未漕　Ｉ　Ｉ　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。　Ａ－　蕾　４｛２　战时污　毒ｊ　２０ＯＯｘ１５ｏ０ｘ１５０Ｄ　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。　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　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　标高度后使用插入式振捣棒振捣。（下转第２８页）　图１混凝土围堰方案　图２工艺流程　３．２基坑清底　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：　［１］刘增仁，田培仁．新疆乌拉根铅锌矿成矿地质特征及　成矿模式［Ｊ］．矿产勘查，２０１　１，２０（６）：１８－２２．　成矿溶液是一种不同于正常海水的含矿热卤水。　成矿阶段：据矿床特征及同位素特征，将成矿期　分为两期，早期为热卤水成矿作用期，该期分为两个　阶段，第一阶段为喷流沉积成矿阶段；第二阶段为热　卤水充填、交代成矿阶段；晚期为表生成矿期。　［２］谢世业，莫江平．新疆乌恰县乌拉根新生代热卤水喷　流沉积铅锌矿成因研究［Ｊ］．矿产与地质，２００３，１７　（１）：１１—１６．　中生代晚期开始海侵、至古新世本区为海盆，在　同生断裂作用下热卤水喷流，携带的深部成矿物质　与海盆中成矿物质发生反应，沉积成矿或形成矿源　层，发育同生角砾岩。后期海盆开始封闭形成泥炭　酸盐岩建造，到始新世晚期，海盆闭合，热水幕结束。　随着成岩作用，深部封存热卤水携带成矿物质沿断　裂上移、充填、交代成矿。　４．２找矿标志　［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，　２００２，２１（增刊）：４９５－４９８．　［４］霍红梅，金永新．新疆乌恰县乌拉根铅锌矿成因探讨　［Ｊ］．西部探矿工程，２０１２，２０（３）：５　．　［５］　杨忠明，丁胜江．新疆乌恰县康西铅锌矿普查报告　［Ｒ］．新疆鑫汇矿业有限公司，２００７．　［６］　吴向伟．新疆乌恰县乌鲁干铅锌矿南矿带西端普查　报告［Ｒ］．新疆鑫汇矿业有限公司，２００７．　［７］　地质矿产部西安地质矿产研究所，西北海相火山岩地　区块状硫化物矿床成矿规律与找矿方向研究（内部资　料）［Ｍ］．１９９２．　１）同生断裂附近，东西向和北西向构造门交汇　部位。　２）矿体赋存在乌拉根组底部砂砾岩沉积建造　砾岩胶结物中，分布严格受层位控制。　３）铅锌矿化形式为铅锌一石膏一锶、钡、锌；围　［８］李红阳，杨秋荣，李英杰．现代成矿理论［Ｍ］．北京：地　震出版社，２００６．　岩蚀变主要为天青石化、黄铁矿化、石膏化主白云石　化。　［９］　姜福芝，王玉往．海相火山岩与金属矿床［Ｍ］．北京：　冶金工业出版社，２００５．　［１０］　新疆维吾尔自治区地质矿产局．全国地层多重划分　对比研究一新疆维吾尔自治区岩石地层［Ｍ］．武汉：　中国地质大学出版社，１９９９．　・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…－●…－●…－●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●　４）地球化学异常元素组合Ｐｂ—ｚｎ—Ａｇ—ｃｄ—　ｓｒ，元素含量高，浓集中心为找矿有利部位。　・・●…・●…・●…・●…・●…－●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…・●…（上接第９７页）　３．６养护　该工程筏板上共有ｌ７个坑中坑，其中５个位于　强风化粉砂质泥岩带上，这５个坑中坑均采用了素　混凝土浇筑后覆土自然养护，养护时间应大于　４８ｈ。　混凝土围堰。通过该工艺应用，挡水效果明显，与相　邻工程基坑类似部位坑中坑直接开挖工艺相比，避　３．７排水固结　围堰施工完毕应在坑中坑中部开挖明井，井深　略深于坑底，使围堰内水分自然渗入明井内，二般情　况下渗水量小于蒸发量，２ｄ内会自然固结。明井内　免了坑壁、坑底被水浸泡，坍塌、流砂、扰动等现象，　保证了地基承载力。　由于受到施工机械的限制，使用该工艺仍然存　在成本稍高的现象，需要进一步探索改进。混凝土　围堰的作用仅在于阻断裂隙和挡水，厚度越小成本　越低。譬如采用直径１００ｍｍ以下的机械排钻错孔　有明水时要及时排除。明井用小型履带式反铲挖机　开挖，但尺寸要尽量小。低于坑底部分垫层施工时　素混凝土回填。　３．８坑中坑开挖　坑中坑开挖以小型履带反铲式为主，人工辅助　搭接开槽，可大幅度降低成本。相信随着科技不断　进步，将会使该工艺更具应用价值。　参考文献：　［１］王寿华，王家隽，朱维益，等．建筑施工手册［Ｍ］．北　京：中国建筑工业出版社，２００３．　修整。经修整合格的暴露面要立即使用高标号硅酸　盐早强干水泥均匀撒一层，以不露底为准，尽快封闭　基岩表面。个别渗水部位在垫层施工完毕后用堵漏　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