基础电梯坑钢制外模隔水施工

杨鹏浩

(甘肃建投建设有限公司，甘肃 兰州 730050)

工程施工中基础工程施工往往是最复杂且最关键的部位，也是需要工期较长的阶段。与此同时，基础施工具有自身特点，这些特点都对基础施工技术以及施工管理提出了更高要求。基础施工中还需要重视水的作用，尤其是在地下水位比较高的地区，在基础开挖前期便要根据地层含水情况，在基坑外围设置降水井进行降水作业，确保基础水位降至基坑底以下0.5m。理论上的施工方案在具体实施中可能会受到实际情况的影响，造成地下水水位降低无法达到预期效果，常见原因如降水不利、局部基坑较深或不可预见等因素，致使水位难以降至基坑底以下0.5m，导致基础施工中的垫层、防水等内容无法正常施工。因此，对于特殊情况局部水位影响正常施工的处理，具有十分重要的意义。笔者在参与实际工程建设中遇到了电梯坑水位无法降至基坑底以下0.5m的情况，现就原因分析以及采用钢制外模进行控制分包的有关理论与技术问题阐述。

1 基础施工特点分析

1.1 地质水文条件异常复杂

建筑工程在基础施工阶段，需要根据设计方案进行土方作业，通过基坑开挖完成基础施工，众所周知，我国幅员辽阔，不同地区不仅在气候条件方面存在不同，不同区域在地质水文条件方面也会有所不同。这种复杂的地质水文条件会对基坑开挖、基础施工等产生影响，而且根据实际工程经验，即便是同一地区，不同施工范围内在地质条件方面也或多或少会存在不同，这些都体现出工程建设中地质水文条件的复杂性特点。除了绝大多数常见的地质条件外，部分施工区域中还会存在特殊的地质类型，比如陕西分布着较多的湿陷性黄土，而长江中下游、珠江下游、淮河平原等区域分布着较多的软土，此类较特殊的地质条件还需要采取一定的措施进行人工干预，保证整体的地基承载力满足上层建筑的施工要求。基于以上分析，我国有着复杂的地质水文条件，使得不同区域基础施工难度不同，施工前期需要全面从地质环境勘查、地下水类型、地下水位情况等方面予以综合评价，明确不同开挖区域内的土层厚度、土质类型等，便于针对性确定出不同区域的基础施工方案，总之，基础施工中存在着复杂的地质条件分布特点，对施工技术与管理要求较高。

1.2 基础施工的隐蔽性

基础施工前通常需要进行基坑开挖，土方作业量较大，不同区域在开挖前并不能完全准确地对其土质类型、土层厚度分布特点做出描述，尽管当前我国地质勘察方面的相关技术已经较成熟，但依旧不能保证勘察结果绝对无误，这也与地质条件的复杂性特点有关。随着基坑的开挖，已经开挖的相关土质类型和特点较为明确，但是未开挖区域的土质依然处于未知情况。造成基坑开挖以及基础施工都具有隐蔽性特点，隐蔽性特点也使得基础施工难度增加，可能在具体施工中会遇到一些始料未及的状况，如突然出现地下水位的升高、地下水位降低效果不明显等。

1.3 施工不良可引起严重后果

常言道“基础不牢，地动山摇”，基础承担着整个上部建筑荷载，并进一步传递给大地，整个基础施工本身具有隐蔽性，尤其是一些桩基础施工中，具体的施工情况通常很难直观用肉眼看到，如果施工质量不可靠，则可能对后续上层建筑施工、建筑在后续的使用等埋下安全隐患。在对相对软弱的土层进行基坑开挖时，容易发生较为明显的土层移位和地面沉降，而造成周边建筑物的不均匀沉降或带来坍塌等危险，一旦基础施工质量存在问题，并出现安全事故，通常会产生严重的后果。从地基基础施工的一次性方面分析，较多基础施工完成后，即便能够发现问题，但是可能因为上部建筑已经开始施工，此时能够采用的补救措施较少，尤其是在基坑回填后，各类问题都已经处于隐蔽状态，整个后续处理难度较大，进而造成建筑工程不得不弃用，严重影响项目的投资效益和社会效益，基础施工安全空间不足问题将直接影响电梯突发状况时人员安全和日常检修人员的工作情况。所以在建筑基础施工中必须要认识到其一旦出现破坏可能产生的严重后果。

2 基础水位无法降至基底的原因

天祝县“龙居盛景”项目从地貌单元上看，场地所处地貌单元为庄浪河Ⅰ级阶地，拟建场地所在位置离庄浪河较近，地下水储量随季节变化较大，受祁连山脉及乌鞘岭的影响，拟建区雨水充沛。根据地勘报告可知，场地土主要由粉质粘土、细砂和圆砾组成，由于地下水埋藏较浅，稳定水位埋深5.20m～6.10m之间，稳定水位标高2 376.76m～2 378.13m，考虑到地下水位的年变幅度为0.50m～1.00m。降水设计时，圆砾的渗透系数按照K=30.00m/d取值。

根据区域水文地质资料，该区域地下水类型为潜水，本场区地下水主要为埋藏于第四系圆砾层中的孔隙潜水，其中孔隙潜水主要补给来源为河水、大气降水及区域地下水，以侧向径流方式向低处排泄，水位随季节性变化大。圆砾层为主要含水层，具有较强渗透性，主楼以圆砾层作为持力层。根据对潜水的特点分析，潜水会从水位较高的区域向水位较低区域逐步渗流。不同时间、不同地点都会影响潜水面的形状。施工期间可能会因为降雨、季节变化等造成地下水位出现波动。

按照施工区域的地质水文条件勘察结果以及设计文件要求，严格执行降水方案，即在基坑开挖前在基坑周围每隔15m设置一口深17m的降水井，共计33口降水井，基础开挖深度8m。基坑开挖至筏板底时，水位已降至基底50cm处，但是因为电梯坑基底比筏板基底深3m，电梯坑部位开挖至距电梯坑底2m部位时，水位保持不变。分析可能是因为该区域为潜水，电梯坑周边水的来源较多，开挖过程中及时抽水，但是旁边会不断地补水，造成水位长时间保持不变，此时需要调整处理方案。

为确保水位能够进一步下降，减少对基础施工、电梯坑底施工基坑的影响，将周围降水泵由功率5.5kW换为7.5kW功率的水泵，水泵深度下放至15m处，且电梯坑内采用集水明排的方法，设置三台明泵进行降水。调整排水措施后，取得了较好的效果，原有的水位进一步下降，但是水位降至电梯坑底以上30cm处水位停止下降。

3 电梯坑基础隔水施工措施

3.1 工艺流程

放线→电梯坑机械开挖→基坑清底→人工整修坑形→制作钢制外模→吊装钢制外模→钢模周边回填及垫层施工→防水及防水保护层施工→电梯坑钢筋绑扎→电梯坑底混凝土浇筑→筏板钢筋绑扎→筏板混凝土浇筑。

3.2 技术质量控制与施工要点

(1)放线。按设计要求计算好坡度，分别放出坑顶和坑底开挖线。

(2)基坑开挖。根据开挖线和放坡坡度，用挖掘机从基坑中间向四周开挖出基坑大概尺寸，要求欠挖约200mm～300mm[1]进行人工清底。基坑开挖过程中为避免出现超挖情况，需要对基坑、电梯坑等高程进行持续性复核，保证人工清理后达到设计标高。

(3)基坑清底及人工整修坑形。根据电梯井设计尺寸，人工修好基坑，清理出坑内虚土。由于坑底有水，需穿雨鞋清理，确保坑底平整。人工清底过程中在电梯坑长向水流方向及电梯坑与集水坑中间埋设直径DN110的PVC管，PVC管每隔40cm钻直径1.5cm的孔，坡度1%，将电梯坑尺寸外扩1m进行集水明排降水，外扩部分深度比电梯坑开挖底标高低80cm，放置两台功率7.5kW的水泵进行降水，预埋的PVC管排水至明排坑中，电梯坑与明排降水坑之间砌筑高度50cm的240mm砖墙.上述不同排水措施的综合应用可保证基坑区域内尽可能保持干爽状态，为钢制外模隔水施工创造有利条件[2]。

(4)制作钢制外模。根据电梯基坑及集水坑设计开挖尺寸，制作电梯坑、集水坑钢制外模(尺寸为减去筏板厚度、防水保护层厚度、防水层厚度及垫层厚度的开挖尺寸)。钢模内部四个角部焊接四个吊环，四个角底模外部朝下焊接30cm长的钢筋，确保钢模安装好以后固定位置。制作过程中需要保证整个焊接质量，各项焊接指标均应符合技术要求。

(5)吊装钢制外模。基坑清底完成后，用吊车将钢模调至开挖好的基坑内，根据定位线调整钢模位置至准确，由于砂夹石开挖过程中容易塌落，且钢模四周砂卵石不密实，经与设计院沟通，钢模四周、塌落的边坡及超挖的明排井部位采用C25混凝土进行回填[3]。

(6)钢模周边回填及垫层施工。钢模吊装完成后，用C25混凝土将钢模周边回填密实，再进行电梯井周边侧壁垫层施工。

(7)防水及防水保护层施工。垫层施工完成后，粘贴1.5厚PET自粘防水卷材，再浇筑5cm厚C20防水保护层。

(8)电梯坑钢筋绑扎及混凝土浇筑。钢模安放完成后，在明排坑一侧钢模侧边接长至2m，待防水及防水保护层施工完成后，绑扎电梯坑筏板钢筋及电梯坑剪力墙插筋，钢筋绑扎完成后先浇筑电梯坑筏板混凝土，浇筑至电梯坑筏板顶标高，电梯坑侧壁四周预埋一圈橡胶止水带。电梯坑底筏板混凝土浇筑完成后，将明排坑内一台泵埋设于卵石层内，凿除砖墙，采用C25混凝土回填明排坑，底部50cm采用干硬性混凝土回填，上部采用强度C25的混凝土回填抹面，与电梯坑侧壁坡度相符，回填在内的明排泵继续抽水，完成剩余防水及防水保护层施工，待大面积筏板钢筋绑扎完成准备浇筑砼时，剪断明排泵水管，用防水填料堵塞管道口，完成筏板混凝土浇筑[4]。

(9)筏板钢筋绑扎及混凝土浇筑。最后完成整体筏板钢筋绑扎及混凝土浇筑，在筏板混凝土浇筑前将已经浇筑的电梯坑底混凝土面凿毛，这样能够保证原有混凝土与新混凝土的结合，通过刨锛、剁斧等工具使得原有混凝土面变得毛糙，凿毛后的基层用钢丝刷子把粉尘刷干净，并浇水湿润，这些对提高新旧混凝土粘合效果至关重要[5-6]。

4 效益对比分析

该工程共计5栋主楼，共计八个电梯坑。由于水位降不下去，采用钢制外模进行隔水处理。

4.1 经济效益

钢制外模所用工程量及费用见表1。

表1 钢制外模所用工程量及费用

类似工地对此类情况的做法：在电梯坑周围继续打两口8m深降水井，需持续降水至少一个月才能正常施工。所产生的费用：降水井成孔费用18×8×380=54 720元，台班费18×75×30=40 500元，合计95 220元。

采用钢制外模隔水施工方法节约成本24.47%。

4.2 施工进度

两种施工方法进度对比如下。

第一种方法：降水井成孔8d，降水至少30d后才可施工，合计工期38d。

第二种方法：钢制外模制作3d，外模安装2d，合计工期5d。

第二种方法比第一种方法节约工期33d。

4.3 工程质量

通过建设单位、设计单位、勘察单位、监理单位及施工对施工浇筑完成的电梯坑筏板基础进行检测评价，各项施工质量评价指标都满足当前各项工程建设的质量控制要求，同时较传统的排水方法相比，有明显的创新点。综合性证明采用钢制外模隔水施工方法不仅大大节省工期，且基础筏板的承载力、混凝土强度、密实度等均符合质量规范要求。

5 结 语

采用钢制外模隔水施工方法，可以达到定型化制作，节省人力、物力和财力等综合成本，且大大缩短工期，从而实现“质量、投资、进度、环保、安全”的目标控制。该技术在天祝县“龙居盛景”B、C区项目首次采用，在天祝县“龙居盛景”D区项目再次采用，得到了建设方、监理方、质量监督部门等有关专家的一致好评。基础电梯坑钢制外模隔水施工经过了施工区域内不同具体应用的论证，综合效益较好，可兼顾施工管理中的进度、质量、成本等，保证了项目如期完成，降低了整个施工项目的成本支出。