坑中坑开挖(点击文字查看工艺动画)是指在设有地下室的建设工程施工过程中,当地下室大基坑施工开挖至设计坑底标高后,在电梯底坑、集水井的部位继续向下开挖形成局部的小深坑。这种开挖方式允许在同一基坑内形成多个独立的作业面,从而实现多个工序的同时进行,提高施工效率。它具备以下特点:
1.节省工程量:通过坑中坑的开挖方式,可以在同一基坑内形成多个独立的作业面,从而实现多个工序的同时进行,有效节省了整体工程的开挖量。
2.提高机械化水平:坑中坑开挖工艺通常与机械化设备配合使用,如挖掘机、推土机等,可以显著提高施工效率,降低人工劳动强度。
3.降低施工难度:由于坑中坑开挖形成了多个相对独立的作业面,使得各个工序之间的干扰减少,降低了施工难度,有利于施工过程的顺利进行。
4.提高施工质量:坑中坑开挖工艺可以有效控制基坑的开挖深度和形状,保证基坑的稳定性和安全性。同时,由于多个作业面可以同时进行,有利于施工质量的整体提升。
5.较大的安全储备:坑中坑开挖工艺可以在基坑内部形成一定的安全储备区域,有利于应对突发事件和地质条件的变化,提高施工安全性能。
一、适用范围(点击文字查看工艺动画)
本工艺标准一般适用于建筑(构筑)物基坑开挖底标高不同的工程,如电梯井、承台基础等。
二、施工准备(点击文字查看工艺动画)
1.施工前大基坑开挖完成,地下水位控制在基底以下0.5~1.0m。
2.限制坑顶周围振动荷载作用,做好机械上、下基坑坡道部位的支护。
3.基坑挖土时,做好挖土的机械、车辆的通道布置、挖土的顺序及周围堆土位置安排,不得在挖土过程中,碰撞围护结构和工程桩。
三、施工流程
井点降水→土方开挖→地基验槽
四、工艺操作
1.井点降水
当坑中坑设计深度需降水时,在其顶部先设置降水措施。
2.土方开挖
开挖时对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等进行复测检查。分层开挖土方,预留30cm人工修土,挖除后设置集水井与排水沟。当开挖深度小于2m时,放坡坡度不大于1:1.5,坡面修整后可素喷混凝土。当开挖深度在2~5m时的坑中坑宜采用重力式挡土墙作为边坡支护。
3.地基验槽
基坑开挖完成后,及时清底验槽,减少暴露时间,防止暴晒和雨水浸蚀破坏地基土的原状结构。基坑验槽后,及时浇筑垫层封闭基坑。桩头处理至设计标高后,坑中坑完成施工。
五、质量通病
1.基坑泡水
(1)现象描述
基被水浸泡,造成地基承载力降低。
(2)原因分析
①开挖基坑(槽)未设排水沟或挡水堤,地面水流入基坑(槽)。
②在地下水位以下挖土,未采取降水措施将水位降至基底开挖面以下。
③施工中未连续降水,或停电影响。
(3)预防措施
①开挖基坑(槽)周围应设排水沟或挡水堤;地下水位以下挖土应降低地下水位,使水位降低至开挖面以下0.5~1.0m。
②沿场地周围开挖排水沟,再在沟底设集水井与其相连,用水泵直接抽走(水沟和集水井宜布置在施工场地基础边距0.4m以外,场地的四周或四角每隔20-40m应设1个集水井)。
2.基底产生扰动土
(1)现象描述
边坡面界面不平,出现较大凹陷。
(2)形成原因
①采用机械开挖,操作控制不严,局部多挖。
②边坡上存在松软土层,受外界因素影响自行滑塌,造成坡面凹洼不平。
③测量放线错误。
(3)预防措施
①机械开挖,预留0.3m厚采用人工修坡。
②加强测量复测,进行严格定位。
3.场地积水
(1)现象描述:
场地平整以后出现局部或大面积积水。
(2)原因分析
①场地平整面积较大、填土过深、未分层夯实。
②场地周围没有做排水沟、截水沟等排水设施,或者排水设施设置不合理,排水坡度不满足要求(1‰-2‰)。
③测量误差超过规范要求。
(3)预防措施
①在施工前结合当地水文地质情况,合理设置排水坡(要求坑内不积水,沟内排水沟通畅),排水沟等设施,并尽量与永久性排水设施结合。
②如果施工工期跨雨期的,要做好雨期施工现场排水措施。
③场地回填土按规定分层回填夯实,要使土的相对密实度不低于85%。
(4)处理办法
①明沟排水法。沿场地周围开挖排水沟,再在沟底设集水井与其相连,用水泵直接抽走(水沟和集水井宜布置在施工场地基础边距0.4m以外,场地的四周或四角每隔20-40m应设1个集水井)。
②深沟排水法。如果场地面积大、排水量大、为减少大量设置排水沟的复杂性,可在场地外距基础边6-30m开挖1条排水深沟,使场地内的积水通过深沟自流入集水井,用水泵排到施工现场以外沟道内。
③利用工程设施周围或内部的渗排水系统或下水道,将其在场地一侧或两侧设排水明沟或暗沟,把水流引入渗排水系统或下水道排走,此法较经济。
4.挖土边坡塌方
(1)现象描述
在挖方过程中或挖方后,边坡土方局部或大面积塌陷或滑塌。
(2)原因分析:
①基坑(槽)开挖较深,未按规定放坡。
②在有地表水,地下水作用的土层开挖基坑(槽),未采取有效降排水措施。
③坡顶堆载过大或受外力震动影响,使坡体内剪切应力增大,土体失去稳定而导致塌方。
④土质松软,开挖次序、方法不当而造成塌方。
(3)预防措施
①根据不同土层土质情况采用适当的挖方坡度;做好地面排水措施,基坑开挖范围内有地下水时,采取降水措施;坡顶上弃土、堆载,使远离挖方土边缘3~5m;
②土方开挖应自上而下分段分层依次进行,并随时做成一定坡势,以利泄水;避免先挖坡脚,造成坡体失稳;相邻基坑(槽)开挖,应遵循先深后浅,或同时进行的施工顺序。
(4)处理办法
处理方法,可将坡脚塌方清除,做临时性支护(如推装土草袋设支撑护墙)措施。
5.超挖
(1)现象描述
边坡面界面不平,出现较大凹陷。
(2)形成原因
①采用机械开挖,操作控制不严,局部多挖。
②边坡上存在松软土层,受外界因素影响自行滑塌,造成坡面凹洼不平。
③测量放线错误。
(3)预防措施
①机械开挖,预留0.3m厚采用人工修坡。
②加强测量复测,进行严格定位。
在深基坑中进行坑中坑开挖是危险性较大的一项施工工艺,需要编制完备的施工方案,进行充分的施工准备,选择适合的挖掘方法,进行科学的土方处理,并同步采取必要的安全措施。只有做好这些技术要点,才能确保坑中坑开挖工程的顺利进行,达到预期的工程目标。