土木工程施工(下)-3深基坑降水與止水

1、現(xiàn)代施工技術(shù)第三節(jié) 深基坑降水與止水技術(shù)深基坑降水技術(shù)1 土的滲透系數(shù)測定 滲透系數(shù)K反映土的透水性大小（cm/s或 m/d） 現(xiàn)場滲透試驗： （1）抽水試驗用于含水層或地下水位較 淺，且有一定富水性的土層； （2）壓水試驗用于貧水、干旱地層； （3）注水試驗鉆孔注水，原理同抽水試 驗。 大型工程對土的滲透系數(shù)作測定抽水試驗（揚水試驗） （1）在試驗點鉆中心試驗 孔； （2）在中心孔每側(cè)鉆不少于 2個觀測孔；個觀測孔； （3）在中心孔持續(xù)抽水至孔 內(nèi)水柱穩(wěn)定，測得孔內(nèi)水位降深 （S），涌水量（Q）與相應(yīng)的 影響半徑（r）對于無壓完整井 lg x2 lg x1k = 0.73Q(m / d )

2、22 y2 y12 降水方法與降水深度 （1）一般輕型井點（一 級） 36m （2）射流泵輕型井點 8m （3）噴射井點820m （4）深井泵 15m （5）管井井點（潛水泵） 淺的36m，深的可達 20m。上海常用：輕型、噴射南京常用：管井、輕型工作原理 由離心泵提供的高壓工作水通過管通進入埋于井點管中底部的射流泵內(nèi)，水流從噴嘴中高速噴出，在其周圍形成真空，從而使地下水通過濾水管吸入泵內(nèi)匯同工作水一起升壓后排出。特點：射流泵是利用流體傳遞能量，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壽命長，管理使用方便。適用于土的滲透系數(shù)數(shù)為5-20m/晝夜及降水深度為10-25m的工況。由于吸上高度大，從而增加了基坑的工況

3、。由于吸上高度大，從而增加了基坑開深度。與輕型井點噴射泵比較，在同樣抽吸深度時，輕型井點泵需二次以上分段降水，而射流深井泵則一次到位，減少了工作量。與機械長軸深井泵比較，克服了長軸深井泵安裝復雜，故障多，使用要求高，維修不便等弊病。1溢流口溢流口2機組水箱機組水箱3壓力表壓力表4真空表真空表5真空表接管真空表接管6出水管出水管7進水管進水管8外套管外套管9射流管射流管10管接管接11濾水管濾水管12外套管濾頭外套管濾頭管井井點降水砂濾料運輸管井井點四周填入砂濾料管井井點管管井降水井點管井點管外包濾層基坑底部增加輕 型井點降水3 降水方案選擇要素（1）氣象條件特別考慮暴雨水，如上海暴雨量1201

4、50mm/d，廣州，廣州300mm/d（2）地質(zhì)條件按當?shù)貤l件及施工經(jīng)驗確定抽水量（3）場地條件（4）坡面保護井點抽水保真空，不使坡面漏氣（薄膜覆蓋、掛網(wǎng)噴漿）（5）電滲井點粘性土中用（6）電源有兩路，井點泵有備用量 4 基坑開挖與降水對鄰近建筑物的影響及措施（1）降水不當引起的危害實例上?？禈仿肥哟髽枪こ?2基礎(chǔ)：箱基，開挖5.5m，面積7014m降水方案：鋼板樁加井點降水抽水6天后沉降觀測點的沉降量：離井點距離（m) 3沉降量(mm)1054.5102.5202311410危害：降水期間，距基坑610m處舊民房略有裂縫。拔起鋼 板樁后，挾帶泥土很多，使民房成危房 基坑支護結(jié)構(gòu)外側(cè)因泥沙

5、隨水滲流進入基坑，造成局部沉陷坍塌事故 上海、廣東、江蘇、山東、浙江等地均有多雨季節(jié)，地下水充沛，基坑土方開挖時排水或降水不當，均有可能造成支護結(jié)構(gòu)失效坍塌事故。（2）減少降水影響的措施減緩降水速度，勿使土粒帶出a. 利用降水曲線使其平緩，使鄰近建筑物均勻沉降 辦法：將井點加長，減緩降水速度b. 根據(jù)土粒，改換濾網(wǎng)c. 提高施工質(zhì)量，確保砂濾層厚度，濾網(wǎng)外填砂其直徑不 小于200mmd. 井點上部11.5m深度用粘土封口。（2）減少降水影響的 措 施在建筑物沿基坑一邊，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土層壓縮下降）a. 采用回灌溝條件：建筑物離基坑稍遠，無隔水層或弱透水層

6、無隔水層回灌 有隔水層回灌（2）減少降水影響的 措 施在建筑物沿基坑一邊，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土層壓縮下降）b. 采用回灌井條件：土層中有粘質(zhì)粉土夾層c. 回灌的做法及技術(shù)要求 回灌井為較長的穿孔井管，同濾管，外填濾料，粘土封口，回灌井的計算同一般井點計算。水位如何用觀測井觀測。有時加壓回灌，壓力為10m水柱。 回灌井的回灌水位曲線是倒漏斗形； 防止降水和回灌兩井相通，應(yīng)保持距離6m以上； 回灌井點，深度控制在長期降水曲線下1m為宜； 回灌應(yīng)用清水。回灌實例 上海友誼商店主樓，樓長82m，寬34m，高33m，6層升板建筑。片筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)挖深地面下3.4m，東面離

7、上海電臺大樓10m處挖深達4.2m。電臺大樓為。電臺大樓為30m高的六層框架結(jié)構(gòu)，建于三十年代。原地下水高的六層框架結(jié)構(gòu)，建于三十年代。原地下水位于地面下1.5m。 降水井點范圍44m85m，井點長度7.1m，其中濾管長1m。 回灌井點與降水井點相距7m，局部因場地限制縮小到3m。沿電臺大樓布置，共長38m，間距3m?；毓嗑c長8m，埋至灰粉土層底部。5m高水箱。高水箱。效果：沉降觀測表明，回灌區(qū)一般沉降量12mm，非回灌區(qū)沉降可達912mm。深基坑止水技術(shù)1 止水帷幕施工方法 （1）高壓噴射注漿法成幕質(zhì)量 好，適用土層廣，但成本高； （2）深層攪拌法成本低，只適用 軟粘土地基； （3）壓力灌

8、漿法適用土層較廣， 施工方便，但注漿可控性差，形成完整 帷幕較難。2 高壓噴射注 漿法 堵水防滲按雙排或三排布孔，孔距0.866倍旋噴樁直徑。噴射水泥漿，可摻2%4%的水玻的水玻璃，提高抗?jié)B。有抗?jié)B要求，不宜摻礦渣水泥 。先噴漿后旋轉(zhuǎn)和提升。3 深層攪拌法 深層攪拌法分噴漿深層攪拌法和噴粉深層攪拌法兩種。形成止水帷幕常用噴漿深層攪拌法。漿液水灰比0.450.554 高壓灌漿法（1）鉆孔91mm（2）鉆桿內(nèi)灌入封閉 泥漿。（3）插入閥管到設(shè)計 深度。（4）封閉泥漿凝固 后，在塑料閥管中插 入雙向密封注漿芯管 進行注漿。（5）注漿完畢沖洗塑 料閥管中殘留漿液。凍結(jié)法施工新技術(shù)上海軌道交通四號線工程

9、事故 2003年年7月月1日發(fā)生的上海軌道交通日發(fā)生的上海軌道交通4號線事號線事故，已被查明是一起造成重大經(jīng)濟損失和社會影響的工程責任事故，僅直接經(jīng)濟損失就達1.5億元左右。 發(fā)生事故的上海軌道交通4號線旁通道，采用的是凍結(jié)加固暗挖法施工。據(jù)事故調(diào)查組專家成員、中國礦業(yè)大學教授翁家杰介紹，凍結(jié)法是一種成熟、先進的施工工藝，已有100多年歷史。1992年起，凍結(jié)法工藝被廣泛應(yīng)用于上海地下年起，凍結(jié)法工藝被廣泛應(yīng)用于上海地下工程中。這項施工工藝不僅通過專家的技術(shù)論證，而且還曾獲得上海市科技進步三等獎。但上海軌道交通4號線恰恰在這樣一個成熟工藝上摔了重重的一跤。 在事故發(fā)生前，施工單位中煤礦山工程有

10、限公司上海分公司項目部對原定的施工組織設(shè)計擅自進行了調(diào)整。方案調(diào)整沒有嚴格遵循凍結(jié)法施工工藝的有關(guān)規(guī)定，導致旁通道凍土結(jié)構(gòu)在施工中出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。 調(diào)整后的方案，降低了對凍土平均溫度的要求，從原方案的10減少到8；旁通道處垂直凍結(jié)管數(shù)量減少，從原方案的24根減少到22根，而原先為25米深的7根垂直凍結(jié)管，其中4根被縮短到14.25米，3根被縮短到16米，造成旁通道與下行線隧道腰線以下交匯部凍土薄弱；下行線僅設(shè)單排6個凍結(jié)斜孔，孔距1米，雖然在凍結(jié)孔長度上予以增加，但數(shù)量偏少、間距偏大，導致凍結(jié)效果不足以抵御相應(yīng)部位的水土壓力。 從6月28日出現(xiàn)險情征兆到7月1日隧道滲水坍塌的3天里，上海軌道交通

11、4號線有許多次機會可以提前制止險情的發(fā)生 。 施工方案的擅自調(diào)整，雖然經(jīng)過了中煤公司副總經(jīng)理、總工程師李功洲批準，但沒有按程序規(guī)定，正式送交工程總承包方上海隧道工程股份有限公司審批、工程監(jiān)理公司上海地鐵咨詢監(jiān)理科技有限公司審定；而作為總承包公司和監(jiān)理公司，有關(guān)當事人明知施工方案被調(diào)整，卻沒有履行職責要求施工方報送調(diào)整后的施工方案，更沒有編制相應(yīng)調(diào)整的施工組織設(shè)計，從一開始就喪失了一個防范風險的良機。 6月月28日上午隧道下行線小型制冷機發(fā)生日上午隧道下行線小型制冷機發(fā)生故障，停止供冷7.5個小時。下午2時左右，施工人員在下行線隧道內(nèi)安裝水文觀測孔，發(fā)現(xiàn)一直有壓力水漏出，盡管采取了用木板封堵掘進面等一定措施，但效果不佳。29日凌晨3時，水閥處測出的水壓接近外部第七層承壓水水壓。險情初露征兆，但現(xiàn)場沒有任何人將這一情況向總