軟土地區(qū)工程降水2009-10-7.ppt

1、上海廣聯(lián)建設(shè)發(fā)展有限公司SHANGHAI GUANGLIAN CONSTRUCTION DEVELOPMENT CO., LTD,軟土地區(qū)工程降水,2011年4月,1,繆俊發(fā),軟土地區(qū)工程降水,地下水的工程特性 淺層疏干降水 承壓水降水 工程降水風(fēng)險(xiǎn) 工程降水實(shí)例,2,1、地下水的工程特性,1.1 基坑突涌破壞 1.2 基坑側(cè)壁流砂 1.3 基坑底部流砂 1.4 非自然滲流通道引發(fā)的突涌 1.5 環(huán)境巖土工程問題 1.6 地下結(jié)構(gòu)抗浮問題 1.7有效應(yīng)力喪失,引起踢腳變形和隆起變形大.,當(dāng)基坑開挖深度足夠大，承壓含水層頂板以上土層的重量不足以抵抗承壓含水層頂板處的承壓水頭壓力時(shí)，基坑開挖面以下

2、的土層將發(fā)生突涌破壞。,1.1 基坑突涌破壞,4,水土壓力失衡引發(fā)突涌,圍護(hù)墻體的深層滲漏引發(fā)突涌與側(cè)壁流砂，即所謂的“底側(cè)突涌”與“坑側(cè)突涌”。 11號線5標(biāo),后用冷凍法解決!,1.1 基坑突涌破壞,5,圍護(hù)結(jié)構(gòu)缺陷引發(fā)突涌,在砂層、粉砂層、砂質(zhì)粉土或其他透水性較好的夾層中，止水帷幕或圍護(hù)墻因開裂、空洞等，致使大量的地下水夾帶砂粒涌入基坑，坑外產(chǎn)生水土流失。,1.2 基坑側(cè)壁流砂,6,在砂性土層中開挖基坑，如不采取井點(diǎn)降水措施或井點(diǎn)降水未達(dá)到預(yù)定效果，在坑內(nèi)外水頭差作用下，基坑底部可能產(chǎn)生冒水翻砂現(xiàn)象。,1.3 基坑底部流砂,7,1、坑內(nèi)的前期地質(zhì)鉆孔未完全封閉； 2、進(jìn)出洞加固體與圍護(hù)墻外

3、側(cè)之間殘留縫隙； 3、承壓水沿鉆孔樁表面與地層之間的縫隙上滲。 沒有反濾層,必然出砂!,1.4 非自然滲流通道引發(fā)的突涌,8,減壓降水后，在承壓含水層中形成了水位降落漏斗，必然在基坑周圍引起地面變形。地面沉降分布形態(tài)與承壓水降落漏斗分布形態(tài)基本相似。,1.5 環(huán)境巖土工程問題,9,降水工程結(jié)束后，地下結(jié)構(gòu)的重量以及基礎(chǔ)底面至承壓含水層頂板之間的殘留土層的重量不足以抵抗承壓水頭的頂托力或潛水含水層的浮力時(shí)，地下結(jié)構(gòu)將會發(fā)生上浮。一旦發(fā)生了上浮現(xiàn)象，地下結(jié)構(gòu)的復(fù)位將十分艱難。,1.6 地下結(jié)構(gòu)抗浮問題,10,2.1 疏干降水作用 2.2 疏干降水對象 2.3 疏干降水類型 2.4 常用降水方法 2

4、.5 疏干降水設(shè)計(jì)與計(jì)算,2、淺層疏干降水,11,邊坡與坑底防滲，提供開挖與施工條件 防止邊坡與坑底流砂發(fā)生 減少開挖土體含水量，便于開挖與土方外運(yùn) 提高土體強(qiáng)度，利于邊坡穩(wěn)定及減少基坑側(cè)向變形 盾構(gòu)進(jìn)出洞部位的淺層降水，防止流砂、冒水 地墻槽壁降水.,2.1 疏干降水作用,12,2.2 疏干降水對象,疏干對象： 潛水含水層,疏干對象： 潛水含水層、微承壓含水層,13,分層減壓,聯(lián)合降水,2.2 疏干降水對象(續(xù)),疏干對象： 潛水含水層、微承壓含水層、承壓含水層,14,基坑周邊未設(shè)置隔水帷幕。（淺基坑放坡開挖、土釘墻圍護(hù)）,2.3 疏干降水類型,1、敞開式疏干降水,15,潛水非穩(wěn)定流理論?,

5、基坑周邊設(shè)置隔水帷幕，坑底下有隔水層或滲透性較差的厚層弱透水層存在,2.3 疏干降水類型（續(xù)）,2、封閉式疏干降水,16,隔水帷幕未能完全切斷基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系(浦珠路,KV/Kh 問題),2.3 疏干降水類型（續(xù)）,3、半封閉式疏干降水,17,隔水帷幕切斷基坑內(nèi)外淺層含水層的水力聯(lián)系，但由于弱透水層厚度薄或其豎向滲透性較強(qiáng)導(dǎo)致隔水性能差，下伏含水層補(bǔ)給量較大。,2.3 疏干降水類型（續(xù)）,3、半封閉式疏干降水（續(xù)）,18,地下水位較低地區(qū)，導(dǎo)滲后的混合水位通常低于基坑底面，導(dǎo)滲過程為淺層地下水自動下降。,2.3 疏干降水類型（續(xù)）,4、導(dǎo)滲法（導(dǎo)滲自降疏干）,1-上部含水層初始水位；2-下部

6、含水層初始水位； 3-導(dǎo)滲后的混合動水位；4-隔水層；5-導(dǎo)滲井,19,混合水位高于坑底或高于疏干控制設(shè)計(jì)水位時(shí)，采用降水管井抽汲深層地下水降低導(dǎo)滲后的混合水位。,2.3 疏干降水類型（續(xù)）,4、導(dǎo)滲法（導(dǎo)滲抽降疏干）(續(xù))-潤揚(yáng)長江大橋北錨錠深基坑導(dǎo)滲抽降,1-厚1.20m的地下連續(xù)墻；2-墻下灌漿帷幕； 3-325導(dǎo)滲井(內(nèi)填砂，間距1.50m)；4-600降水管井； 5-淤泥質(zhì)土；6-砂層；7-基巖(基坑開挖至該層巖面),20,2.4 常用疏干降水方法,21,2.5 疏干降水設(shè)計(jì)與計(jì)算,22,1、基坑涌水量 封閉型基坑(m3) ： -可排水總量 半封閉型基坑(m3/d )：單位時(shí)間內(nèi)的可

7、排水量 -潛水含水層 -承壓含水層 -r0為假想半徑，與 基坑平面尺寸及形 狀有關(guān)。,上式是大井完整井公式!,2.5 疏干降水設(shè)計(jì)與計(jì)算,23,2、疏干降水井?dāng)?shù)量n 封閉型基坑： qw為單井流量 t為開挖前預(yù)降水時(shí)間 或 n=A/Aw A為基坑開挖面積 Aw為單井有效疏干面積 半封閉型基坑： 單井流量最大值qmax可按規(guī) 范(JGJ/T111-98)公式計(jì)算 或地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)確定。,3、承壓水降水,3.1 承壓水降水的必要性 3.2 承壓水降水概念設(shè)計(jì) 3.3 承壓水降水設(shè)計(jì) 3.4 承壓水降水施工 3.5 承壓水降水運(yùn)行 3.6 減壓井封井技術(shù),24,基坑開挖面以下，當(dāng)承壓含水層頂板處的土的自

8、重應(yīng)力小于承壓水頭壓力時(shí)，必須降低承壓含水層水頭，以防止基坑底面發(fā)生突涌、流土現(xiàn)象。,3.1 承壓水降水的必要性,1、防止與避免基坑底部發(fā)生突涌破壞,25,基坑開挖面已到達(dá)承壓含水層頂板以下，必須將承壓水頭降至基坑底面以下，以防止坑底發(fā)生流砂、流土現(xiàn)象。,3.1 承壓水降水的必要性（續(xù)）,2、防止與避免基坑底部發(fā)生流砂、流土破壞,26,情形1： 隔水帷幕未進(jìn)入減壓降水目的含水層的頂板以下，宜優(yōu)先考慮選用基坑外側(cè)減壓降水。,3.2 承壓水降水概念設(shè)計(jì),27,情形2： 隔水帷幕進(jìn)入減壓降水目的含水層中，但含水層中隔水帷幕的長度較小。宜優(yōu)先考慮選用基坑外側(cè)減壓降水。,3.2 承壓水降水概念設(shè)計(jì)（續(xù)）

9、,28,情形3： 隔水帷幕進(jìn)入減壓降水目的含水層中，且含水層中隔水帷幕的長度較大。宜選用基坑內(nèi)側(cè)減壓降水。,3.2 承壓水降水概念設(shè)計(jì)（續(xù)）,29,情形4： 隔水帷幕完全貫穿減壓降水目的含水層。宜選用基坑內(nèi)側(cè)減壓降水。,3.2 承壓水降水概念設(shè)計(jì)（續(xù)）,30,3.3.1 設(shè)計(jì)階段的劃分 降水方案制訂階段 優(yōu)化方案階段 制訂降水運(yùn)行方案階段,3.3 承壓水降水設(shè)計(jì),31,降水方案制訂階段：(初步降水設(shè)計(jì)) 搜集已有的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，根據(jù)基坑的開挖深度及支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，制定基坑降水方案。 在這個階段，一般可采用區(qū)域或場地附近的已有的水文地質(zhì)資料，也可采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 對于某些重

10、大工程而言，在巖土工程勘察階段已專門進(jìn)行了擬建工程場地的現(xiàn)場水文地質(zhì)抽水試驗(yàn)，并提供了減壓降水目的含水層及其相關(guān)含水層和弱透水層的水文地質(zhì)參數(shù)，可直接進(jìn)入優(yōu)化降水方案階段。,3.3.1 設(shè)計(jì)階段的劃分,32,3.3.1 設(shè)計(jì)階段的劃分（續(xù)）,優(yōu)化方案階段： 在初步降水設(shè)計(jì)方案被采納后，進(jìn)入優(yōu)化和實(shí)施方案階段。 通過現(xiàn)場抽水試驗(yàn)，測定含水層或含水層組的水文地質(zhì)參數(shù)。 根據(jù)所測定的水文地質(zhì)參數(shù)，對初步降水設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整或優(yōu)化。,33,3.3.1 設(shè)計(jì)階段的劃分（續(xù)）,制訂降水運(yùn)行方案階段： 根據(jù)已經(jīng)優(yōu)化的降水設(shè)計(jì)方案，全部井群施工完畢后，進(jìn)入制定基坑降水運(yùn)行方案階段。 該階段需進(jìn)行部分降水井的群

11、井抽水，將觀測孔的計(jì)算資料與實(shí)測資料進(jìn)行擬合，調(diào)整含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。(圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置已改變場地的水文地質(zhì)條件)一般井總有余量,本工作是實(shí)現(xiàn)降水最小化. 調(diào)整后的水文地質(zhì)參數(shù)、群井抽水時(shí)的環(huán)境監(jiān)測資料及基坑施工的各工況條件，作為制訂降水運(yùn)行方案的依據(jù)。,34,3.3.2 降水設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的資料,1、地質(zhì)、水文地質(zhì)資料 a. 區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)資料。 b. 擬建場地的巖土工程詳細(xì)勘察報(bào)告。 c. 擬建場地的水文地質(zhì)參數(shù)。(區(qū)域或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)),35,2、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)資料(影響降水方式、井群結(jié)構(gòu)與布置等) a. 基坑的形狀、大小、開挖深度、開挖方法。 b. 擋土結(jié)構(gòu)的基本資料，包括樁的直徑、墻的厚

12、度、插入深度、隔水帷幕的深度等。 c. 支撐體系的結(jié)構(gòu)形式與平面布置。 d. 圍護(hù)設(shè)計(jì)中對各工況的要求。 e.各工況條件下，支護(hù)結(jié)構(gòu)及相鄰地面變形要求。,3.3.2 降水設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的資料（續(xù)）,36,3、基坑周邊的環(huán)境資料 a. 地下管線資料，包括管線至基坑邊緣的水平距離、管徑大小 及管線的重要程度。 b. 周邊的建筑物：包括基礎(chǔ)深度、形式和上部結(jié)構(gòu)形式，建筑 物的沉降與變形現(xiàn)狀。 c. 周邊的市政工程：地下建筑物的規(guī)模、深度，地鐵、高架道 路、地下道路、隧道的埋深、走向、基礎(chǔ)形式和深度等。 d. 基坑施工期間，需要重點(diǎn)保護(hù)的對象及保護(hù)對象的最大允許 變形量等。,3.3.2 降水設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握

13、的資料（續(xù)）,37,3.3.3 承壓水降水設(shè)計(jì)計(jì)算,1、安全承壓水位埋深計(jì)算,計(jì)算原則 a) 滿足基坑底面抗突涌穩(wěn)定性要求； b) 滿足基坑底面抗?jié)B穩(wěn)定要求。,38,3.3.3 承壓水降水設(shè)計(jì)計(jì)算（續(xù)）,1、安全承壓水位埋深計(jì)算（續(xù)）,計(jì)算公式,D 安全承壓水位埋深；H0 承壓含水層頂板埋深最小值； h 基坑開挖面深度；Hd 基坑開挖深度設(shè)計(jì)值； s 基坑底面至承壓含水層頂板之間的土的層厚加權(quán)平均重度； w 地下水重度； F 基坑突涌穩(wěn)定性安全系數(shù)。,39,解析解計(jì)算：含水層基本均質(zhì)、等厚度、側(cè)向無限延伸，且采用坑外減壓降水方法時(shí)，可以采用理論解析解計(jì)算。,3.3.3 承壓水降水設(shè)計(jì)計(jì)算（續(xù)）

14、,2、承壓水降水引起的地下水滲流計(jì)算,40,無越流,完整井,非完整井,有越流,無越流,有越流,數(shù)值模型計(jì)算：當(dāng)含水層呈現(xiàn)非均質(zhì)、厚度變化大、邊界條件復(fù)雜時(shí)，可建立地下水滲流數(shù)值模型，利用其數(shù)值解計(jì)算。對應(yīng)得數(shù)學(xué)模型通式如下：,3.3.3 承壓水降水設(shè)計(jì)計(jì)算（續(xù)）,2、承壓水降水引起的地下水滲流計(jì)算,41,井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)地層，確定井徑、過濾器位置與長度。 根據(jù)含水層顆粒分析資料，確定填礫粒徑、填礫高度和井管外止水的位置與方法等。,3.3.4 承壓水降水井設(shè)計(jì),42,1、鉆進(jìn)工藝 對鉆機(jī)安裝、鉆具配置、鉆進(jìn)方法、防止井內(nèi)事故、防止井斜及保持井徑等，提出針對性的措施和要求。在不同深度的不同地層中，

15、對沖洗液指標(biāo)提出控制性的要求。 2、成井工藝 鉆進(jìn)工作達(dá)到所要求的深度后，沖孔、配置與安裝過濾器、換泥漿、填礫、止水、洗井等一系列工序的工藝要求。,3.4 承壓水降水施工,43,3、降水井竣工驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 井內(nèi)動水位不超過設(shè)計(jì)深度時(shí)，其出水量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)出水量或設(shè)計(jì)的單位出水量；(干擾出水量) 抽水量相對穩(wěn)定后，井水的含砂量應(yīng)小于1/20000(體積比)； 井管的傾斜度應(yīng)小于10； 井管內(nèi)沉淀物高度應(yīng)小于井深的5。,3.4 承壓水降水施工（續(xù)）,44,井群施工結(jié)束后，在部分井內(nèi)進(jìn)行群井抽水試驗(yàn)。根據(jù)抽水試驗(yàn)資料，調(diào)整含水層組的水文地質(zhì)參數(shù)。調(diào)參后的地下水滲流模型具有更高的計(jì)算精度。(模型識別)

16、 調(diào)整參數(shù)后，根據(jù)模型的計(jì)算結(jié)果，制訂不同工況、不同開挖深度的降水運(yùn)行方案，以最小的抽水量，將承壓地下水位下降至安全高度。,3.5 承壓水降水運(yùn)行,45,綜合分析監(jiān)測資料：將各種監(jiān)測資料繪制成相關(guān)曲線，分析監(jiān)測資料中出現(xiàn)反常現(xiàn)象的原因和發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情。(沉降預(yù)測問題) 根據(jù)群井抽水試驗(yàn)的水位恢復(fù)資料，制訂突然停電時(shí)的備用電源切換的最大允許時(shí)間。,3.5 承壓水降水運(yùn)行（續(xù)）,46,封井處理不當(dāng)，導(dǎo)致底板面原井位處滲水、漏水。如：上海某廣場，在澆注底板前，用油毛氈包裹穿越底板部位的過濾器外壁后，澆注底板，結(jié)果后期所有減壓井位置均發(fā)生板面滲漏水。 封井程序失當(dāng)，導(dǎo)致意外險(xiǎn)情發(fā)生。如上海某大廈，

17、施工單位企圖在澆注底板前將減壓井封閉于墊層標(biāo)高處，結(jié)果在割除井管過程中發(fā)生承壓水噴溢。（附圖及視頻） 降水后期的封井處理特別重要，應(yīng)認(rèn)真對待、慎重處理。,3.6 減壓井封井技術(shù),47,3.6 減壓井封井技術(shù),48,方法一：采用井內(nèi)高壓注漿法。封井方法如下： 1、 將配備托盤的注漿管沉入井管內(nèi)，至托盤位于過濾器頂部以上約5.00m處為止； 2、 啟動注漿泵，開始注漿，至注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值為止； 3、 將安裝在托盤上部的反絲扣接頭卸開，提出注漿管(托盤滯留于孔內(nèi))； 4、 待漿液凝固后，抽汲井管內(nèi)滯水，觀測封井效果； 5、 取得預(yù)期封井效果后，割去井管； 6、 在基礎(chǔ)底板內(nèi)進(jìn)行封井處理。 7、 封

18、井設(shè)計(jì)與施工技術(shù)參數(shù)：水泥32.5級；水灰比1.0；注漿壓力設(shè)計(jì)值0.5Mpa；注漿量220L/m；外加劑采用水玻璃，摻入量由試驗(yàn)調(diào)試確定，初凝時(shí)間為2小時(shí)。,3.6 減壓井封井技術(shù),49,3.6 減壓井封井技術(shù),50,方法二： 1、 預(yù)攪拌1.00m3左右的水泥漿，水灰比0.40.5。 2、 井管內(nèi)下入注漿管，注漿管口距井管底部約1.50m左右。 3、 井管內(nèi)填入瓜子片，其回填頂部高于濾管頂部0.50m1.00m。 4、 開始注漿，邊注漿邊上提注漿管，直到注漿管完全從瓜子片中提出。 注漿要求：水泥漿將濾管縫隙完全堵死，注漿壓力0.10.4MPa。 5、 水泥漿初凝后，抽出井管內(nèi)的殘留水，并及

19、時(shí)觀測井管內(nèi)的水位變化情況。一般觀測24小時(shí)后，井管內(nèi)的水位無明顯升高，說明注漿的效果較好。 6、 當(dāng)判定已達(dá)到注漿封閉效果后，管口周邊混凝土面可鑿除4cm深，并割去所有外露的井管。 7、 向井管內(nèi)灌入混凝土，混凝土灌入高度低于底板混凝土面約30cm。 8、 井管內(nèi)混凝土初凝，并能確定封堵效果滿足要求后，抽出井管內(nèi)殘余水。 9、 井管內(nèi)約20cm深處焊接46mm厚鋼板，然后灌注混凝土，若漏水，在井管內(nèi)約14cm深處再焊接一塊46mm厚鋼板。 10、井管內(nèi)灌注混凝土后，管口用鋼板焊封，管口低于混凝土面約4cm。 11、管口焊封后，用水泥砂漿填入孔洞抹平，封井工作完畢。,3.6 減壓井封井技術(shù),5

20、1,3.6 減壓井封井技術(shù),52,4.1 降水方案不合理 4.2 降水井的施工質(zhì)量存在問題 4.3 降水運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障 4.4 封井效果不好 4.5 對周圍環(huán)境造成很大影響 4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),4、工程降水風(fēng)險(xiǎn),53,井?dāng)?shù)偏少,整體降深達(dá)不到要求； 平面布置不合理,局部降深達(dá)不到要求； 濾管過長,或進(jìn)入K值過大的地層,或未充份利用非完整井的原理(上海Q 對地層各相異性認(rèn)識不清,整體降深達(dá)不到要求. 沉降過大,4.1 基坑降水方案不合理,54,對基坑降水區(qū)域的水文地質(zhì)條件認(rèn)識不全面； 水文地質(zhì)參數(shù)精度不足； 設(shè)計(jì)計(jì)算存在問題；(大井法初算,公式選擇要正確MODFLOW精算,操作

21、技能?) 群井布置方案不合理（與隔水帷幕、環(huán)境保護(hù)要求相抵觸未考慮）,4.1 基坑降水方案不合理-原因,55, 成孔質(zhì)量：垂直度與深度控制 沖洗液指標(biāo)控制(主要控制泥漿比重) 成井質(zhì)量：井管、過濾管材料與規(guī)格； 井管、過濾管安裝質(zhì)量(換漿比重控制)； 礫料和止水材料的規(guī)格、質(zhì)量及安裝 (換漿比重控制) ； 洗井工藝與洗井質(zhì)量。 成井質(zhì)量驗(yàn)收：各工序事前風(fēng)險(xiǎn)控制不到位,4.2 降水井施工質(zhì)量存在問題,56, 電源保證程度不足 排水暢通能力不足 降水運(yùn)行管理能力欠缺：降水不到位或超降 井損壞：井管材質(zhì)問題（強(qiáng)度不足、井管漏水） 降水井堵塞（旋噴加固施工） 施工設(shè)備碰撞（挖土機(jī)、起吊設(shè)備等）,4.3

22、 降水運(yùn)行環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,57,對于后封井（包括減壓井和部分疏干井），需要特殊封井措施。 封井材料 封井工藝 施工質(zhì)量,4.4 封井效果不好,58, 隔水帷幕偏短； 隔水帷幕滲漏； 降水井深度與隔水帷幕深度不協(xié)調(diào) 未實(shí)行“按需降水”（水位超降、降水時(shí)間偏長）,4.5 對周圍環(huán)境造成很大影響,59,4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),60,承壓水流量大、水位恢復(fù)速度快-要求持續(xù)抽水，避免長時(shí)間中斷抽水 針對主要風(fēng)險(xiǎn)源，研制風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),61,針對主要風(fēng)險(xiǎn)源，研制風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)； 采用自動控制系統(tǒng)，保證應(yīng)急反應(yīng)迅速,4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),62,1、智能

23、化數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)了解降水效果與掌控水位異常,4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),63,2、工程降水自動預(yù)警系統(tǒng)保證應(yīng)急反應(yīng)迅速,4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),64,3、斷電自動應(yīng)急系統(tǒng)-保證電源中斷不超過100s數(shù)分鐘,電控中心，控制電源切換與延時(shí)啟動抽水泵,市電,備用電源,4.6 承壓水降水運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng),65,4、備用井自動啟動系統(tǒng)針對抽水設(shè)備異常、水位異常，確保控制安全水位埋深,自動控制箱，預(yù)設(shè)控制指令,水位自動采集,備用井內(nèi)的抽水泵,5.1 盾構(gòu)進(jìn)出洞降水 1、青草沙嚴(yán)橋支線C2標(biāo)J10工作井頂管出洞降水 2、蘆恒路中間風(fēng)井進(jìn)出洞降水 5.2 超深基坑承壓水減壓

24、降水 3、M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水(坑內(nèi)降水) 4、上海環(huán)球金融中心塔樓基坑降水(坑外降水) 5、 杭州地鐵1號線江南風(fēng)井承壓水減壓降水(坑內(nèi)降水),5、工程降水實(shí)例,66,1 青草沙嚴(yán)橋支線C2標(biāo)J10工作井頂管出洞降水 工程問題：基坑工程基本完成，但出洞部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重滲漏，滲漏量大、滲水夾泥。 降水目的：降低上部潛水水位，減少頂管出洞風(fēng)險(xiǎn)。 降水類型：坑外敞開式潛水疏干降水,5.1 盾構(gòu)進(jìn)出洞降水,67,工程概況,1 青草沙嚴(yán)橋支線C2標(biāo)J10工作井頂管出洞降水,68,圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用鉆孔灌注樁； 坑內(nèi)加固：三軸攪拌樁裙邊加固及滿堂壓密注漿加固； 止水帷幕：1排三軸攪拌樁止水+圍護(hù)樁

25、間壓密注漿加固； 坑外洞口加固：5排三軸攪拌樁加固。,工程概況,1 青草沙嚴(yán)橋支線C2標(biāo)J10工作井頂管出洞降水,69,圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用鉆孔灌注樁； 坑內(nèi)加固：三軸攪拌樁裙邊加固及滿堂壓密注漿加固； 止水帷幕：1排三軸攪拌樁止水+圍護(hù)樁間壓密注漿加固； 坑外洞口加固：5排三軸攪拌樁加固。,滲漏原因：,1 青草沙嚴(yán)橋支線C2標(biāo)J10工作井頂管出洞降水,70,在埋深5m-13m (標(biāo)高-1.80m9.81m)范圍內(nèi)，為32層砂質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，坑外進(jìn)出洞加固體未完全封閉該層（其頂標(biāo)高-4.90m）。 進(jìn)出洞位置恰好位于該深度范圍,工程措施：,在加固體外側(cè)設(shè)置降水井，將地下水位降低到洞門底部以下

26、0.5m-1.0m。,2、蘆恒路中間風(fēng)井進(jìn)出洞降水 工程問題：基坑工程完成，進(jìn)出洞位置位于微承壓含水層中，面臨承壓水引起的突涌與流砂的威脅。 降水目的：降低微承壓水位與局部疏干微承壓水，保證順利進(jìn)出洞。 降水類型：坑外敞開式微承壓水疏干降水(42層、51層；52層的上段),5.1 盾構(gòu)進(jìn)出洞降水,71,工程特征,2蘆恒路中間風(fēng)井進(jìn)出洞降水,72,進(jìn)洞與出洞位置均位于42與52組成的微承壓含水層中。,工程措施,2 蘆恒路中間風(fēng)井進(jìn)出洞降水,73,設(shè)置降壓兼疏干井，將微承壓水位降低到洞門底部以下，達(dá)到預(yù)防突涌與流砂的目的。,洞門底部,為克服砂質(zhì)粉土層中井損失較大影響降水效果的問題，加大了過濾器長度

27、，以確保井外水位達(dá)到洞門底部以下。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水(坑內(nèi)降水) 工程問題：基坑的最終開挖面已進(jìn)入71層承壓含水層中，必須嚴(yán)格控制承壓水位至安全深度以下；周邊環(huán)境復(fù)雜，坑外水位降幅必須控制在有限范圍內(nèi)。 降水目的：開挖過程中，降低承壓水位，避免坑底突涌；當(dāng)開挖面進(jìn)入承壓含水層，局部疏干承壓含水層，防止坑底抗?jié)B失穩(wěn)。 降水類型：坑內(nèi)承壓水減壓降水。,5.2 超深基坑承壓水減壓降水,74,工程概況： M4線董家渡修復(fù)工程，包括東、中、西三個超深明挖基坑。 超深基坑開挖主要集中在浦西董家渡一塊狹小區(qū)域內(nèi)實(shí)施，周邊建筑密集，交通繁忙。 基坑采用厚1.20m、深65.00m的地下連續(xù)墻

28、作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，開挖深度達(dá)38.0040.90m，采用9道(東端頭井10道)鋼筋混凝土支撐體系。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水,75,76,77,減壓抽水井設(shè)置在基坑內(nèi)側(cè)； 井點(diǎn)濾管埋置深度小于地下連續(xù)墻的入土深度； 基坑內(nèi)布井55口。,78,工程特點(diǎn)： 深層承壓含水層組厚度大(第一、二、三承壓含水層連通，含水層組總厚度達(dá)116.00m)、水量大； 地下連續(xù)墻進(jìn)入承壓含水層頂板以下約30.00m； 基坑周邊建筑環(huán)境要求高； 連續(xù)墻底以上，基坑內(nèi)、外側(cè)的承壓含水層呈半連通狀態(tài)。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水（續(xù)）,79,降水效果： 坑內(nèi)水位一直控制在基坑開挖面以下。 坑外水位降深：坑外

29、水位觀測孔內(nèi)的最大水位降深為4.00m左右。(4/30=0.1333)原設(shè)計(jì)計(jì)算(運(yùn)用三維有限元滲流模型)的坑外水位降深5.00m左右。模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)際水位降深基本一致。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水（續(xù)）,80,坑內(nèi)40口減壓井抽水時(shí)的地下水位降深等值線圖,81,坑內(nèi)40口減壓井抽水時(shí)的基坑縱剖面地下水滲流場模擬圖,82,地面沉降及地下連續(xù)墻變形： 監(jiān)測資料表明：地下連續(xù)墻變形正常，控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，坑外地面沉降正常。 開挖單元地下連續(xù)墻的滲漏情況正常，未發(fā)現(xiàn)有較大的滲漏點(diǎn)。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水（續(xù)）,83,周邊環(huán)境的累計(jì)最大沉降值： 中山南路監(jiān)測點(diǎn)：12.11mm；

30、(2006.7.18) 董家渡路監(jiān)測點(diǎn)：10.25mm；(2006.7.28) 稅務(wù)大樓監(jiān)測點(diǎn)：14.22mm。(2006.6.22實(shí)測沉降34.19mm；2006.2.10基坑開挖前初始沉降19.97mm),3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水（續(xù)）,84,結(jié)論： 基坑外側(cè)的承壓地下水位降深小于 5.00m，證明了地下連續(xù)墻對地下水滲流的阻隔作用?；觾?nèi)外的地下水位相差較大，達(dá)到了降水設(shè)計(jì)的目的。 針對本工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及水文地質(zhì)特征，采用基坑內(nèi)側(cè)減壓降水，對周邊建筑及環(huán)境的影響較小。,3 M4線董家渡隧道修復(fù)深基坑降水(續(xù)）,85,基坑開挖深度、承壓水位標(biāo)高、抽水流量及地面沉降實(shí)測歷時(shí)曲線,基

31、坑開挖深度、承壓水位標(biāo)高、抽水流量及地面沉降實(shí)測歷時(shí)曲線,86,工程概況： 上海環(huán)球金融中心塔樓地上101層，地面以上高度為492.00m，地下3層。 塔樓區(qū)基坑為直徑達(dá)100.00 m的圓形基坑，面積約7855.00m2。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用厚1.00m的地下連續(xù)墻，連續(xù)墻深度為34.00m。開挖深度為17.7525.49m。,4 上海環(huán)球金融中心減壓降水(坑外降水),87,周邊環(huán)境： 場地西側(cè)為東泰路和88層金茂大廈，相距40.00m，北側(cè)為世紀(jì)大道，離建筑紅線約50.00m處地面下有正在運(yùn)營的M2線地鐵和銀城路地道；東側(cè)和南側(cè)為公園規(guī)劃用地及銀城東路和銀城南路。 周邊地下管線眾多。,4 上海環(huán)

32、球金融中心減壓降水(續(xù)）,88,基坑內(nèi)設(shè)置環(huán)形支撐，坑內(nèi)抽水井管固定困難,89,地層剖面、基坑剖面與降水井結(jié)構(gòu),90,基坑及井群平面布置圖,91,工程特點(diǎn)： 深層承壓含水層組厚度大(第一、二、三承壓含水層連通，含水層組總厚度達(dá)116.00m)、水量大； 地下連續(xù)墻進(jìn)入承壓含水層頂板以下僅6.00m； 基坑周邊建筑環(huán)境要求高； 基坑內(nèi)、外側(cè)的承壓含水層幾乎呈全連通狀態(tài)。,4 上海環(huán)球金融中心減壓降水(續(xù)）,92,降水方案： 減壓抽水井設(shè)置在基坑外側(cè)(坑外14口)； 井點(diǎn)濾管埋設(shè)位置位于地下連續(xù)墻的下方； 基坑內(nèi)布置2口減壓井，作為坑內(nèi)超深基坑開挖施工階段的備用減壓井(按專家組意見增設(shè))。,4 上

33、海環(huán)球金融中心減壓降水(續(xù)）,93,降水效果： 第一階段降水：基坑開挖深度約為17.75m。降水運(yùn)行從2004.62004.11.5。 第二階段降水：開挖深度為17.7525.49m。降水運(yùn)行從2004.11.52005.3.16。 降水運(yùn)行歷時(shí)9個月左右，承壓水水位控制在開挖面以下1.00m左右，確保了基坑開挖安全，同時(shí)降水對周邊環(huán)境的影響也控制在最小程度內(nèi)。,4 上海環(huán)球金融中心減壓降水（續(xù)）,94,95,96,說明： H-基坑開挖面標(biāo)高 G1-地下承壓水水位標(biāo)高 S6-東泰路上水管 M6-東泰路煤氣管 D5-東泰路電纜管 S17-世紀(jì)大道上水管 J1-世紀(jì)大道立交 J15-銀城東路立交 F1-業(yè)主建筑,97,承壓含水層地下水滲流場模擬圖,98,結(jié)論: 地下連續(xù)墻進(jìn)入巨厚承壓含水層中僅6.00m，基坑內(nèi)外承壓含水層幾乎呈全連通狀態(tài)，且基坑內(nèi)無內(nèi)支撐體系，選用坑外減壓降水方式是合適的。 基坑開挖不同階段，在滿足基坑安全及施工要求前提下，盡量減小水位降深和縮短水位持續(xù)下降時(shí)間，有利于控制降水對周邊環(huán)境的不利影響。,4 上海環(huán)球金融中心減壓降水（續(xù)）,99,5 杭州地鐵1號線江南風(fēng)井承壓水減壓降水(坑內(nèi)降水),100,工程概況 杭州地鐵1號線標(biāo)濱江站富春路站區(qū)間隧道橫穿錢塘江，在南北兩岸各