土木工程施工(下)-3深基坑降水与止水.

现代施工技术第三节深基坑降水与止水技术深基坑降水技术1土的渗透系数测定渗透系数K反映土的透水性大小（cm/s或m/d）现场渗透试验：（1）抽水试验——用于含水层或地下水位较浅，且有一定富水性的土层；（2）压水试验——用于贫水、干旱地层；（3）注水试验——钻孔注水，原理同抽水试验。大型工程对土的渗透系数作测定抽水试验（扬水试验）（1）在试验点钻中心试验孔；（2）在中心孔每侧钻不少于2个观测孔；（3）在中心孔持续抽水至孔内水柱稳定，测得孔内水位降深（S），涌水量（Q）与相应的影响半径（r）对于无压完整井lgx2−lgx1k=0.73Q(m/d)22y2−y12降水方法与降水深度（1）一般轻型井点（一级）3~6m（2）射流泵轻型井点8m（3）喷射井点8~20m（4）深井泵15m（5）管井井点（潜水泵）浅的3~6m，深的可达20m。上海常用：轻型、喷射南京常用：管井、轻型工作原理由离心泵提供的高压工作水通过管通进入埋于井点管中底部的射流泵内，水流从喷嘴中高速喷出，在其周围形成真空，从而使地下水通过滤水管吸入泵内汇同工作水一起升压后排出。特点：射流泵是利用流体传递能量，其结构简单，工作可靠，寿命长，管理使用方便。适用于土的渗透系数数为5-20m/昼夜及降水深度为10-25m的工况。由于吸上高度大，从而增加了基坑开深度。与轻型井点喷射泵比较，在同样抽吸深度时，轻型井点泵需二次以上分段降水，而射流深井泵则一次到位，减少了工作量。与机械长轴深井泵比较，克服了长轴深井泵安装复杂，故障多，使用要求高，维修不便等弊病。1溢流口2机组水箱3压力表4真空表5真空表接管6出水管7进水管8外套管9射流管10管接11滤水管12外套管滤头管井井点降水砂滤料运输管井井点四周填入砂滤料管井井点管管井降水井点管井点管外包滤层基坑底部增加轻型井点降水3降水方案选择要素（1）气象条件——特别考虑暴雨水，如上海暴雨量120~150mm/d，广州300mm/d（2）地质条件——按当地条件及施工经验确定抽水量（3）场地条件（4）坡面保护——井点抽水保真空，不使坡面漏气（薄膜覆盖、挂网喷浆）（5）电渗井点——粘性土中用（6）电源有两路，井点泵有备用量4基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施（1）降水不当引起的危害〔实例〕上海康乐路十二层大楼工程2基础：箱基，开挖5.5m，面积70×14m降水方案：钢板桩加井点降水抽水6天后沉降观测点的沉降量：离井点距离（m)3沉降量(mm)1054.5102.5202311410危害：降水期间，距基坑6~10m处旧民房略有裂缝。拔起钢板桩后，挟带泥土很多，使民房成危房基坑支护结构外侧因泥沙随水渗流进入基坑，造成局部沉陷坍塌事故上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。（2）减少降水影响的措施①减缓降水速度，勿使土粒带出a.利用降水曲线使其平缓，使邻近建筑物均匀沉降办法：将井点加长，减缓降水速度b.根据土粒，改换滤网c.提高施工质量，确保砂滤层厚度，滤网外填砂其直径不小于200mmd.井点上部1~1.5m深度用粘土封口。（2）减少降水影响的措施②在建筑物沿基坑一边，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土层压缩下降）a.采用回灌沟条件：建筑物离基坑稍远，无隔水层或弱透水层无隔水层回灌有隔水层回灌（2）减少降水影响的措施②在建筑物沿基坑一边，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土层压缩下降）b.采用回灌井条件：土层中有粘质粉土夹层c.回灌的做法及技术要求回灌井为较长的穿孔井管，同滤管，外填滤料，粘土封口，回灌井的计算同一般井点计算。水位如何用观测井观测。有时加压回灌，压力为10m水柱。●回灌井的回灌水位曲线是倒漏斗形；●防止降水和回灌两井相通，应保持距离6m以上；●回灌井点，深度控制在长期降水曲线下1m为宜；●回灌应用清水。回灌实例上海友谊商店主楼，楼长82m，宽34m，高33m，6层升板建筑。片筏基础，基础挖深地面下3.4m，东面离上海电台大楼10m处挖深达4.2m。电台大楼为30m高的六层框架结构，建于三十年代。原地下水位于地面下1.5m。降水井点范围44m×85m，井点长度7.1m，其中滤管长1m。回灌井点与降水井点相距7m，局部因场地限制缩小到3m。沿电台大楼布置，共长38m，间距3m。回灌井点长8m，埋至灰粉土层底部。5m高水箱。效果：沉降观测表明，回灌区一般沉降量1~2mm，非回灌区沉降可达9~12mm。深基坑止水技术1止水帷幕施工方法（1）高压喷射注浆法——成幕质量好，适用土层广，但成本高；（2）深层搅拌法——成本低，只适用软粘土地基；（3）压力灌浆法——适用土层较广，施工方便，但注浆可控性差，形成完整帷幕较难。2高压喷射注浆法堵水防渗按双排或三排布孔，孔距0.866倍旋喷桩直径。喷射水泥浆，可掺2%~4%的水玻璃，提高抗渗。有抗渗要求，不宜掺矿渣水泥。先喷浆后旋转和提升。3深层搅拌法深层搅拌法分喷浆深层搅拌法和喷粉深层搅拌法两种。形成止水帷幕常用喷浆深层搅拌法。浆液水灰比0.45~0.554高压灌浆法（1）钻孔Ø91mm（2）钻杆内灌入封闭泥浆。（3）插入阀管到设计深度。（4）封闭泥浆凝固后，在塑料阀管中插入双向密封注浆芯管进行注浆。（5）注浆完毕冲洗塑料阀管中残留浆液。冻结法施工新技术上海轨道交通四号线工程事故2003年7月1日发生的上海轨道交通4号线事故，已被查明是一起造成重大经济损失和社会影响的工程责任事故，仅直接经济损失就达1.5亿元左右。发生事故的上海轨道交通4号线旁通道，采用的是冻结加固暗挖法施工。据事故调查组专家成员、中国矿业大学教授翁家杰介绍，冻结法是一种成熟、先进的施工工艺，已有100多年历史。1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海地下工程中。这项施工工艺不仅通过专家的技术论证，而且还曾获得上海市科技进步三等奖。但上海轨道交通4号线恰恰在这样一个成熟工艺上摔了重重的一跤。在事故发生前，施工单位———中煤矿山工程有限公司上海分公司项目部对原定的施工组织设计擅自进行了调整。方案调整没有严格遵循冻结法施工工艺的有关规定，导致旁通道冻土结构在施工中出现薄弱环节。调整后的方案，降低了对冻土平均温度的要求，从原方案的－10℃减少到－8℃；旁通道处垂直冻结管数量减少，从原方案的24根减少到22根，而原先为25米深的7根垂直冻结管，其中4根被缩短到14.25米，3根被缩短到16米，造成旁通道与下行线隧道腰线以下交汇部冻土薄弱；下行线仅设单排6个冻结斜孔，孔距1米，虽然在冻结孔长度上予以增加，但数量偏少、间距偏大，导致冻结效果不足以抵御相应部位的水土压力。从6月28日出现险情征兆到7月1日隧道渗水坍塌的3天里，上海轨道交通4号线有许多次机会可以提前制止险情的发生。施工方案的擅自调整，虽然经过了中煤公司副总经理、总工程师李功洲批准，但没有按程序规定，正式送交工程总承包方———上海隧道工程股份有限公司审批、工程监理公司———上海地铁咨询监理科技有限公司审定；而作为总承包公司和监理公司，有关当事人明知施工方案被调整，却没有履行职责要求施工方报送调整后的施工方案，更没有编制相应调整的施工组织设计，从一开始就丧失了一个防范风险的良机。6月28日上午隧道下行线小型制冷机发生故障，停止供冷7.5个小时。下午2时左右，施工人员在下行线隧道内安装水文观测孔，发现一直有压力水漏出，尽管采取了用木板封堵掘进面等一定措施，但效果不佳。29日凌晨3时，水阀处测出的水压接近外部第七层承压水水压。险情初露征兆，但现场没有任何人将这一情况向总承包及监理公司汇报，导致险情逐步加剧。在这样危险的情况下，7月1日零时许，中煤上海分公司项目副经理李柱和明知旁通道冻土结构存在严重隐患、工程已停工，竟还擅自指挥当班班长任秀忠，执意安排施工人员拆除冻土前掘进面部分封板，用风镐凿出直径0.2米的孔洞，准备安装混凝土输送管。正是这个孔洞出水，水砂从掘进面的右下角和侧墙不断涌出，以致封堵无效，最终酿成事故。