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1、1K413021 地下水控制 地下水控制包括基坑开挖影响深度内的潜水、微承压水与承压水控制，应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、回灌或其组合方法。,一、基本要求 (1)当降水会对基坑周边建筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时，应采用截水方法控制地下水。采用悬挂式隔水帷幕时，一般应同时采用坑内降水，并宜根据水文地质条件结合坑外回灌的措施。,(3)当地下水位高于基坑开挖面时，需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中的地下水。疏干地下水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构的变形。在软土地区基坑开挖深度超过3m，一般就要用井点降水。开
2、挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。,(4)当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌，确保基坑施工安全。,基坑抗突涌计算如图lK413021-1所示，抗突涌安全系数采用下式计算：,二、截水 (1)采用隔水帷幕的目的是阻止基坑外地下水流入基坑内部，或减小地下水沿帷幕的水力梯度 。截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求，隔(截)水帷幕的渗透系数宜小于1.0 x 10-6cm/s 。 (2)基坑隔水方法应根据工程地
3、质条件、水文地质条件及施工条件等，选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩等 。,(3)当基坑底存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用底端进入下卧隔水层的落底式帷幕；落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要求，且不宜小于 1.5m：,(4)当坑底以下含水层厚度大而需采用悬挂式帷幕时，帷幕进入透水层的深度应满足地下水沿帷幕底端绕流的渗透稳定性要求，并应对帷幕外地下水位下降引起的基坑周边建筑物、地下管线、地下构筑物沉降进行分析。当不满足渗透稳定性要求时，应采取增加帷幕深度、设置减压井等防止渗透破坏的措施 。,三、降水 (一)降水的作用 在地下水位以下开挖基坑时，采用
4、降水的作用是： (1)截住坡面及基底的渗水。 (2)增加边坡的稳定性，并防止边坡或基底的土粒流失。 (3)减少被开挖土体含水量，便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业。,(4)有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性。对于放坡开挖而言，可提高边坡稳定性。对于支护开挖，可增加被动土压区土抗力，减少主动土压区土体侧压力，从而提高支护体系的稳定性，减少支护体系的变形。 (5)减小承压水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌。,(二)工程降水方法的选用,(三)集水明排,(1)当基坑开挖不很深，基坑涌水量不大时，集水明排法是应用最广泛，亦是最简单、经济的方法。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基
5、坑四角或每隔30 - 50m设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。,(2)明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m 以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m。明沟的底面应比挖土面低0.3 - 0.4m。集水井底面应比沟 底面低0.5m以上，并随基坑的挖深而加深，以保持水流畅通。明沟的坡度不宜小于0.3% ，沟底应采取防渗措施。,(4)明沟、集水井排水，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止。 (5)集水明排设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应保持排水畅通并应随时清理淤积物 。,(四)井点降水 (1)当基坑开挖
6、较深，基坑涌水量大，且有围护结构时，应选择井点降水方法。即用真空(轻型)井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，以方便土方开挖 。,(2)轻型井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定 。 当基坑(槽)宽度小于6m且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧；,当基坑(槽)宽度大于 6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑(槽)的两侧。,当基坑面积较大时，宜采用环形井点。,挖土运输设备出入道可不封闭， 间距可达4m ，一般留在地下水下游方向。,(3)轻型井点宜采用金属管，井管距坑壁不应小于1.0
7、 - 1.5m (距离太小易漏气) 。井点间距一般为0.8- 1.6m。 集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.25% - 0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑(沟、槽)底深0.9-1.2m，井点管的埋置深度应经计算确定 。,(4)真空井点和喷射井点可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺(钻孔法、冲孔法或射水法) ，对不易塌孔、缩颈地层也可选用长螺旋钻机成孔；成孔深度宜大于降水井设计深度 0.5 - 1.0m。钻进到设计深度后，应注水冲洗钻孔、稀释孔内泥浆。孔壁与井管之间的滤料应填
8、充密实、均匀，宜采用中粗砂，滤料上方宜使用黏土封堵，封堵至地面的厚度应大于 1m 。,(5)管井的滤管可采用无砂混凝土滤管、钢筋笼、钢管或铸铁管。成孔工艺应适合地层特点，对不易塌孔、缩径地层宜采用清水钻进；采用泥浆护壁钻孔时，应在钻进到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入清水，当泥浆相对密度不大于1.05时，方可投入滤料。滤管内径应按满足单井设计流量要求而配置的水泵规格确定，管井成孔直径应满足填充滤料的要求；管与孔壁之间填充的滤料宜选用磨圆度好的硬质岩石成分的圆砾，不宜采用棱角形石渣料、风化料或其他黏质岩石成分的砾石。井管底部应设置沉砂段。,四、回灌 (2)当采用坑内减压降水时，坑外回灌井深
9、度不宜超过承压含水层中隔水帷幕的深度，以免影响坑内减压降水效果。 当采用坑外减压降水时，回灌井与减压井的间距不宜小于6m 。回灌井的深度、间距应通过计算确定。,(3)回灌井可分为自然回灌井与加压回灌井。自然回灌井的回灌压力与回灌水源的压力相同，宜为 0.1 - 0.2MPa。加压回灌井的回灌压力宜为 0.2 - 0.5MPa ，回灌压力不宜超过过滤器顶端以上的覆土重量。 (4)回灌井施工结束至开始回灌，应至少有2-3周的时间间隔，以保证管井周围止水封闭层充分密实，防止或避免回灌水沿管井周围向上反渗、从地面喷溢等情况发生。管井外侧止水封闭层顶至地面之间，宜用素混凝土充填密实 。,五、基坑的隔(截
10、)水帷幕与坑内外降水,1K413022 深基坑支护结构与边坡防护 基坑工程是由地面向下开挖一个地下空间，深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构，围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩)墙结构。板(桩)墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑结构起减小围护结构变形，控制墙体弯矩的作用，分为内撑和外锚两种形式。以下主要以地铁车站基坑为主介绍基坑开挖支护与边坡防护。,一、围护结构 (一)基坑围护结构体系 (1)基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。,(2)地铁基坑所采
11、用的围护结构形式很多，其施工方法、工艺和所用的施工机具也各异，因此，应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等(特别要考虑到城市施工特点) ，经技术经济综合比较后确定。,(二)深基坑围护结构类型 1)预制混凝土板桩：,2) 钢板桩与钢管桩：,3)钻孔灌注桩围护结构： 钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机、旋挖钻等 。,对悬臂式排桩，桩径宜大于或等于600mm； 对拉锚式或支撑式排桩，桩径宜大于或等于400mm； 排桩的中心距不宜大于桩直径的2倍 。 桩身混凝土强度等级不宜低于C25。排桩顶部应设置混凝土冠梁 。 混凝土灌注桩宜采取间隔成
12、桩的施工顺序；应在混凝土终凝后，再进行相邻桩的成孔施工。,钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩。如果基坑上部受环境条件限制时，也可采用高压旋喷桩止水帷幕，但要保证高压旋喷桩止水帷幕施工质量 。 近年来，素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多应用，此类结构可直接作为止水帷幕。,4) SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙),型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定，常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种 。,单根型钢中焊接接头不宜超过两个，焊接接头的位置应避免设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处；相邻型钢的接头竖向
13、位置宜相互错开，错开距离不宜小于 1m ，且型钢接头距离基坑底面不宜小于2m。,5) 重力式水泥土挡墙,6) 地下连续墙：,地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类，通常地下连续墙一般指后者。地下连续墙有如下优点：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。,地下连续墙施工采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边，按照事先划分好的幅段，开挖狭长的沟槽。目前使用的成槽机械，按其工作原理可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。地下连续墙的一字形糟段长度宜取
14、4-6m。当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时，应取较小的槽段长度。必要时，宜采用搅拌桩对槽壁进行加固；地下连续墙的转角处或有特殊要求时，单元槽段的平面形状可采用L形、T形等。,地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用： 地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头。,当地下连续墙作为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙体时，宜采用刚性接头；刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等；在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时，也可采用柔性接头。,导墙是控制挖
15、槽精度的主要构筑物，导墙结构应建于坚实的地基之上，其主要作用有：,挡土：在挖掘地下连续墙沟槽时，地表土松软容易拥陷，因此在单元槽段挖完之前，导墙起挡土作用。 基准作用：导墙作为测量地下连续墙挖槽标高、垂直度和精度的基准。 承重：导墙既是挖槽机械轨道的支承，又是钢筋笼接头管等搁置的支点，有时还承受其他施工设备的荷载。,存蓄泥浆：导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。泥浆液面始终保持在导墙面以下20cm ，并高出地下水位 1m ，以稳定槽壁。 其他：导墙还可防止泥浆漏失，阻止雨水等地面水流入槽内；地下连续墙距现有建(构)筑物很近时，在施工时还起到一定的补强作用。 导墙一般为现浇钢筋混凝土结构，应具有必要的强度、刚度和精度，要满足挖槽机械的施工要求。,在开挖过程中，为保证槽壁的稳定，采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定，并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。,
