近年来,深基坑工程开挖施工的地质条件和环境日益复杂,其工程事故也日益增多,由此带来的损失也越来越大,而在深基坑工程中,一项事关全局的工作就是地下水的防治,特别是在沿海地区,地下水是深基坑工程的天敌,是导致基坑工程事故的最直接原因之一。

地下水对基坑造成的事故中,由于底部承压水而产生的事故占很大一部分,承压水处理难度大,并且处理不当造成的后果严重,是基坑设计的重点、难点之一。同时,随着基坑开挖深度越来越大,基底下部不透水层厚度越来越薄,承压水更有可能顶破坑底而发生突涌、隆起,造成基坑围护结构失稳等,最终酿成工程中的危险事故。

事故案例:

2016年7月8日杭州地铁发生基坑土体突涌。7月8日22:30许,浙江杭州地铁4号线南段中医药大学站南基坑施工时,发生北基坑土体从车站中隔墙ZQ5与W24处接缝处突涌至南基坑(约800立方米),致施工人员4人遇难。

当基坑下有承压水存在时,开挖基坑减小了含水层上覆不透水层的厚度,在厚度减小到一定程度时,承压水的的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成基坑突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度,并给施工带来很大困难。 基坑突涌是实际工程中经常遇到的问题。

某地下车库基坑突涌事故现场处理方法

三种技术手段:隔水;降压;封底

>>>>隔水

承压含水层水埋藏深度较浅的工程,设置较深的地下连续墙等隔水帷幕,穿越承压含水层,进入不透水层一定的深度,隔断基坑内外承压水的水力联系。造价高,施工质量难以保证。

>>>>降压

基坑底部承压含水层以上覆土不足以抵抗承压水头,而又不适合隔断承压水的工程,可采用降压降水的方法。方案应通过计算并结合周边环境条件等因素综合确定。降压井运行应使基底以下承压含水层的水头压力低于含水层上部保留的覆盖层土压力。过量抽取基坑下部承压水,极易造成基坑周边建筑沉降开裂。

>>>>封底

一般用于开挖至基底标高时,上覆土重略小于承压水的浮托力,不能满足抗承压水稳定性的局部电梯井等落深区,以及有明显空间效应的小型或窄长形基坑等情况。可采用水泥土搅拌桩或高压旋喷桩等加固体,利用加固后土体重度、抗剪强度的提高,以及基坑内部密集工程桩的加筋作用,来达到抵抗承压水头的目的。需考虑加固深度的选择。

五种处理方法

明排水法;注浆法;井点降水法;冻结法;地下连续墙法

>>>>明排水法

在基坑中,常在其开挖过程中,沿坑底周围或者中央挖一定坡度的排水沟,并隔一定的距离设置一个集水坑,地下水通过沟流入坑中,然后用水泵抽走。这种方法适用于面积较小、降水深度不大的基坑开挖工程,对软土或者土中有细砂、粉砂或淤泥层时,不宜采用这种方法。在坡中主要有坡面排水和坡体排水,坡面排水主要是通过设置坡顶截水沟、平台截水沟、边沟、排水沟及跌水与急流槽来实现。坡体排水设施主要有渗沟、盲沟及斜孔等。

>>>>注浆法

注浆法是将胶结材料配制成浆液并注入松散含砂或含水地层、含裂隙的岩层、溶洞、破碎带使其固化的施工方法。浆液凝结硬化后,起到胶结、堵塞作用,使地层稳固并隔断水源,减小岩土的渗透性,增加工程的强度及稳定性,达到岩土加固和堵水的目的。注浆技术既可应用于减少井筒涌水,加快凿井速度、并对井筒全深范围内所有含水层除表土层外进行预注浆的打干井施工,也可以对裂隙含水岩层、松散沙土层进行堵水、加固。注浆法作为一种对所有地下工程有效的施工技术,它治水的主要原理在于浆液在土体中的填充、扩散、凝固成有一定强度的基本不透水的注浆帷幕。

>>>>井点降水法

井点降水法就是在巨大基坑开挖之前,在基坑周围埋设一定数量的滤水井,利用抽水设备抽水,使地下水降落至基坑以下,并在基坑开挖过程中不断抽水,使要开挖的土保持干燥。井点降水法采用的井点类型有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点等。

>>>>冻结法

冻结法是在岩土工程开挖之前,用人工制冷的方法将开挖工程周围的岩土层冻结成封闭的冻结圈(壁),以临时加固地层,抵抗地压,隔绝地下水与地下工程的联系,然后在冻结壁的保护下进行正常施工的一种特殊施工法。它不仅是一种特殊的施工方法,而且能够有效的起到了隔水的作用,冻结法在施工中有效的阻隔了土体中的水向开挖土体中迁移,保证了施工的安全。冻结法广泛的应用于矿井建设、地基基础、水利工程、地下铁道以及河底隧道等工程中,于地下土体中含有不稳定的地层或者含水极丰富的的裂隙层的施工,冻结法更加有效安全。

>>>>地下连续墙法

地下连续墙就是用专用设备沿着深基础或地下构筑周边采用泥浆护壁开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽,在槽内设置钢筋笼,采用导管法在泥浆中浇筑混凝土,筑成一单元墙段,依次顺序施工,以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙,以便基坑开挖时防渗、挡土,作为邻近建筑物基础的支护以及直接成为承受直接荷载的基础结构的一部分。地下连续墙对地下工程的防渗以及水利水电等具有重要的作用。

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