建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(第七章 地下水控制)
7 地下水控制
7.1 一般規(guī)定
7.1.1 地下水控制應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境要求及支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選用截水、降水、集水明排方法或其組合。
7.1.2 當(dāng)降水會對基坑周邊建(構(gòu))筑物、地下管線、道路等造成危害或?qū)Νh(huán)境造成長期不利影響時,應(yīng)采用截水方法控制地下水。采用懸掛式帷幕時,應(yīng)同時采用坑內(nèi)降水,并宜根據(jù)水文地質(zhì)條件結(jié)合坑外回灌措施。
7.1.3 地下水控制設(shè)計應(yīng)符合本規(guī)程第3.1. 8條對基坑周邊建(構(gòu))筑物、地下管線、道路等沉降控制值的要求。
7.1.4 當(dāng)坑底以下有水頭高于坑底的承壓水時,各類支護(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)按本規(guī)程第C. 0.1條的規(guī)定進(jìn)行承壓水作用下的坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算。當(dāng)不滿足突涌穩(wěn)定性要求時,應(yīng)對該承壓水含水層采取截水、減壓措施。
7.2 截 水
7.2.1 基坑截水應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及施工條件等,選用水泥土攪拌樁帷幕、高壓旋噴或擺噴注漿帷幕、地下連續(xù)墻或咬合式排樁。支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁時,可采用高壓旋噴或擺噴注漿與排樁相互咬合的組合帷幕。對碎石土、雜填土、泥炭質(zhì)土、泥炭、pH值較低的土或地下水流速較大時,水泥土攪拌樁帷幕、高壓噴射注漿帷幕宜通過試驗(yàn)確定其適用性或外加劑品種及摻量。
7.2.2 當(dāng)坑底以下存在連續(xù)分布、埋深較淺的隔水層時,應(yīng)采用落底式帷幕。落底式帷幕進(jìn)入下臥隔水層的深度應(yīng)滿足下式要
7.2.3 當(dāng)坑底以下含水層厚度大而需采用懸掛式帷幕時,帷幕進(jìn)入透水層的深度應(yīng)滿足本規(guī)程第C.0.2條、第C.0.3條對地下水從帷幕底繞流的滲透穩(wěn)定性要求,并應(yīng)對帷幕外地下水位下降引起的基坑周邊建(構(gòu))筑物、地下管線沉降進(jìn)行分析。
7.2.4 截水帷幕在平面布置上應(yīng)沿基坑周邊閉合。當(dāng)采用沿基坑周邊非閉合的平面布置形式時,應(yīng)對地下水沿帷幕兩端繞流引起的滲流破壞和地下水位下降進(jìn)行分析。
7.2.5 采用水泥土攪拌樁帷幕時,攪拌樁直徑宜取450mm~800mm,攪拌樁的搭接寬度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 單排攪拌樁帷幕的搭接寬度,當(dāng)攪拌深度不大于10m時,不應(yīng)小于150mm;當(dāng)攪拌深度為10m~15m時,不應(yīng)小于200mm;當(dāng)攪拌深度大于15m時,不應(yīng)小于250mm;
2 對地下水位較高、滲透性較強(qiáng)的地層,宜采用雙排攪拌樁截水帷幕;攪拌樁的搭接寬度,當(dāng)攪拌深度不大于10m時,不應(yīng)小于100mm;當(dāng)攪拌深度為10m~15m時,不應(yīng)小于150mm;當(dāng)攪拌深度大于15m時,不應(yīng)小于200mm。
7.2.6 攪拌樁水泥漿液的水灰比宜取0.6~0.8。攪拌樁的水泥摻量宜取土的天然質(zhì)量的15%~20%。
7.2.7 水泥土攪拌樁帷幕的施工應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79的有關(guān)規(guī)定。
7.2.8 攪拌樁的施工偏差應(yīng)符合下列要求:
1 樁位的允許偏差應(yīng)為50mm;
2 垂直度的允許偏差應(yīng)為1%。
7.2.9 采用高壓旋噴、擺噴注漿帷幕時,注漿固結(jié)體的有效半徑宜通過試驗(yàn)確定;缺少試驗(yàn)時,可根據(jù)土的類別及其密實(shí)程度、高壓噴射注漿工藝,按工程經(jīng)驗(yàn)采用。擺噴注漿的噴射方向與擺噴點(diǎn)連線的夾角宜取10°~25°,擺動角度宜取20°~30°。水泥土固結(jié)體的搭接寬度,當(dāng)注漿孔深度不大于10m時,不應(yīng)小于150mm;當(dāng)注漿孔深度為10m~20m時,不應(yīng)小于250mm;當(dāng)注漿孔深度為20m~30m時,不應(yīng)小于350mm。對地下水位較高、滲透性較強(qiáng)的地層,可采用雙排高壓噴射注漿帷幕。
7.2.10 高壓噴射注漿水泥漿液的水灰比宜取0.9~1.1,水泥摻量宜取土的天然質(zhì)量的25%~40%。
7.2.11 高壓噴射注漿應(yīng)按水泥土固結(jié)體的設(shè)計有效半徑與土的性狀確定噴射壓力、注漿流量、提升速度、旋轉(zhuǎn)速度等工藝參數(shù),對較硬的黏性土、密實(shí)的砂土和碎石土宜取較小提升速度、較大噴射壓力。當(dāng)缺少類似土層條件下的施工經(jīng)驗(yàn)時,應(yīng)通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定施工工藝參數(shù)。
7.2.12 高壓噴射注漿帷幕的施工應(yīng)符合下列要求:
1 采用與排樁咬合的高壓噴射注漿帷幕時,應(yīng)先進(jìn)行排樁施工,后進(jìn)行高壓噴射注漿施工;
2 高壓噴射注漿的施工作業(yè)順序應(yīng)采用隔孔分序方式,相鄰孔噴射注漿的間隔時間不宜小于24h;
3 噴射注漿時,應(yīng)由下而上均勻噴射,停止噴射的位置宜高于帷幕設(shè)計頂面1m;
4 可采用復(fù)噴工藝增大固結(jié)體半徑、提高固結(jié)體強(qiáng)度;
5 噴射注漿時,當(dāng)孔口的返漿量大于注漿量的20%時,可采用提高噴射壓力等措施;
6 當(dāng)因漿液滲漏而出現(xiàn)孔口不返漿的情況時,應(yīng)將注漿管停置在不返漿處持續(xù)噴射注漿,并宜同時采用從孔口填入中粗砂、注漿液摻入速凝劑等措施,直至出現(xiàn)孔口返漿;
7 噴射注漿后,當(dāng)漿液析水、液面下降時,應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)漿;
8 當(dāng)噴射注漿因故中途停噴后,繼續(xù)注漿時應(yīng)與停噴前的注漿體搭接,其搭接長度不應(yīng)小于500mm;
9 當(dāng)注漿孔鄰近既有建筑物時,宜采用速凝漿液進(jìn)行噴射注漿;
10 高壓旋噴、擺噴注漿帷幕的施工尚應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ 79的有關(guān)規(guī)定。
7.2.13 高壓噴射注漿的施工偏差應(yīng)符合下列要求:
1 孔位的允許偏差應(yīng)為50mm;
2 注漿孔垂直度的允許偏差應(yīng)為1%。
7.2.14 截水帷幕的質(zhì)量檢測應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 與排樁咬合的高壓噴射注漿、水泥土攪拌樁帷幕,與土釘墻面層貼合的水泥土攪拌樁帷幕,應(yīng)在基坑開挖前或開挖時,檢測水泥土固結(jié)體的尺寸、搭接寬度;檢測點(diǎn)應(yīng)按隨機(jī)方法選取或選取施工中出現(xiàn)異常、開挖中出現(xiàn)漏水的部位;對設(shè)置在支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)單獨(dú)的截水帷幕,其質(zhì)量可通過開挖后的截水效果判斷;
2 對施工質(zhì)量有懷疑時,可在攪拌樁、高壓噴射注漿液固結(jié)后,采用鉆芯法檢測帷幕固結(jié)體的單軸抗壓強(qiáng)度、連續(xù)性及深度;檢測點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于3處。
7.3 降 水
7.3.1 基坑降水可采用管井、真空井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)等方法,并宜按表7.3.1的適用條件選用。
7.3.2 降水后基坑內(nèi)的水位應(yīng)低于坑底0.5m。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)有加深的電梯井、集水井時,坑底應(yīng)按電梯井、集水井底面考慮或?qū)ζ淞硇胁扇【植康叵滤刂拼胧??;硬捎媒厮Y(jié)合坑外減壓降水的地下水控制方法時,尚應(yīng)規(guī)定降水井水位的最大降深值和最小降深值。
7.3.3 降水井在平面布置上應(yīng)沿基坑周邊形成閉合狀。當(dāng)?shù)叵滤魉佥^小時,降水井宜等間距布置;當(dāng)?shù)叵滤魉佥^大時,在地下水補(bǔ)給方向宜適當(dāng)減小降水井間距。對寬度較小的狹長形基坑,降水井也可在基坑一側(cè)布置。
4 采用深井泵或深井潛水泵抽水時,水泵的出水量應(yīng)根據(jù)單井出水能力確定,水泵的出水量應(yīng)大于單井出水能力的1.2倍。
5 井管的底部應(yīng)設(shè)置沉砂段,井管沉砂段長度不宜小于3m。
7.3.19 真空井點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:
1 井管宜采用金屬管,管壁上滲水孔宜按梅花狀布置,滲水孔直徑宜取12mm~18mm,滲水孔的孔隙率應(yīng)大于15%,滲水段長度應(yīng)大于1.0m;管壁外應(yīng)根據(jù)土層的粒徑設(shè)置濾網(wǎng);
2 真空井管的直徑應(yīng)根據(jù)單井設(shè)計流量確定,井管直徑宜取38mm~110mm;井的成孔直徑應(yīng)滿足填充濾料的要求,且不宜大于300mm;
3 孔壁與井管之間的濾料宜采用中粗砂,濾料上方應(yīng)使用黏土封堵,封堵至地面的厚度應(yīng)大于1m。
7.3.20 噴射井點(diǎn)的構(gòu)造應(yīng)符合下列要求:
1 噴射井點(diǎn)過濾器的構(gòu)造應(yīng)符合本規(guī)程第7.3.19條第1款的規(guī)定;噴射器混合室直徑可取14mm,噴嘴直徑可取6.5mm;
2 井的成孔直徑宜取400mm~600mm,井孔應(yīng)比濾管底部深1m以上;
3 孔壁與井管之間填充濾料的要求應(yīng)符合本規(guī)程第7.3.19條第3款的規(guī)定;
4 工作水泵可采用多級泵,水泵壓力宜大于2MPa。
7.3.21 管井的施工應(yīng)符合下列要求:
1 管井的成孔施工工藝應(yīng)適合地層特點(diǎn),對不易塌孔、縮頸的地層宜采用清水鉆進(jìn);鉆孔深度宜大于降水井設(shè)計深度0.3m~0.5m;
2 采用泥漿護(hù)壁時,應(yīng)在鉆進(jìn)到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入清水,當(dāng)泥漿比重不大于1.05時,方可投入濾料;遇塌孔時不得置入井管,濾料填充體積不應(yīng)小于計算量的95%;
3 填充濾料后,應(yīng)及時洗井,洗井應(yīng)直至過濾器及濾料濾水暢通,并應(yīng)抽水檢驗(yàn)井的濾水效果。
7.3.22 真空井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)的施工應(yīng)符合下列要求:
1 真空井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)的成孔工藝可選用清水或泥漿鉆進(jìn)、高壓水套管沖擊工藝(鉆孔法、沖孔法或射水法),對不易塌孔、縮頸的地層也可選用長螺旋鉆機(jī)成孔;成孔深度宜大于降水井設(shè)計深度0.5m~1.0m;
2 鉆進(jìn)到設(shè)計深度后,應(yīng)注水沖洗鉆孔、稀釋孔內(nèi)泥漿;濾料填充應(yīng)密實(shí)均勻,濾料宜采用粒徑為0.4mm~0.6mm的純凈中粗砂;
3 成井后應(yīng)及時洗孔,并應(yīng)抽水檢驗(yàn)井的濾水效果;抽水系統(tǒng)不應(yīng)漏水、漏氣;
4 抽水時的真空度應(yīng)保持在55kPa以上,且抽水不應(yīng)間斷。
7.3.23 抽水系統(tǒng)在使用期的維護(hù)應(yīng)符合下列要求:
1 降水期間應(yīng)對井水位和抽水量進(jìn)行監(jiān)測,當(dāng)基坑側(cè)壁出現(xiàn)滲水時,應(yīng)檢查井的抽水效果,并采取有效措施;
2 采用管井時,應(yīng)對井口采取防護(hù)措施,井口宜高于地面200mm以上,應(yīng)防止物體墜入井內(nèi);
3 冬季負(fù)溫環(huán)境下,應(yīng)對抽排水系統(tǒng)采取防凍措施。
7.3.24 抽水系統(tǒng)的使用期應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)的施工要求。當(dāng)主體結(jié)構(gòu)有抗浮要求時,停止降水的時間應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)施工期的抗浮要求。
7.3.25 當(dāng)基坑降水引起的地層變形對基坑周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響時,宜采用回灌方法減少地層變形量。回灌方法宜采用管井回灌,回灌應(yīng)符合下列要求:
1 回灌井應(yīng)布置在降水井外側(cè),回灌井與降水井的距離不宜小于6m;回灌井的間距應(yīng)根據(jù)回灌水量的要求和降水井的間距確定;
2 回灌井宜進(jìn)入穩(wěn)定水面不小于1m,回灌井過濾器應(yīng)置于滲透性強(qiáng)的土層中,且宜在透水層全長設(shè)置過濾器;
3 回灌水量應(yīng)根據(jù)水位觀測孔中的水位變化進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),回灌后的地下水位不應(yīng)高于降水前的水位。采用回灌水箱時,箱內(nèi)水位應(yīng)根據(jù)回灌水量的要求確定;
4 回灌用水應(yīng)采用清水,宜用降水井抽水進(jìn)行回灌;回灌水質(zhì)應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)要求。
7.3.26 當(dāng)基坑面積較大時,可在基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的疏干井。
7.3.27 基坑排水系統(tǒng)的輸水能力應(yīng)滿足基坑降水的總涌水量要求。
7.4 集水明排
7.4.1 對坑底匯水、基坑周邊地表匯水及降水井抽出的地下水,可采用明溝排水;對坑底滲出的地下水,可采用盲溝排水;當(dāng)?shù)叵率业装迮c支護(hù)結(jié)構(gòu)間不能設(shè)置明溝時,也可采用盲溝排水。
7.4.2 排水溝的截面應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量確定,排水溝的設(shè)計流量應(yīng)符合下式規(guī)定:
Q≤V/1.5 (7.4.2)
式中:Q——排水溝的設(shè)計流量(m3/d);
V——排水溝的排水能力(m3/d)。
7. 4.3 明溝和盲溝的坡度不宜小于0.3%。采用明溝排水時,溝底應(yīng)采取防滲措施。采用盲溝排出坑底滲出的地下水時,其構(gòu)造、填充料及其密實(shí)度應(yīng)滿足主體結(jié)構(gòu)的要求。
7. 4.4 沿排水溝宜每隔30m~50m設(shè)置一口集水井;集水井的凈截面尺寸應(yīng)根據(jù)排水流量確定。集水井應(yīng)采取防滲措施。
7.4.5 基坑坡面滲水宜采用滲水部位插入導(dǎo)水管排出。導(dǎo)水管的間距、直徑及長度應(yīng)根據(jù)滲水量及滲水土層的特性確定。
7.4.6 采用管道排水時,排水管道的直徑應(yīng)根據(jù)排水量確定。排水管的坡度不宜小于0.5%。排水管道材料可選用鋼管、PVC管。排水管道上宜設(shè)置清淤孔,清淤孔的間距不宜大于10m。
7.4.7 基坑排水設(shè)施與市政管網(wǎng)連接口之間應(yīng)設(shè)置沉淀池。明溝、集水井、沉淀池使用時應(yīng)排水暢通并應(yīng)隨時清理淤積物。
7.5 降水引起的地層變形計算
7.5.1 降水引起的地層壓縮變形量可按下式計算:
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