8.2 地基防滲處理
在各類(lèi)基礎工程中,如建筑工程的基坑開(kāi)挖、邊坡、壩基及各類(lèi)地下工程均可能涉及地下水的控制問(wèn)題,大量工程實(shí)踐及工程事故表明,滲流對建筑工程基坑、邊坡、壩基及各類(lèi)地下工程等均有可能造成危害,1998年長(cháng)江洪災期間就出現了大堤下地基因滲流導致的管涌危害。因此,為了使各類(lèi)基礎工程、地下工程順利施工、保證邊坡穩定,以及壩基及各類(lèi)地下工程的長(cháng)期可靠工作,必須要有針對性地采取措置,對地下水滲流進(jìn)行控制,即地基的防滲處理。
8.2.1 基坑工程防滲處理
當基坑處于地下水位以下,進(jìn)行基坑開(kāi)挖時(shí),由于地下水位高于基坑底面,因此會(huì )出現地下水流入坑內,使土方開(kāi)挖及地下室施工困難,同時(shí)坑外地下水位會(huì )下降,如進(jìn)行坑內降水和排水,更會(huì )降低坑外地下水位,導致坑外地面不均勻下沉,會(huì )使周?chē)ㄖ、道路、各?lèi)地下管線(xiàn)、地下建筑物發(fā)生不均勻下沉、變形而導致受損甚至破壞。其次,由于坑內外的水頭差,會(huì )導致坑外地下水向坑內滲流,在細粒土如粉質(zhì)黏土、粉土、粉細砂中有可能造成管涌、流沙等現象。因此,當環(huán)境條件不允許坑外地下水位下降,為保證邊坡穩定、防止出現管涌、流沙時(shí),需要采取地基防滲措施,阻斷坑外地下水向坑內的滲流。
基坑隔水包括側向隔水帷幕(墻)和封底隔水帷幕,如圖8.2-1。常用的側向隔水帷幕(墻)有地下連續墻、板樁,或采用攪拌樁、高壓噴射注漿法形成攪拌樁或旋噴(定噴、擺噴)樁墻,也可采用凍結法形成隔水墻。當坑底以下不深處存在不透水土層時(shí),應將側向隔水帷幕(墻)進(jìn)入不透水層;當不透水層埋藏較深、坑底以下土層滲透性高時(shí),可考慮采用封底隔水帷幕。在軟土地區,封底隔水帷幕還可減少擋土樁的變形;基坑深度不大時(shí),攪拌樁、高壓噴射注漿法形成攪拌樁或旋噴(定噴、擺噴)樁墻只要具備足夠厚度,還可形成重力式擋土墻,兼隔水與擋土功能。
常用的基坑隔水措施見(jiàn)表8.2-1
方法 | 名 稱(chēng) | 適用土層 | 適用范圍 | 說(shuō) 明 |
截水墻 | 板 樁 | 所有土層(除漂石地層外,在軟的及不太硬的土層中的淺挖方可采用木企口板樁) | 適用范圍幾乎不受限制 | 此法廣泛采用,可利用現成設備。安裝迅速。鋼板樁可作為永久工程的一部分或用后拔出。需用集水井抽水?捎娩從、膨潤土、水泥砂漿或類(lèi)似材料充填鎖口,以減少鎖口滲漏量 |
泥漿溝槽 | 粉土、砂土、礫石和 卵石 | 適用范圍幾乎不受限制。環(huán)繞明挖普遍設置擋墻 | 安裝迅速?缮钊氩煌杆畬,如黏土層或軟頁(yè)巖層。不能封住硬的或不平整的基巖面或裸露的礫石 | |
連續排樁 | 所有土層(包括含有孤石的土層) | 深地下室、地下施 工和豎井 | 設計中可考慮作為永久基礎的一部分。對圓形挖方最有效?梢孕ㄈ霂r層。振動(dòng)及噪音最小?捎糜诳臻g受限制地段?删o靠現有基礎施工 | |
地下連續墻 | 所有土層(但穿透孤石較困難,且費用高) | 深地下室、地下施 工和豎井 | 施工迅速。封閉深度可深入不透水層,如黏土層或軟頁(yè)巖層 | |
截水帷幕 | 攪拌樁帷幕 | 軟土層、松散砂層 | 地下水豐富,周?chē)…h(huán)境需要保護 | 相鄰樁之間搭接,可采用一排或多排孔布置 |
高壓定(擺、旋)噴帷幕 | 不含孤石、塊石的土層 | 地下水豐富,周?chē)h(huán)境需要保護 | 保證墻體之間的搭接寬度和墻厚度 | |
高壓注漿帷幕 | 孔隙較大的土層 | 地下水豐富,周?chē)h(huán)境需要保護 | 布孔間距應保證相鄰孔注漿體搭接 | |
冷凍法 | 氨水或鹽水冷凍法 | 所有飽和的土和巖石 | 孔隙中的水固凍結而阻滲 | 可以從工作面向外作業(yè)。最宜于大范圍的長(cháng)期應用。需要較長(cháng)時(shí)間后才能使處理 |
液氮冷凍法 | 所有飽和的土和巖石 | 孔隙中的水固凍結而阻滲 | 用于必須快速冷凍處,宜于小范圍的短期應用。液氮很貴。要求有嚴格的現場(chǎng)管理。會(huì )產(chǎn)生一些地面隆起 |
8.2.2 壩基防滲
在壩基上游面的地基中,平行壩軸線(xiàn)打一排或多排鉆孔,用高壓注漿等方法將水泥等漿 液壓入基巖的裂隙、斷層或破碎帶中,形成一道隔開(kāi)屏障。防滲帷幕的深度、厚度及注漿孔距、排距等,應根據壩基地質(zhì)條件、壩的規模及防滲要求確定。砂礫石層壩基的防滲帷幕,宜設于心墻、斜墻或鋪蓋之下。
防滲墻止水
當礫石透水層不厚時(shí),可挖出梯形槽回填黏土成為截水槽,如圖8.2-2(d)所示。當透水層較厚時(shí),可用板樁、連續的混凝土排樁和混凝土防滲墻等垂直防滲措施截斷透水層,如圖8.2-2(b)所示。對于防滲要求較高的砂礫壩基,可用相互搭接的大直徑鉆孔樁穿過(guò)透水層,形成一道連續橫向防滲墻,如圖8.2-2(c)所示。
8.2.3 邊坡防滲
在各類(lèi)邊坡中,由于地下水滲流導致滑坡的事例屢見(jiàn)不鮮。地下水在邊坡中由高水位向低水位區域的滲流會(huì )在邊坡土體中產(chǎn)生動(dòng)水壓力,增加邊坡滑動(dòng)力矩,同時(shí),地下水還會(huì )對邊坡巖土體產(chǎn)生軟化或泥化作用,降低邊坡巖土體的強度。其次,在細粒土如粉質(zhì)黏。
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