田 野
(上海市水利工程集團有限公司,上海201300)
在水利水運等工程施工過程中,經(jīng)常遇到透水性強的砂質(zhì)土層,若地下水位高,基坑開挖后,邊坡會出現(xiàn)滲水流沙,滑坡坍塌,對施工帶來影響或造成安全事故;同時基底會出現(xiàn)涌水冒沙、基底浸水、土體蠕動變形等現(xiàn)象,嚴重影響工程質(zhì)量。為確?;自瓲钔敛唤⒉粨蟿雍凸こ藤|(zhì)量及基坑邊坡穩(wěn)定安全,必須采取有效措施進行防治。防治砂質(zhì)土層滲漏措施:①降低水位;②疏水堵漏;③調(diào)整施工方法。施工時根據(jù)土層特性、地下水位及滲漏情況、地表及周邊區(qū)域水源情況和施工具體部署,綜合防治,確保施工質(zhì)量和安全。
降水是施工前和施工過程中實施的措施,目的是降低水位、克服砂質(zhì)土層滲漏,開創(chuàng)干地施工,確保施工質(zhì)量和基坑邊坡穩(wěn)定安全。降水方法有多種,選取經(jīng)濟有效的方法,需要統(tǒng)籌考慮地下水位,砂質(zhì)土層特性及分布,地表及周邊水源、基坑深度及施工方法等。無論采取什么降水方法,必須切斷補給水源,否則降水效果差或出現(xiàn)水循環(huán)現(xiàn)象。
輕型井點降水是施工前和施工過程中常采用的有效的降水方法,其適應(yīng)性強、降水效果較好,但成本高,特別對于河(航)道、開挖埋管等線狀性工程,降水設(shè)備投入大,工程量大。為降低成本,必須形成先降水、后施工的有序連續(xù)作業(yè),降水一段,施工跟進一段,切忌全線鋪開實施。
滲水溝形式為倒梯形,其底要低于工程基礎(chǔ)面一定深度(0.5m以下),距離工程不宜太遠,滲水時間不宜太短,以確保滲水效果。采用這種超前挖溝降水方法,投入低,特別適宜于新開挖河(航)道工程,先挖河道中心部位土方(挖至基礎(chǔ)面下30~50cm)并降水,后進行基礎(chǔ)施工??扇€鋪開實施,效果很好。
降水管井可預(yù)制或加工自制(鋼筋混凝土管、加筋排水管或波紋管等),管徑400~600mm、管長1.5~2.2m為宜,人工或機械挖坑埋置,根據(jù)滲水量大小及基礎(chǔ)范圍合理布置管井。待水位降低后再開挖其余土方并進行基礎(chǔ)施工,施工完成后撥管回收再用。采用這種降水方法,成本較低,效果不錯,適應(yīng)于河(航)道護岸工程及小型基坑工程等。
上述幾種降水方法,各有不同特點及適應(yīng)性,根據(jù)具體情況合理選擇,以確保施工質(zhì)量和安全。
基坑開挖后,因地下水位高,基底或基坑邊坡局部產(chǎn)生滲水、流沙現(xiàn)象,采用袋裝碎石封堵流沙口,可有效地阻止流沙,避免基底原狀土流失掏空、基坑邊坡滑動等現(xiàn)象。
基坑開挖后,在坡面或基底出現(xiàn)涌水流沙現(xiàn)象,這時必須采取措施封堵流沙。方法是在涌水流沙口插入PVC小管(在管壁上鉆孔、用土工布包裹)將流水進行疏導(dǎo),同時在周邊覆蓋土工布、碎石等反濾層,可以有效地控制流沙,避免原狀土流失和坡面因流沙而喪穩(wěn)。
基坑開挖,因邊坡滲水較大,危及邊坡穩(wěn)定性或基坑周邊建筑物因基坑滲水而產(chǎn)生破壞性沉降變形時,須對邊坡進行防滲處理,常采取在坡面掛置鋼筋網(wǎng)或鐵絲網(wǎng)片、噴漿(細石混凝土或砂漿)封閉、護坡,起到防滲防漏效果。這種方法適用于坡面暴露時間長、滲水流沙比較嚴重、附近建筑物需要保護的特殊情況。
若基坑開挖,因邊坡滲漏可能導(dǎo)致周邊建筑物產(chǎn)生損害變形,對邊坡進行噴漿封閉防滲處理后仍有安全隱患時,要采取施工防滲等圍幕措施。
上述幾種防滲堵漏措施,一般適應(yīng)于特殊的局部滲漏處理,在施工過程中根據(jù)實際情況并結(jié)合施工技術(shù)、設(shè)備靈活選用。
在地下水較高、施工遇有滲水性較強的沙質(zhì)土層時,除采取降水、防滲堵漏措施外,在施工上采取一些適宜的方法,也可以取得一定的防滲效果。
基坑開挖到位后,要及時鋪筑基底反濾層或澆筑混凝土墊層,加快基礎(chǔ)工程施工進度,盡可能地縮短基底及基坑邊坡暴露時間,有效縮短滲水時間及滲水量、避免基礎(chǔ)原狀土滲水浸泡、蠕動變形,利于施工質(zhì)量,同時基坑邊坡因滲水時間短而穩(wěn)定性增強,保障了施工質(zhì)量和安全。這種方法適宜于基坑較淺、滲水量不大的河道、航道護岸工程。
基礎(chǔ)四周開挖明溝進行排水,可以將滲水及時排出,創(chuàng)造干地施工,克服滲水浸泡基底原狀土,保證施工質(zhì)量。這種方法適應(yīng)于基坑不深、滲水量不大、基底暴露時間短、不采取其他降水措施等工程施工。
河道護岸工程等施工過程中,雖然采取一些降水、防滲漏措施,但基坑開挖后仍有少量滲水現(xiàn)象,或是在施工前未采取任何措施,基底有微量滲水,或是基礎(chǔ)底部沒有反濾層或混凝土墊層,這時常采取在基底上鋪設(shè)籬笆,起到反濾和隔離作用,同時為施工人員作業(yè)提供條件。這種施工措施適應(yīng)于基底有少量滲漏、工程設(shè)計上沒有墊層或反濾層的施工條件。
河(航)道護岸等基礎(chǔ)工程施工過程中,通常會遇到打樁、鑿除樁頭等振動性較大的作業(yè),這些振動會引發(fā)基底砂質(zhì)土層液化滲漏、邊坡喪穩(wěn)。故打樁作業(yè)要超前基礎(chǔ)作業(yè)面一定距離,鑿除樁頭要待混凝土墊層具有一定的強度,盡可能減小振動的不利影響。
對于基坑較淺的工程,為了克服因滲漏對坡體穩(wěn)定性帶來不利影響,采取放緩坡比,效果很好;對于基坑較深工程,常采取分級放坡,設(shè)置平臺和排水溝,將上級坡面滲水有效截流,同時減輕了下級坡體的荷載,進而提高邊坡穩(wěn)定性。無論是放緩坡比,還是分級放坡,基坑開口線都要外擴,故需要有較大的施工場地,基坑土方工程量增大。
有些基礎(chǔ)工程未有墊層,或僅有反濾層,而基底為砂質(zhì)粉土,少有滲水。在這樣的施工條件下,澆筑一薄層混凝土墊層,可有效控制滲漏對施工及工程質(zhì)量帶來的不利影響。這種施工措施,雖然增加了投入,但保證了質(zhì)量,便于施工,在施工過程中經(jīng)常采用。
上述幾項施工技術(shù)措施要與降水、防滲堵漏措施結(jié)合采用。
滲漏大小與地下水位高低、砂質(zhì)土層透水性強弱、地表水及周圍水源、基坑暴露時間長短等有關(guān)系。若滲漏較大,最直接有效的辦法是先降水后施工,降水可采取輕型井點或管井井點;若滲漏不大,可以采取管井井點加明溝降排水方法,或根據(jù)工程特點開挖滲水溝等;若滲漏較小,明溝加集水井進行疏排滲水,或通過縮短工序間隙加快施工進度的方法可有效避免滲漏影響。對于局部滲漏可采取袋裝碎石進行封堵或插管疏導(dǎo)。
對于河(航)道護岸工程,最好采取開挖滲水溝降低水位后進行施工;對于小型水閘等基坑較淺的工程,基坑邊坡采取分級放坡并設(shè)置平臺,在基坑四周埋置管井進行降排水;對于給排水工程集水井或閥門井工程,在基礎(chǔ)四周挖排水溝,在基礎(chǔ)下增筑混凝土墊層,可有效防治基底滲漏問題。
從降水措施上考慮,輕型井點降水投入最大,其次是管井井點,再次是滲水溝或集水井加明溝;從封堵滲漏上考慮,袋裝碎石或袋裝砂最經(jīng)濟,其次是插管疏導(dǎo),再次是噴漿或澆筑混凝土墊層;從施工方法上考慮,采取縮短工序間隙加快施工進度控制滲漏最經(jīng)濟,其次是明溝加集水井,再次是鋪設(shè)籬笆,最后是澆筑混凝土墊層。
開挖滲水溝降低水位對施工無干擾,采用輕型井點先降水后施工對施工干擾很小,增筑混凝土墊層對基礎(chǔ)工程施工最有利,管井井點降水或明溝加集水井排水對施工干擾最大,另外采取減小振動、減小基坑邊坡坡度對施工有一定影響。
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