8.2 地基防滲處理
在各類基礎(chǔ)工程中,如建筑工程的基坑開挖、邊坡、壩基及各類地下工程均可能涉及地下水的控制問題,大量工程實踐及工程事故表明,滲流對建筑工程基坑、邊坡、壩基及各類地下工程等均有可能造成危害,1998年長江洪災(zāi)期間就出現(xiàn)了大堤下地基因滲流導(dǎo)致的管涌危害。因此,為了使各類基礎(chǔ)工程、地下工程順利施工、保證邊坡穩(wěn)定,以及壩基及各類地下工程的長期可靠工作,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(dāng)基坑處于地下水位以下,進(jìn)行基坑開挖時,由于地下水位高于基坑底面,因此會出現(xiàn)地下水流入坑內(nèi),使土方開挖及地下室施工困難,同時坑外地下水位會下降,如進(jìn)行坑內(nèi)降水和排水,更會降低坑外地下水位,導(dǎo)致坑外地面不均勻下沉,會使周圍建筑物、道路、各類地下管線、地下建筑物發(fā)生不均勻下沉、變形而導(dǎo)致受損甚至破壞。其次,由于坑內(nèi)外的水頭差,會導(dǎo)致坑外地下水向坑內(nèi)滲流,在細(xì)粒土如粉質(zhì)黏土、粉土、粉細(xì)砂中有可能造成管涌、流沙等現(xiàn)象。因此,當(dāng)環(huán)境條件不允許坑外地下水位下降,為保證邊坡穩(wěn)定、防止出現(xiàn)管涌、流沙時,需要采取地基防滲措施,阻斷坑外地下水向坑內(nèi)的滲流。
基坑隔水包括側(cè)向隔水帷幕(墻)和封底隔水帷幕,如圖8.2-1。常用的側(cè)向隔水帷幕(墻)有地下連續(xù)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(jié)法形成隔水墻。當(dāng)坑底以下不深處存在不透水土層時,應(yīng)將側(cè)向隔水帷幕(墻)進(jìn)入不透水層;當(dāng)不透水層埋藏較深、坑底以下土層滲透性高時,可考慮采用封底隔水帷幕。在軟土地區(qū),封底隔水帷幕還可減少擋土樁的變形;基坑深度不大時,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表8.2-1
方法 | 名 稱 | 適用土層 | 適用范圍 | 說 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(xiàn)成設(shè)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(shè)置擋墻 | 安裝迅速?缮钊氩煌杆畬,如黏土層或軟頁巖層。不能封住硬的或不平整的基巖面或裸露的礫石 | |
連續(xù)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(shè)計中可考慮作為永久基礎(chǔ)的一部分。對圓形挖方最有效?梢孕ㄈ霂r層。振動及噪音最小?捎糜诳臻g受限制地段?删o靠現(xiàn)有基礎(chǔ)施工 | |
地下連續(xù)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,如黏土層或軟頁巖層 | |
截水帷幕 | 攪拌樁帷幕 | 軟土層、松散砂層 | 地下水豐富,周圍 環(huán)境需要保護(hù) | 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,周圍環(huán)境需要保護(hù) | 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,周圍環(huán)境需要保護(hù) | 布孔間距應(yīng)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(jié)而阻滲 | 可以從工作面向外作業(yè)。最宜于大范圍的長期應(yīng)用。需要較長時間后才能使處理 |
液氮冷凍法 | 所有飽和的土和巖石 | 孔隙中的水固凍結(jié)而阻滲 | 用于必須快速冷凍處,宜于小范圍的短期應(yīng)用。液氮很貴。要求有嚴(yán)格的現(xiàn)場管理。會產(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,形成一道隔開屏障。防滲帷幕的深度、厚度及注漿孔距、排距等,應(yīng)根據(jù)壩基地質(zhì)條件、壩的規(guī)模及防滲要求確定。砂礫石層壩基的防滲帷幕,宜設(shè)于心墻、斜墻或鋪蓋之下。
防滲墻止水
當(dāng)?shù)[石透水層不厚時,可挖出梯形槽回填黏土成為截水槽,如圖8.2-2(d)所示。當(dāng)透水層較厚時,可用板樁、連續(xù)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透水層,形成一道連續(xù)橫向防滲墻,如圖8.2-2(c)所示。
8.2.3 邊坡防滲
在各類邊坡中,由于地下水滲流導(dǎo)致滑坡的事例屢見不鮮。地下水在邊坡中由高水位向低水位區(qū)域的滲流會在邊坡土體中產(chǎn)生動水壓力,增加邊坡滑動力矩,同時,地下水還會對邊坡巖土體產(chǎn)生軟化或泥化作用,降低邊坡巖土體的強(qiáng)度。其次,在細(xì)粒土如粉質(zhì)黏。
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