建筑基坑支护技术规程(第七章 地下水控制)
7 地下水控制
7.1 一般规定
7.1.1 地下水控制应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用截水、降水、集水明排方法或其组合。
7.1.2 当降水会对基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时,应采用截水方法控制地下水。采用悬挂式帷幕时,应同时采用坑内降水,并宜根据水文地质条件结合坑外回灌措施。
7.1.3 地下水控制设计应符合本规程第3.1. 8条对基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等沉降控制值的要求。
7.1.4 当坑底以下有水头高于坑底的承压水时,各类支护结构均应按本规程第C. 0.1条的规定进行承压水作用下的坑底突涌稳定性验算。当不满足突涌稳定性要求时,应对该承压水含水层采取截水、减压措施。
7.2 截 水
7.2.1 基坑截水应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等,选用水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或摆喷注浆帷幕、地下连续墙或咬合式排桩。支护结构采用排桩时,可采用高压旋喷或摆喷注浆与排桩相互咬合的组合帷幕。对碎石土、杂填土、泥炭质土、泥炭、pH值较低的土或地下水流速较大时,水泥土搅拌桩帷幕、高压喷射注浆帷幕宜通过试验确定其适用性或外加剂品种及掺量。
7.2.2 当坑底以下存在连续分布、埋深较浅的隔水层时,应采用落底式帷幕。落底式帷幕进入下卧隔水层的深度应满足下式要
7.2.3 当坑底以下含水层厚度大而需采用悬挂式帷幕时,帷幕进入透水层的深度应满足本规程第C.0.2条、第C.0.3条对地下水从帷幕底绕流的渗透稳定性要求,并应对帷幕外地下水位下降引起的基坑周边建(构)筑物、地下管线沉降进行分析。
7.2.4 截水帷幕在平面布置上应沿基坑周边闭合。当采用沿基坑周边非闭合的平面布置形式时,应对地下水沿帷幕两端绕流引起的渗流破坏和地下水位下降进行分析。
7.2.5 采用水泥土搅拌桩帷幕时,搅拌桩直径宜取450mm~800mm,搅拌桩的搭接宽度应符合下列规定:
1 单排搅拌桩帷幕的搭接宽度,当搅拌深度不大于10m时,不应小于150mm;当搅拌深度为10m~15m时,不应小于200mm;当搅拌深度大于15m时,不应小于250mm;
2 对地下水位较高、渗透性较强的地层,宜采用双排搅拌桩截水帷幕;搅拌桩的搭接宽度,当搅拌深度不大于10m时,不应小于100mm;当搅拌深度为10m~15m时,不应小于150mm;当搅拌深度大于15m时,不应小于200mm。
7.2.6 搅拌桩水泥浆液的水灰比宜取0.6~0.8。搅拌桩的水泥掺量宜取土的天然质量的15%~20%。
7.2.7 水泥土搅拌桩帷幕的施工应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。
7.2.8 搅拌桩的施工偏差应符合下列要求:
1 桩位的允许偏差应为50mm;
2 垂直度的允许偏差应为1%。
7.2.9 采用高压旋喷、摆喷注浆帷幕时,注浆固结体的有效半径宜通过试验确定;缺少试验时,可根据土的类别及其密实程度、高压喷射注浆工艺,按工程经验采用。摆喷注浆的喷射方向与摆喷点连线的夹角宜取10°~25°,摆动角度宜取20°~30°。水泥土固结体的搭接宽度,当注浆孔深度不大于10m时,不应小于150mm;当注浆孔深度为10m~20m时,不应小于250mm;当注浆孔深度为20m~30m时,不应小于350mm。对地下水位较高、渗透性较强的地层,可采用双排高压喷射注浆帷幕。
7.2.10 高压喷射注浆水泥浆液的水灰比宜取0.9~1.1,水泥掺量宜取土的天然质量的25%~40%。
7.2.11 高压喷射注浆应按水泥土固结体的设计有效半径与土的性状确定喷射压力、注浆流量、提升速度、旋转速度等工艺参数,对较硬的黏性土、密实的砂土和碎石土宜取较小提升速度、较大喷射压力。当缺少类似土层条件下的施工经验时,应通过现场试验确定施工工艺参数。
7.2.12 高压喷射注浆帷幕的施工应符合下列要求:
1 采用与排桩咬合的高压喷射注浆帷幕时,应先进行排桩施工,后进行高压喷射注浆施工;
2 高压喷射注浆的施工作业顺序应采用隔孔分序方式,相邻孔喷射注浆的间隔时间不宜小于24h;
3 喷射注浆时,应由下而上均匀喷射,停止喷射的位置宜高于帷幕设计顶面1m;
4 可采用复喷工艺增大固结体半径、提高固结体强度;
5 喷射注浆时,当孔口的返浆量大于注浆量的20%时,可采用提高喷射压力等措施;
6 当因浆液渗漏而出现孔口不返浆的情况时,应将注浆管停置在不返浆处持续喷射注浆,并宜同时采用从孔口填入中粗砂、注浆液掺入速凝剂等措施,直至出现孔口返浆;
7 喷射注浆后,当浆液析水、液面下降时,应进行补浆;
8 当喷射注浆因故中途停喷后,继续注浆时应与停喷前的注浆体搭接,其搭接长度不应小于500mm;
9 当注浆孔邻近既有建筑物时,宜采用速凝浆液进行喷射注浆;
10 高压旋喷、摆喷注浆帷幕的施工尚应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。
7.2.13 高压喷射注浆的施工偏差应符合下列要求:
1 孔位的允许偏差应为50mm;
2 注浆孔垂直度的允许偏差应为1%。
7.2.14 截水帷幕的质量检测应符合下列规定:
1 与排桩咬合的高压喷射注浆、水泥土搅拌桩帷幕,与土钉墙面层贴合的水泥土搅拌桩帷幕,应在基坑开挖前或开挖时,检测水泥土固结体的尺寸、搭接宽度;检测点应按随机方法选取或选取施工中出现异常、开挖中出现漏水的部位;对设置在支护结构外侧单独的截水帷幕,其质量可通过开挖后的截水效果判断;
2 对施工质量有怀疑时,可在搅拌桩、高压喷射注浆液固结后,采用钻芯法检测帷幕固结体的单轴抗压强度、连续性及深度;检测点的数量不应少于3处。
7.3 降 水
7.3.1 基坑降水可采用管井、真空井点、喷射井点等方法,并宜按表7.3.1的适用条件选用。
7.3.2 降水后基坑内的水位应低于坑底0.5m。当主体结构有加深的电梯井、集水井时,坑底应按电梯井、集水井底面考虑或对其另行采取局部地下水控制措施。基坑采用截水结合坑外减压降水的地下水控制方法时,尚应规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应沿基坑周边形成闭合状。当地下水流速较小时,降水井宜等间距布置;当地下水流速较大时,在地下水补给方向宜适当减小降水井间距。对宽度较小的狭长形基坑,降水井也可在基坑一侧布置。
4 采用深井泵或深井潜水泵抽水时,水泵的出水量应根据单井出水能力确定,水泵的出水量应大于单井出水能力的1.2倍。
5 井管的底部应设置沉砂段,井管沉砂段长度不宜小于3m。
7.3.19 真空井点的构造应符合下列要求:
1 井管宜采用金属管,管壁上渗水孔宜按梅花状布置,渗水孔直径宜取12mm~18mm,渗水孔的孔隙率应大于15%,渗水段长度应大于1.0m;管壁外应根据土层的粒径设置滤网;
2 真空井管的直径应根据单井设计流量确定,井管直径宜取38mm~110mm;井的成孔直径应满足填充滤料的要求,且不宜大于300mm;
3 孔壁与井管之间的滤料宜采用中粗砂,滤料上方应使用黏土封堵,封堵至地面的厚度应大于1m。
7.3.20 喷射井点的构造应符合下列要求:
1 喷射井点过滤器的构造应符合本规程第7.3.19条第1款的规定;喷射器混合室直径可取14mm,喷嘴直径可取6.5mm;
2 井的成孔直径宜取400mm~600mm,井孔应比滤管底部深1m以上;
3 孔壁与井管之间填充滤料的要求应符合本规程第7.3.19条第3款的规定;
4 工作水泵可采用多级泵,水泵压力宜大于2MPa。
7.3.21 管井的施工应符合下列要求:
1 管井的成孔施工工艺应适合地层特点,对不易塌孔、缩颈的地层宜采用清水钻进;钻孔深度宜大于降水井设计深度0.3m~0.5m;
2 采用泥浆护壁时,应在钻进到孔底后清除孔底沉渣并立即置入井管、注入清水,当泥浆比重不大于1.05时,方可投入滤料;遇塌孔时不得置入井管,滤料填充体积不应小于计算量的95%;
3 填充滤料后,应及时洗井,洗井应直至过滤器及滤料滤水畅通,并应抽水检验井的滤水效果。
7.3.22 真空井点和喷射井点的施工应符合下列要求:
1 真空井点和喷射井点的成孔工艺可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺(钻孔法、冲孔法或射水法),对不易塌孔、缩颈的地层也可选用长螺旋钻机成孔;成孔深度宜大于降水井设计深度0.5m~1.0m;
2 钻进到设计深度后,应注水冲洗钻孔、稀释孔内泥浆;滤料填充应密实均匀,滤料宜采用粒径为0.4mm~0.6mm的纯净中粗砂;
3 成井后应及时洗孔,并应抽水检验井的滤水效果;抽水系统不应漏水、漏气;
4 抽水时的真空度应保持在55kPa以上,且抽水不应间断。
7.3.23 抽水系统在使用期的维护应符合下列要求:
1 降水期间应对井水位和抽水量进行监测,当基坑侧壁出现渗水时,应检查井的抽水效果,并采取有效措施;
2 采用管井时,应对井口采取防护措施,井口宜高于地面200mm以上,应防止物体坠入井内;
3 冬季负温环境下,应对抽排水系统采取防冻措施。
7.3.24 抽水系统的使用期应满足主体结构的施工要求。当主体结构有抗浮要求时,停止降水的时间应满足主体结构施工期的抗浮要求。
7.3.25 当基坑降水引起的地层变形对基坑周边环境产生不利影响时,宜采用回灌方法减少地层变形量。回灌方法宜采用管井回灌,回灌应符合下列要求:
1 回灌井应布置在降水井外侧,回灌井与降水井的距离不宜小于6m;回灌井的间距应根据回灌水量的要求和降水井的间距确定;
2 回灌井宜进入稳定水面不小于1m,回灌井过滤器应置于渗透性强的土层中,且宜在透水层全长设置过滤器;
3 回灌水量应根据水位观测孔中的水位变化进行控制和调节,回灌后的地下水位不应高于降水前的水位。采用回灌水箱时,箱内水位应根据回灌水量的要求确定;
4 回灌用水应采用清水,宜用降水井抽水进行回灌;回灌水质应符合环境保护要求。
7.3.26 当基坑面积较大时,可在基坑内设置一定数量的疏干井。
7.3.27 基坑排水系统的输水能力应满足基坑降水的总涌水量要求。
7.4 集水明排
7.4.1 对坑底汇水、基坑周边地表汇水及降水井抽出的地下水,可采用明沟排水;对坑底渗出的地下水,可采用盲沟排水;当地下室底板与支护结构间不能设置明沟时,也可采用盲沟排水。
7.4.2 排水沟的截面应根据设计流量确定,排水沟的设计流量应符合下式规定:
Q≤V/1.5 (7.4.2)
式中:Q——排水沟的设计流量(m3/d);
V——排水沟的排水能力(m3/d)。
7. 4.3 明沟和盲沟的坡度不宜小于0.3%。采用明沟排水时,沟底应采取防渗措施。采用盲沟排出坑底渗出的地下水时,其构造、填充料及其密实度应满足主体结构的要求。
7. 4.4 沿排水沟宜每隔30m~50m设置一口集水井;集水井的净截面尺寸应根据排水流量确定。集水井应采取防渗措施。
7.4.5 基坑坡面渗水宜采用渗水部位插入导水管排出。导水管的间距、直径及长度应根据渗水量及渗水土层的特性确定。
7.4.6 采用管道排水时,排水管道的直径应根据排水量确定。排水管的坡度不宜小于0.5%。排水管道材料可选用钢管、PVC管。排水管道上宜设置清淤孔,清淤孔的间距不宜大于10m。
7.4.7 基坑排水设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。明沟、集水井、沉淀池使用时应排水畅通并应随时清理淤积物。
7.5 降水引起的地层变形计算
7.5.1 降水引起的地层压缩变形量可按下式计算:
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