深基坑工程技术讲座(8) 第八讲 深基坑工程常见事故(下_1)——与地下水治理不当有关的事故.pdf
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1、深基坑工程技术讲座(8) 沈保汉 (北京市建筑工程研究院) 第八讲 深基坑工程常见事故(下1) 与地下水治理不当有关的事故 811地下水的基本特征 深基坑工程中经常会遇到地下水,为确保 深基坑工程施工的正常进行,必须对地下水进 行有效的治理,为此必须了解场地的地层岩性 结构,查明含水层的厚度、 渗透性和水量;研究 地下水的性质、 补给和排泄条件;分析地下水 的动态特征及其与区域地下水的关系;寻找人 工降水的有利条件,从而制定出切实可行的最 佳降水方案。 与深基坑工程有关的地下水按其埋藏条 件一般可分为包气带的上层滞水、 饱和带的潜 水和承压水三类。 上层滞水分布于上部松散地层的包气带 之中,含
2、水层多为微透水至弱透水层,无统一 水面,水位随季节变化,不同场地不同季节的 地下水位各不相同;涌水量小,且随季节和含 水层性质的变化而有较大的变化;与区域地下 水无水力联系,与邻近的地表水体可能有水力 联系,但联通性较差。上层滞水一般说来是深 基坑降水的第一含水层,由于其埋藏浅、 水量 小,只要采取合适的降水措施后,治水效果较 好,对深基坑施工影响不大。如果对上层滞水 的治理不重视或治理不妥,也可导致深基坑事 故。 潜水分布于松散地层、 基岩裂隙破碎带及 岩溶等地区,含水层可为弱透水强透水层; 一般无压,局部为低压水;具有统一自由水面, 水位受气象因素影响变化明显,同一场地的水 位在一定区域内
3、基本相同或变化具有规律性; 水量变化较大;地下水的补给一般以降雨为 主,同时接受上部含水层的入渗和场地外同层 地下水的径流补给,对降水较有利,可用各种 方法进行地下水的治理,对深基坑施工危害不 大。 承压水分布于松散地层,基岩构造盆地、 向斜、 断裂及岩溶等地区。一般埋藏于场地下 部,具有承压性;水头随场地位置而变化,一般 不受当地气候因素的影响,场地内的水头保持 相对稳定;水量由含水层或含水构造的性质、 渗透性等决定。承压水由于其埋深大、 水头 高、 水量大等原因,对深基坑底板及深基坑施 工危害较大,给深基坑治水工作带来一定困 难,但只要精心设计和精心治理,仍可保证深 基坑工程施工顺利地进行
4、。 对地下水治理不当,将会使深基坑工程发 生严重事故。从实际统计资料看,多数深基坑 事故与地下水治理不当有关,尤其是暴雨入 渗、 管道漏水等突发事件的危害更大,可以说 地下水是深基坑工程的天敌,是导致深基坑工 程事故的最直接的重大影响因素之一。深基 坑工程的止水、 降水和排水是一项事关大局的 工作。 812与地下水治理不当有关事故的基本特 征和种类 与地下水治理不当有关的深基坑工程事 故的基本特征 : (1) 往往具有突发性 ; (2) 多数 事故伴随着挡土支护结构及地基的变形,危害 性较大。 54 第24卷 5 建筑技术开发 1997年10月 1995-2004 Tsinghua Tongf
5、ang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 与地下水治理不当有关的事故,可从以下 两个侧面加以考虑 : (1) 由于地下水的存在使 深基坑工程难度增大,即地下水对深基坑工程 的影响 ;(2) 由于深基坑工程使地下水流(如潜 水水流)方向改变,造成污染,即深基坑工程对 地下水的影响。 与地下水治理不当有关的事故,通常发生 在以下三个部位 : (1) 挡土结构 ; (2) 基坑底面; (3)基坑周边。 813发生在挡土结构上的事故 图811 止水帷幕未设或 挡土结构与止水帷幕有 缺损造成细粒土流出 (1)挡土结构未 作止水帷幕或虽设置 止水帷幕,
6、但挡土结 构或止水帷幕存在缺 损(空洞、 蜂窝、 开叉 等 ) , 在地下水作用 下,水携带淤泥质土、 松砂、 粉土等细粒土 从基坑以上的挡土结 构的背部流入基坑 内,如情况严重,则造 成 坑 壁 坍 塌(图 81 1) 。 实例1 湛江市半球太新广场大厦,基坑 深910m ,采用钻孔桩(直径112m ,桩中心距 115m ,桩长 32m) 和单层锚杆挡土支护结构;地 表向下为填土(约2m厚 ) , 其下为淤泥质土,地 下水位在地表下2m处。由于未设止水帷幕, 尽管基坑内外降水,但基坑面积大,大雨滂沱, 因此,大量泥浆从桩间流入基坑,从而造成坑 周地基土流失,地面开裂及下沉,使邻近楼房 向基坑
7、倾斜。 实例2 南京交通银行,基坑深61 7m( 实 施时为714m) ,挡土桩为钻孔桩(直径018m ,桩 中心距110m ,桩长13m) ;其后设直径013m的 旋喷桩作止水帷幕;坑壁土依次为填土、 粉土 与粉质粘土、 淤泥质粉质粘土;地下水位在地 表下1m处。由于钻孔桩和止水桩质量差,止 水帷幕未形成,基坑开挖后,东南角桩间出现 大量涌泥和流砂,挡土桩向基坑内侧倾斜达 20cm以上,桩后形成了510cm的地面裂缝, 边坡滑移,使东南面的和平电影院严重开裂破 坏,被迫停业拆除。 (2)基坑以下的挡土结构或止水帷幕存在 缺损(空洞、 蜂窝、 开叉等)而漏水造成水及细 粒土流出(潜蚀及管涌 )
8、 , 见图812。 812 基坑以下挡土结构或 止水帷幕漏水 实例3 上海东 方龙邸大厦,基坑深 10m ,挡土结构为深 20m的地下连续墙。 基坑开挖后,发现33 幅地下连续墙中有11 幅深度不到位,最浅 的仅11m;23幅有严 重蜂窝、 露筋等,造成 6处漏水;结果有28幅发生墙壁倒塌,致使相 邻建筑发生不均匀沉降。 实例4 南京人民商场改建一期工程,基 坑深51356150m ,挡土桩采用直径018m ,间 距11 0m( 西面与北面)和直径016m ,间距018m (东面与南面)的钻孔桩,桩长1520m;其外 侧采用直径为015m单头单排粉喷水泥土搅拌 桩,长度10m ,形成半封闭止水
9、帷幕,有三段因 地下障碍物采用压密注浆代替搅拌桩,从地表 下至- 20m处的土质依次为填土、 粉土、 粉土 夹粉细砂和淤泥质粉土、 粉质粘土。基坑开挖 后,北侧有三处发生严重的坑壁、 坑底涌水和 流砂现象,使邻近建筑物产生不均匀沉陷,墙 体产生多道裂缝,缝宽115cm。事故原因: 采 用单头单排粉喷水泥土搅拌桩的止水效果不 可靠,有些地段粉细砂层深达1118m ,粉喷桩 未能穿透;粉喷桩沿基坑四周没有全封闭, 三段缺口处采用压密注浆取代,而后者在砂性 土中不易形成止水帷幕,而且粉喷桩排与钻孔 桩排有50cm的间隙,水从三段缺口流入后,在 此间隙形成通道而涌入基坑; 粉喷桩竖向均 匀性差,桩身存
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