[發(fā)明專利]一種高承壓水地層深大基坑多梯次減壓降水控制方法

有效

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• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109898534B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童立元;李恒;楊濤;王占生;陳秀鳴;葉海霞;潘皇宋
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: E02D19/10
• 分類號: E02D19/10;E02D19/18
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發(fā)明公開了一種高承壓水地層深大基坑多梯次減壓降水控制方法，通過在基坑坑外加設(shè)多道止水帷幕，第一道止水帷幕兼做基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，止水帷幕可采用地下連續(xù)墻、鉆孔咬合灌注樁、素混凝土墻、雙排攪拌樁以及高壓旋噴樁等方式，同時(shí)在止水墻間設(shè)置一定數(shù)量的降水井，按需要開啟降水井，梯次分配止水墻兩側(cè)水頭差，實(shí)現(xiàn)增加滲流路徑，減小基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)所受水壓差，降低坑底突涌風(fēng)險(xiǎn)的目的，避免對周圍重要建筑物造成破壞性影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木建筑與交通工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高承壓水地層深大基坑多梯次減壓降水控制方法。

背景技術(shù)

城市沿江海湖泊地區(qū)，地下水位較高，地層巖性多為新近沉積河漫灘淤泥質(zhì)土和粘性土，地層復(fù)雜多變，且多為互層，多含有一個(gè)潛水含水層和多個(gè)承壓含水層。在這種地區(qū)進(jìn)行深大基坑開挖，常面臨由于承壓含水層較深厚，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不能完全截?cái)啵蛘哌B續(xù)墻過深帶來的施工質(zhì)量不可控問題，對基坑結(jié)構(gòu)施工本身安全以及周圍重要構(gòu)筑物造成重大威脅。

以典型的長江漫灘二元地質(zhì)結(jié)構(gòu)為例，上部多廣泛分布10-30m厚的淤泥、淤泥質(zhì)粘土，該層屬于弱透水層，總體滲透性能差，可作為隔水頂板考慮，其下多為粉質(zhì)粘土夾粉土或粉砂，多呈互層狀，水平滲透性好而垂向滲透性差，普遍具有弱承壓性，降水設(shè)計(jì)不容忽略，否則有基坑突涌或管涌風(fēng)險(xiǎn)；中部為稍密到中密的粉細(xì)砂層，厚度10-40m之間；下部為中密到密實(shí)的粗砂礫石等，厚約3-20m。中下部常構(gòu)成厚達(dá)40-60m的承壓含水層，承壓水頭較大，同時(shí)接受長江水補(bǔ)給，基坑施工風(fēng)險(xiǎn)大。

在該種類地層施工，還面臨鄰近重要建(構(gòu))筑物保護(hù)問題，通過在基坑外施作多道止水帷幕，增加滲流路徑，減小水力梯度，進(jìn)而達(dá)到減少坑內(nèi)降水對坑外構(gòu)筑物的影響問題，同時(shí)由于減少了滲流壓力，還可達(dá)到保護(hù)基坑自身圍護(hù)墻的效果，保障施工安全。因此，設(shè)計(jì)一種高承壓水基坑降水風(fēng)險(xiǎn)控制的方法，對該種類型地層中的基坑工程具有重要指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種高承壓水地層深大基坑多梯次減壓降水控制方法，在圍護(hù)降水設(shè)計(jì)時(shí)，在坑外加設(shè)多級止水帷幕，同時(shí)在止水帷幕間設(shè)置一定數(shù)量的降水井，根據(jù)基坑開挖需要，梯次合理分配水頭差，增加滲流路徑，達(dá)到降低基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)水壓力，減少坑底突涌風(fēng)險(xiǎn)，避免對周圍重要構(gòu)筑物造成破壞性影響。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高承壓水地層深大基坑多梯次減壓降水控制方法，具體實(shí)施步驟：

步驟一，探明基坑開挖區(qū)工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件，在常規(guī)抽水及室內(nèi)滲透試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用孔壓靜力觸探對地下水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化勘察，分析靜力觸探貫入時(shí)孔壓增長變化規(guī)律，結(jié)合孔壓消散試驗(yàn)，確定各層土滲透系數(shù)，劃分隔水層，半隔水層及含水層，確定承壓水頭H；

步驟二，根據(jù)基坑開挖深度、開挖過程與地層結(jié)構(gòu)關(guān)系結(jié)合承壓水頭高度及其埋藏深度，考慮與既有重要構(gòu)筑物的距離，確定基坑抗突涌安全性系數(shù)K_t；

步驟三，根據(jù)確定的抗突涌安全系數(shù)K_t，按《建筑基坑技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)》規(guī)定的式確定Δh₁；

l_d為止水帷幕在坑底以下的插入深度，D₁承壓含水層頂面至基坑底面的土層厚度，γ'為土的浮重度，Δh為止水帷幕兩側(cè)水頭差，γ_w為水的重度。

步驟四，根據(jù)步驟一確定的坑外水頭H，以及步驟三得到的Δh₁，確定第二道止水帷幕與坑外水頭差，Δh₂＝H-Δh₁；

步驟五，預(yù)計(jì)前述承壓水位降深情況下，二級止水帷幕后地表沉降大小，若沉降超過允許值，按步驟三～四，重新分配水頭降深，設(shè)置第三道止水帷幕；