建筑深基坑工程施工安全技術規范(JGJ 311-2013)——第7章 地下水與地表水控制
7 地下水與地表水控制
7.1 一般規定
7.1.1 地下水和地表水控制應根據設計文件、基坑開挖場地工程地質、水文地質條件及基坑周邊環境條件編制施工組織設計或施工方案。
7.1.2 降排水施工方案應包含各種泵的揚程、功率,排水管路尺寸、材料、路線,水箱位置、尺寸,電力配置等。降排水系統應保證水流排入市政管網或排水渠道,應采取措施防止抽排出的水倒灌流入基坑。
7.1.3 當采用設計的降水方法不滿足設計要求時,或基坑內坡道或通道等無法按降水設計方案實施時,應反饋設計單位調整設計,制定補救措施。
7.1.4 當基坑內出現臨時局部深挖時,可采取集水明排、盲溝等技術措施,并應與整體降水系統有效結合。
7.1.5 抽水應采取措施控制出水含砂量。含砂量控制,應滿足設計要求,并應滿足有關規范要求。
7.1.6 當支護結構或地基處理施工時,應采取措施防止打樁、注漿等施工行為造成管井、點井的失效。
7.1.7 當坑底下部的承壓水影響到基坑安全時,應采取坑底土體加固或降低承壓水頭等治理措施。
7.1.8 應進行中長期天氣預報資料收集,編制晴雨表,根據天氣預報實時調整施工進度。降雨前應對已開挖未進行支護的側壁采用覆蓋措施,并應配備設備及時排除基坑內積水。
7.1.9 當因地下水或地表水控制原因引起基坑周邊建(構)筑物或地下管線產生超限沉降時,應查找原因并采取有效控制措施。
7.1.10 基坑降水期間應根據施工組織設計配備發電機組,并應進行相應的供電切換演練。
7.1.11 井點的拔除或封井方案應滿足設計要求,并應在施工組織設計中體現。
7.1.12 在粉性土及砂土中施工水泥土截水帷幕,宜采用適合的添加劑,降低截水帷幕滲透系數,并應對帷幕滲透系數進行檢驗,當檢驗結果不滿足設計要求時,應進行設計復核。
7.1.13 截水帷幕與灌注樁間不應存在間隙,當環境保護設計要求較高時,應在灌注樁與截水帷幕之間采取注漿加固等措施。
7.1.14 所有運行系統的電力電纜的拆接必須由專業人員負責,井管、水泵的安裝應采用起重設備。
7.2 排水與降水
7.2.1 排水溝和集水井宜布置于地下結構外側,距坡腳不宜小于0.5m。單級放坡基坑的降水井宜設置在坡頂,多級放坡基坑的降水井宜設置于坡頂、放坡平臺。
7.2.2 排水溝、集水井設計應符合下列規定:
1 排水溝深度、寬度、坡度應根據基坑涌水量計算確定,排水溝底寬不宜小于300mm。
2 集水井大小和數量應根據基坑涌水量和滲漏水量、積水水量確定,且直徑(或寬度)不宜小于0.6m,底面應比排水溝溝底深0.5m,間距不宜大于30m。集水井壁應有防護結構,并應設置碎石濾水層、泵端紗網。
3 當基坑開挖深度超過地下水位后,排水溝與集水井的深度應隨開挖深度加深,并應及時將集水井中的水排出基坑。
7.2.3 排水溝或集水井的排水量計算應滿足下式要求:
V≥1.5Q (7.2.3)
式中:V——排水量(m3/d);
Q——基坑涌水量(m3/d),按降水設計計算或根據工程經驗確定。
7.2.4 當降水管井采用鉆、沖孔法施工時,應符合下列規定:
1 應采取措施防止機具突然傾倒或鉆具下落造成人員傷亡或設備損壞。
2 施工前先查明井位附近地下構筑物及地下電纜、水、煤氣管道的情況,并應采取相應防護措施。
3 鉆機轉動部分應有安全防護裝置。
4 在架空輸電線附近施工,應按安全操作規程的有關規定進行,鉆架與高壓線之間應有可靠的安全距離。
5 夜間施工應有足夠的照明設備,對鉆機操作臺、傳動及轉盤等危險部位和主要通道不應留有黑影。
7.2.5 降水系統運行應符合下列規定:
1 降水系統應進行試運行,試運行之前應測定各井口和地面標高、靜止水位,檢查抽水設備、抽水與排水系統;試運行抽水控制時間為1d,并應檢查出水質量和出水量。
2 輕型井點降水系統運行應符合下列規定:
1)總管與真空泵接好后應開動真空泵開始試抽水,檢查泵的工作狀態;
2)真空泵的真空度應達到0.08MPa及以上;
3)正式抽水宜在預抽水15d后進行;
4)應及時作好降水記錄。
3 管井降水抽水運行應符合下列規定:
1)正式抽水宜在預抽水3d后進行;
2)坑內降水井宜在基坑開挖20d前開始運行;
3)應加蓋保護深井井口;車輛行駛道路上的降水井,應加蓋市政承重井蓋,排水通道宜采用暗溝或暗管。
4 真空降水管井抽水運行應符合下列規定:
1)井點使用時抽水應連續,不得停泵,并應配備能自動切換的電源;
2)當降水過程中出現長時間抽渾水或出現清后又渾情況時,應立即檢查糾正;
3)應采取措施防止漏氣,真空度應控制在-0.03MPa~-0.06MPa;當真空度達不到要求時,應檢查管道漏氣情況并及時修復;
4)當井點管淤塞太多,嚴重影響降水效果時,應逐個用高壓水反復沖洗井點管或拔出重新埋設;
5)應根據工程經驗和運行條件、泵的質量情況等配備一定數量的備用射流泵;對使用的射流泵應進行日常保養與檢查,發現不正常應及時更換。
7.2.6 降水運行階段應有專人值班,應對降排水系統進行定期或不定期巡察,防止停電或其他因素影響降排水系統正常運行。
7.2.7 降水井隨基坑開挖深度需切除時,對繼續運行的降水井應去除井管四周地面下1m的濾料層,并應采用黏土封井后再運行。
7.3 截水帷幕
7.3.1 水泥土截水帷幕施工應符合下列規定:
1 應保證施工樁徑,并確保相鄰樁搭接要求,當采用高壓噴射注漿法作為局部截水帷幕時,應采用復噴工藝,噴漿下沉或提升速度不應大于100mm/min。
2 應采取措施減少二重管、三重管高壓噴射注漿施工對基坑周圍建筑物及管線沉降變形的影響,必要時應調整帷幕樁墻設計。
7.3.2 注漿法帷幕施工應符合下列規定:
1 注漿帷幕施工前應進行現場注漿試驗,試驗孔的布置應選取具代表性的地段,并應在土層中采用鉆孔取芯結合注水試驗檢驗截水防滲效果。
2 注漿管上拔時宜采用拔管機。
3 當土層存在動水或土層較軟弱時,可采用雙液注漿法來控制漿液的滲流范圍,兩種漿液混合后在管內的時間應小于漿液的凝固時間。
7.3.3 三軸水泥土攪拌樁截水帷幕施工應符合下列規定:
1 應采用套接孔法施工,相鄰樁的搭接時間間隔不宜大于24h。
2 當帷幕墻前設置混凝土排樁時,宜先施工截水帷幕,后施工灌注排樁。
3 當采用多排三軸水泥土攪拌樁內套擋土樁墻方案時,應控制三軸攪拌樁施工對基坑周邊環境的影響。
7.3.4 鋼板樁截水帷幕施工應符合下列規定:
1 應評估鋼板樁施工對周圍環境的影響。
2 在拔除鋼板樁前應先用振動錘振動鋼板樁,拔除后的樁孔應采用注漿回填。
3 鋼板樁打入與拔除時應對周邊環境進行監測。
7.3.5 兼作截水帷幕的鉆孔咬合樁施工應符合下列規定:
1 宜采用軟切割全套管鉆機施工。
2 砂土中的全套管鉆孔咬合樁施工,應根據產生管涌的不同情況,采取相應的克服砂土管涌的技術措施,并應隨時觀察孔內地下水和穿越砂層的動態,按少取土多壓進的原則操作,確保套管超前。
3 套管底口應始終保持超前于開挖面2.5m以上;當遇套管底無法超前時,可向套管內注水來平衡第一序列樁混凝土的壓力,阻止管涌發生。
7.3.6 凍結法截水帷幕施工應符合下列規定:
1 凍結孔施工應具備可靠穩定的電源和預備電源。
2 凍結管接頭強度應滿足拔管和凍結壁變形作用要求,凍結管下入地層后應進行試壓。
3 凍結站安裝應進行管路密封性試驗,并應采取措施保證凍結站的冷卻效率;正式運轉后不得無故停止或減少供冷。
4 施工過程應采取措施減小成孔引起土層沉降,及時監測傾斜。
5 開挖前應對凍結壁的形成進行檢測分析,并對凍結運轉參數進行評估;檢驗合格以及施工準備工作就緒后應進行試開挖判定,具備開挖條件后可進行正式開挖。
6 開挖過程應維持地層的溫度穩定,并應對凍結壁進行位移和溫度監測。
7 凍結壁解凍過程中應對土層和周邊環境進行連續監測,必要時應對地層采取補償注漿等措施;凍結壁全部融化后應繼續監測直到沉降達到控制要求。
8 凍結工作結束后,應對遺留在地層中的凍結管進行填充和封孔,并應保留記錄。
9 凍結站拆除時應回收鹽水,不得隨意排放。
7.3.7 截水帷幕質量控制和保護應符合下列規定:
1 截水帷幕深度應滿足設計要求。
2 截水帷幕的平面位置、垂直度偏差應符合設計要求。
3 截水帷幕水泥摻入量和樁體質量應滿足設計要求。
4 帷幕的養護齡期應滿足設計要求。
5 支護結構變形量應滿足設計要求。
6 嚴禁土方開挖和運輸破壞截水帷幕。
7.3.8 截水措施失效時,可采用下列處理措施:
1 設置導流水管。
2 采用遇水膨脹材料或壓密注漿、聚氨酯注漿等方法堵漏。
3 快硬早強混凝土澆筑護墻。
4 在基坑外壁增設高壓旋噴或水泥土攪拌樁截水帷幕。
5 增設坑內降水和排水設施。
7.4 回 灌
7.4.1 宜根據場地地質條件和降深控制要求,按表7.4.1選擇回灌方法。
表7.4.1 地下水回灌方法
7.4.1 宜根據場地地質條件和降深控制要求,按表7.4.1選擇回灌方法。
7.4.2 應根據降水布置、出水量、現場條件建立回灌系統,回灌點應布置在被保護建筑與降水井之間,并應通過現場試驗確定回灌量和回灌工藝。
7.4.3 回灌注水量應保持穩定,在貯水箱進出口處應設置濾網,回灌水的水頭高度可根據回灌水量進行調整,嚴禁超灌引起濕陷事故。
7.4.4 回灌砂井中的砂宜選用不均勻系數為3~5的純凈中粗砂,含泥量不宜大于3%,灌砂量不少于井孔體積的95%。
7.4.5 回灌水水質不得低于原地下水水質標準,回灌不應造成區域性地下水質污染。
7.4.6 回灌管路產生堵塞時,應根據產生堵塞的原因,采取連續反沖洗方法、間歇停泵反沖洗與壓力灌水相結合的方法進行處理。
7.5 環境影響預測與預防
7.5.1 降水引起的基坑周邊環境影響預測宜包括下列內容:
1 地面沉降、塌陷。
2 建(構)筑物、地下管線開裂、位移、沉降、變形。
3 產生流砂、流土、管滲、潛蝕等。
7.5.2 可根據調查或實測資料、工程經驗預測和判斷降水對基坑周邊環境影響;可根據建筑物結構形式、荷載大小、地基條件采用現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB 50007規定的分層總和法,或采用單向固結法按下式估算降水引起的建筑物或地面沉降量:
(7.5.2 )
式中:S——降水引起的建筑物基礎或地面的沉降量(m);
——沉降計算經驗系數,應根據地區工程經驗取值;無經驗時,對軟土地層,宜取
=1.0~1.2,對一般地層可取0.6~1.0,對當量模量大于10MPa的土層、復合土層可取0.4~0.6,對密實砂層可取0.2~0.4;
——降水引起的地面下第i土層中點處的有效應力增量(kPa);對黏性土,應取降水結束時土的有效應力增量;
△hi——第i層土的厚度(m);
Esi——按實際應力段確定的第i層土的壓縮模量(kPa);
對采用地基處理的復合土層應按現行行業標準《建筑地基處理技術規范》JGJ 79規定的方法取值。
7.5.3 減少基坑降水對周邊環境影響的措施應符合下列規定:
1 應檢測帷幕截水效果,對滲漏點進行處理。
2 濾水管外宜包兩層60目井底布,外填礫料應保證設計厚度和質量,抽水含砂量應符合有關規范要求。
3 應通過調整降水井數量、間距或水泵設置深度,控制降水影響范圍,在保證地下水位降深達到要求時減少抽水量。
4 應限定單井出水流量,防止地下水流速過快帶動細砂涌入井內,造成地基土滲流破壞。
5 開始降水時水泵啟動,應根據與保護對象的距離按先遠后近的原則間隔進行;結束降水時關閉水泵,應按先近后遠的順序原則間隔進行。
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