巖土工程專業(yè)知識(shí)：地基防滲處理

1、巖土工程專業(yè)知識(shí)：地基防滲處理    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(shí)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。當(dāng)基坑處于地下水位以下，進(jìn)行基坑開挖時(shí)，由于地下水位高于基坑底面，因此會(huì)出現(xiàn)地下水流入坑內(nèi)，使土

2、方開挖及地下室施工困難，同時(shí)坑外地下水位會(huì)下降，如進(jìn)行坑內(nèi)降水和排水，更會(huì)降低坑外地下水位，導(dǎo)致坑外地面不均勻下沉，會(huì)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(huì)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(shí)，需要采取地基防滲措施，阻斷坑外地下水向坑內(nèi)的滲流?；痈羲▊?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

3、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(shí)，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(shí)，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(shí)，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 &#

4、160;          名    稱            適用土層            適用范圍         

5、0;  說明                    截    水    墻            板樁      

6、60;     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

7、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

8、擋墻            安裝迅速?？缮钊氩煌杆畬樱琊ね翆踊蜍涰搸r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          

9、;  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(jì)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(dòng)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         &

10、#160;          地下連續(xù)墻            所有土層（但穿透孤石較困難，且費(fèi)用高）            深地下室、地下施工和豎井         &

11、#160;  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          &

12、#160; 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    

13、60;               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)    

14、0;       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      

15、      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   

16、; 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        

17、    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(shí)間后才能使處理                    液氮冷凍法            所有飽和的土和巖石      

18、;      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(huì)產(chǎn)生一些地面隆起              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，

19、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。2 防滲墻止水當(dāng)?shù)[石透水層不厚時(shí)，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(shí)，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?cái)嗤杆畬?，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。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(huì)在邊坡土體中產(chǎn)生動(dòng)水壓力，增加邊坡滑

20、動(dòng)力矩，同時(shí)，地下水還會(huì)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)黏土、粉土、粉細(xì)砂組成的邊坡中，在地下水的滲流有可能造成管涌、流沙等現(xiàn)象，破壞邊坡巖土體的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，造成邊坡變形、崩塌、滑移等破壞。常用的邊坡防滲措施有以下兩種。（1）控制地表水對地下水的補(bǔ)給，主要是對地表水采取截水或排水措施，防止地表水流入邊坡。（2）排出坡體內(nèi)地下水。對可能產(chǎn)生滑坡的坡段，可采取排水方法疏干地下水或降低地下水位，消除或減小地下水對邊坡的影響?？稍谶吰轮性O(shè)置水平鉆孔疏干、垂直鉆孔排水、豎井抽水、巷道疏干或盲溝排水等，根據(jù)具體情況選用。流沙與管通是導(dǎo)致壩基失穩(wěn)、斜坡滑動(dòng)、基坑坍塌

21、的重要原因之一。管涌與流沙通常由工程活動(dòng)引起，但在有地下水滲出的斜坡、岸邊等地帶也會(huì)發(fā)生。管涌與流沙的不同之處在于管涌緩慢地、由少到多地帶走細(xì)小顆粒，流沙則突發(fā)地大量帶走巖土顆粒，對工程危害較大。防治流沙與管涌的措施有以下幾種：（1）盡量避免水下大開挖施工，如利用流沙層上面的土層作天然地基，或采用樁基穿過流沙層等。（2）控制地下水出逸點(diǎn)處的水力梯度，使其小于臨界水力梯度。（3）人工降低地下水位。將地下水位降至可能產(chǎn)生流沙的地層以下，然后再進(jìn)行開挖。（4）設(shè)置截水墻。截水墻應(yīng)進(jìn)入地下一定深度，改善地下水的逕流條件，即增長滲流途徑，減小地下水力梯度和流速，滿足抗管涌、流沙的要求。（5）水下開挖。在

22、基抗開挖期間，使基坑內(nèi)充水，始終保持足夠的水頭，避免產(chǎn)生流沙的水頭差，增加坑壁土體的穩(wěn)定性。（6）其他方法。如凍結(jié)法、化學(xué)加固法、加重法、爆炸法等。【例題11】在以下各種防治流砂與管涌的措施中，說法正確的有（）。A、盡量避免水下大開挖施工，如利用流沙層上面的土層作天然地基，或采用樁基穿過流沙層等；B、控制地下水出逸點(diǎn)處的水力梯度，使其小于臨界水力梯度；C、人工降低地下水位。將地下水位降至可能產(chǎn)生流沙的地層以下，然后再進(jìn)行開挖。D、設(shè)置截水墻。截水墻應(yīng)進(jìn)入地下一定深度，改善地下水的逕流條件，即增長滲流途徑，減小地下水力梯度和流速，滿足抗管涌、流沙的要求。答案：A、B、C、D由以上內(nèi)容可見，隔斷地

23、下水滲流的目的無非兩個(gè)，一是減少地下水的滲流量，使土方開挖與地下建筑物的順利施工，同時(shí)防止坑外地下水位下降和相應(yīng)而引起的對環(huán)境的損害；二是降低地下水的出逸水力梯度，從而避免出現(xiàn)流沙與管涌。常用的隔斷地下水滲流的措施、適用范圍、特點(diǎn)及要求見表8.2-2。                方    法        

24、0;   適用性            特點(diǎn)和要求                    板樁截水墻            適用于

25、滲透性在水平向很高而在垂直向很低的層狀土或透水的水力沖填土。遇到漂石或地下障礙物時(shí)很易損壞，在軟至中密的土中淺層開挖可用木制的企口板樁，鎖口鋼板樁用于較深的截水墻            鋼板樁須小心打入，保持鎖口緊密接合。H形鋼樁組成的立樁可以用來減少板樁打入過程中的偏斜，預(yù)計(jì)在打樁時(shí)板樁會(huì)向水平力最小的一側(cè)偏斜。在鎖口處有拉力作用可減少通過鎖口的滲流。對于直墻板樁會(huì)有相當(dāng)大的水流通過鎖口。用鋸屑、膨潤土、水泥漿或類似的材料填充鎖口可以減少鎖口的滲漏  &

26、#160;                 壓實(shí)的不透水    土障            在挖好的溝內(nèi)用不透水土料回填壓實(shí)而成，或是以不透水土料作為土壩的心墻         &

27、#160;  必須仔細(xì)地選擇土料并將所取土料拌和，翻松鋪填，借助于羊足碾壓實(shí)，以避免在不透水地段內(nèi)有透水的層狀或條狀土層。在多數(shù)場合下需要在堤壩的不透水截面的下游設(shè)排水區(qū)。                    灌漿截水墻            適用于地基土的

28、性質(zhì)和所在深度不適于使用板樁墻或截水溝的地方。廣泛應(yīng)用于大型水工結(jié)構(gòu)，也可用于板樁或截水溝下面補(bǔ)充截水            孔的布置要交錯(cuò)成列。選擇合適的漿液配比和灌漿操作方法                    泥漿槽法            適用于在地下水位以下建造不透水截水墻或是穩(wěn)定溝槽挖方。要在土內(nèi)開挖地下連續(xù)墻時(shí)也是適用的?？梢杂脕砣〈鍢督厮畨?#160;           在地下水位以下開挖直壁溝要將比重在1.2和1.8之間的泥漿用泵抽回溝內(nèi)。泥漿可用膨潤土粉加開挖出來的細(xì)粒料混合而成。對于永久性的截水墻，例如基