CN110644511B - 一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法 - Google Patents

一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，包括：探明承台基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，抛填粘土袋至河床塌陷区，沿大量涌水涌砂点对应的围堰外侧旋喷桩固结粘土袋，水下速凝混凝土封堵基坑涌水涌砂点，在塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，降低内外层围堰之间的水位至一半水头，抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。本发明基坑外双层围堰分段降低水压力、基坑外旋喷桩固结河床塌陷区、基坑内水下速凝混凝土封堵大量涌水涌砂点，三管齐下，可实现基坑干地施工，为顺利开挖承台基坑至设计高程提供保证，免去设计变更带来的麻烦。

Description

一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法
技术领域
本发明涉及一种水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，尤其是涉及一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法。
背景技术
桥墩承台基坑常采用钢板桩围堰，抽干围堰内的水，开挖基坑至设计承台底板高程，浇筑承台混凝土。当桥梁跨越岩溶河道时，桥墩承台基坑在围堰内外水位差的作用下，原本封闭的溶槽溶隙可能被水压击穿，产生涌水涌砂。若基坑出现大量涌水涌砂，围堰外河床松散层将产生大面积塌陷，可能造成围堰整体失稳，围堰内作业人员无法及时撤离，将造成重大安全事故。
现有的技术是，采用水下速凝混凝土封堵基坑涌水点进行止水。这对小规模涌水可起到良好的止水效果。若基坑涌水涌砂量很大，即使能勉强止水，但承台基坑难以继续下挖至设计高程，承台顶高程不得不比设计高程有所抬高。这属于重大设计变更事项，并增加了工程的阻水比，对河道行洪不利。设计变更方案除了要获得桥梁所在的行业主管部门审批外，还需要重新开展防洪评价工作，并获得水行政主管部门的行政许可。在获得水行政主管部门批复前，不得施工。而这一周期一般需要几个月至一年，甚至更长的时间。然而，为保证河道行洪安全，水行政主管部门一般是不允许承台出露河床的，特别是这种将原批复埋入河床的承台通过设计变更而出露河床，增加了阻水比，阻碍了河道行洪，就更不易通过审查审批。
现提出一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，当遇到基坑大量涌水涌砂时，可有效止水，维持原承台顶高程不变，免去设计变更带来不同行业主管部门审查审批的麻烦，同时，还可大大节省工期。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，采用基坑外双层围堰分段降低水压力、基坑外旋喷桩固结河床塌陷区、基坑内水下速凝混凝土封堵涌水涌砂点，三管齐下，可实现基坑干地施工，为顺利开挖承台基坑至设计高程提供保证。思路新颖，操作方便。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
探明承台基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，抛填粘土袋至河床塌陷区，沿大量涌水涌砂点对应的围堰外侧旋喷桩固结粘土袋，水下速凝混凝土封堵基坑涌水次哦砂点，在塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，降低内外层围堰之间的水位至一半水头，抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。
本发明采用基坑外双层围堰分段降低水压力、基坑外旋喷桩固结河床塌陷区、基坑内水下速凝混凝土封堵涌水涌砂点，三管齐下，可实现基坑干地施工，为顺利开挖承台基坑至设计高程提供保证。
一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.探明基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，结合地质资料及弹性波CT扫描成果，组织潜水员对钢板桩围堰内外进行摸查，探明基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，并绘制成图纸。
S2.抛填粘土袋至河床塌陷区，在钢板桩围堰外侧河床塌陷区抛填粘土袋至河床面。潜水员在粘土袋顶部与钢板桩垂直方向堆码一排粘土袋以防冲刷。
S3.沿大量涌水涌砂点对应的围堰外侧旋喷桩固结粘土袋，沿钢板桩围堰外侧2m，大量涌水涌砂点对应的上下游各5.0m的带状区域内，采用高压旋喷桩注浆固结粘土袋；旋喷桩呈梅花形布置3排，桩距0.5m，桩径0.6m，咬合0.1m，桩深为钢板桩以下5m；注浆时采用跳桩咬合的施工顺序，即13254......的顺序注浆，从孔底开始，边注浆边提升，提升速度不大于0.1m/min，钻速15r/min，注浆压力25MPa；提升至河床面以下0.5m时，下钻至孔底再次注浆，提升至河床面后，结束注浆。注浆水泥用量不小于250kg/m。
S4.水下速凝混凝土封堵基坑涌水涌砂点，采用搅吸泵吸取基坑内的泥砂，布置下料导管，配制水下速凝混凝土，水灰比为0.46，减水剂0.017，絮凝剂0.04，增强剂0.033，将水下速凝混凝土注入基坑涌水涌砂点进行封堵。
S5.在塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，在河床塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，将塌陷区完全围封，相对基坑大量涌水涌砂点，则形成内外两层围堰。外层围堰深入岩基相对不透水层。
S6.降低内外层围堰之间水位至一半水头，用水泵抽取内外层围堰之间的水体，保留50%的总水头，并尽可能降低其水位。
S7.抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。
有益效果
1.基坑外采用双层围堰分段降低水压力，各承担50%的总水头，大大降低基坑水压力。
2.内层围堰外侧河床塌陷区先粘土袋抛填，后旋喷桩固结，既加固了内层围堰，又切断了河水通过内层钢板桩下端进入基坑的涌水通道。
3.采用水下速凝混凝土可快速封堵基坑涌水点，见效快。
4.基坑外双层围堰分段降低水压力、基坑外旋喷桩固结河床塌陷区、基坑内水下速凝混凝土封堵涌水涌砂点，三管齐下，可实现基坑干地施工，为顺利开挖承台基坑至设计高程提供保证。
附图说明
图1是本发明一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法的实施步骤；
图2是实施例承台基坑平面图；
图3是实施例承台基坑立面图；
图4是本发明一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法的平面图；
图5是本发明一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法的立面图；
附图标记说明：
1-承台，2-内层钢板桩围堰，3-桩基，4-桥墩，5-大量涌水涌砂点，6-围堰外河床塌陷区，7-粘土袋，8-旋喷桩，9-封堵混凝土，10-外层钢板桩围堰，11-内外层围堰之间的水位，12-河道水位
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1－图5所示，本实施例公开了一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，包括以下步骤：探明承台1基坑大量涌水涌砂点5位置及对应的钢板桩围堰2外河床塌陷区6，抛填粘土袋7至河床塌陷区6，沿大量涌水涌砂点5对应的围堰外侧旋喷桩8固结粘土袋7，水下速凝混凝土封堵基坑涌水点5，在塌陷区6边沿设外层钢板桩围堰10，降低内外层围堰之间的水位11至一半水头，抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。
在本实施例中，在基坑外设置双层围堰分段降低水压力、基坑外旋喷桩固结河床塌陷区、基坑内水下速凝混凝土封堵涌水涌砂点，三管齐下，可实现基坑干地施工，为顺利开挖承台基坑至设计高程提供保证。包括以下步骤：
步骤1.探明基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，结合地质资料及弹性波CT扫描成果，组织潜水员对钢板桩围堰内外进行摸查，探明基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，并绘制成图纸。
步骤2.抛填粘土袋至河床塌陷区，在钢板桩围堰外侧河床塌陷区抛填粘土袋至河床面。潜水员在粘土袋顶部与钢板桩垂直方向堆码一排粘土袋以防冲刷。
步骤3.沿大量涌水涌砂点对应的围堰外侧旋喷桩固结粘土袋，沿钢板桩围堰外侧2m，大量涌水涌砂点对应的上下游各5.0m的带状区域内，采用高压旋喷桩注浆固结粘土袋；旋喷桩呈梅花形布置3排，桩距0.5m，桩径0.6m，咬合0.1m，桩深为钢板桩以下5m；注浆时采用跳桩咬合的施工顺序，即13254......的顺序注浆，从孔底开始，边注浆边提升，提升速度不大于0.1m/min，钻速15r/min，注浆压力25MPa；提升至河床面以下0.5m时，下钻至孔底再次注浆，提升至河床面后，结束注浆。注浆水泥用量不小于250kg/m。
步骤4.水下速凝混凝土封堵基坑涌水涌砂点，采用搅吸泵吸取基坑内的泥砂，布置下料导管，配制水下速凝混凝土，水灰比为0.46，减水剂0.017，絮凝剂0.04，增强剂0.033，将水下速凝混凝土注入基坑涌水涌砂点进行封堵。
步骤5.在塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，在河床塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，将塌陷区完全围封，相对基坑大量涌水涌砂点，则形成内外两层围堰。外层围堰深入岩基相对不透水层。
步骤6.降低内外层围堰之间水位至一半水头，用水泵抽取内外层围堰之间的水体，保留50%的总水头，并尽可能降低其水位。
步骤7.抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种岩溶地基水下承台基坑大量涌水涌砂的治理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，探明基坑大量涌水涌砂点位置及对应的钢板桩围堰外河床塌陷区，结合地质资料及弹性波CT扫描成果，组织潜水员对钢板桩围堰内外进行摸查，探明基坑大量涌水涌砂点位置及钢板桩围堰外河床塌陷区，并绘制成图纸；
S2，抛填粘土袋至河床塌陷区，在钢板桩围堰外侧河床塌陷区抛填粘土袋至河床面，潜水员在粘土袋顶部与钢板桩垂直方向堆码一排粘土袋以防冲刷；
S3，沿大量涌水涌砂点对应的围堰外侧旋喷桩固结粘土袋，沿钢板桩围堰外侧2m，大量涌水涌砂点对应的上下游各5.0m的带状区域内，采用高压旋喷桩注浆固结粘土袋，旋喷桩呈梅花形布置3排，桩距0.5m，桩径0.6m，咬合0.1m，桩深为钢板桩以下5m，注浆时采用跳桩咬合的施工顺序，即13254......的顺序注浆，从孔底开始，边注浆边提升，提升速度不大于0.1m/min，钻速15r/min，注浆压力25MPa，提升至河床面以下0.5m时，下钻至孔底再次注浆，提升至河床面后，结束注浆，注浆水泥用量不小于250kg/m；
S4，水下速凝混凝土封堵基坑涌水涌砂点，采用搅吸泵吸取基坑内的泥砂，布置下料导管，配制水下速凝混凝土，水灰比为0.46，减水剂1.7%，絮凝剂4%，增强剂3.3%，将水下速凝混凝土注入基坑涌水涌砂点进行封堵；
S5，在塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，在河床塌陷区边沿设外层钢板桩围堰，将塌陷区完全围封，相对基坑大量涌水涌砂点，则形成内外两层围堰，外层围堰深入岩基相对不透水层；
S6，降低内外层围堰之间水位至一半水头，用水泵抽取内外层围堰之间的水体，保留50%的总水头，并尽可能降低其水位；
S7，抽干内层围堰积水，开挖承台基坑至设计高程。
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