CN112554216A - 基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法 - Google Patents

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曹伟飚
孙建军
冯云
刘仁勇
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Abstract

本发明公开了一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，包括以下步骤：沿待开挖的基坑水平面的周长方向设置一圈竖向隔水帷幕；在所述竖向隔水帷幕所围合成的区域底部设置水平人工隔水层；在所述水平人工隔水层上部的承压含水层中打设泄压降水井进行降水泄压，待降水达到要求后，进行所述基坑的开挖，开挖至所述基坑的设计坑底深度；在所述基坑的底部进行垫层施工，在所述基坑内施作内部结构，所述内部结构浇筑完成后，封闭所述泄压降水井。本发明的优点是：从源头上避免了承压水造成的基坑突涌风险，大幅减少了降水对周边环境的不利影响，同时减少了对深层地下水的大量抽取，保护了珍贵的地下水资源。

Description

基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法
技术领域
本发明涉及基坑工程的技术领域，尤其是一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法。
背景技术
在基坑工程中，遇到承压水抗突涌验算不满足要求时，需要打设管井进行抽水降压处理，而地下水的抽取会对基坑周边环境造成较大的影响，也不符合节约开采地下水资源的精神。当基坑周边环境保护要求非常高而承压含水层非常厚无法隔断时，只能通过加深隔水帷幕在一定程度上缓解降水的影响，但无法从源头上避免承压水突涌风险。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，该方法通过人工加固土体形成水平隔断，与竖向隔水帷幕一道对上部承压含水层进行封闭，从源头上避免了承压水突涌风险。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，其特征在于：所述的工法包括以下步骤：
a、沿待开挖的基坑水平面的周长方向设置一圈竖向隔水帷幕；
b、在所述竖向隔水帷幕所围合成的区域底部设置水平人工隔水层；
c、在所述水平人工隔水层上部的承压含水层中打设泄压降水井进行降水泄压，待降水达到要求后，进行所述基坑的开挖，开挖至所述基坑的设计坑底深度；
d、在所述基坑的底部进行垫层施工，在所述基坑内施作内部结构，所述内部结构浇筑完成后，封闭所述泄压降水井。
所述水平人工隔水层的四缘部与所述竖向隔水帷幕的底部连接并密封，所述竖向隔水帷幕的布置深度不小于所述水平人工隔水层布置深度。
所述水平人工隔水层为由深层搅拌桩或高压旋喷桩施工形成的水泥加固体，所述水泥加固体的加固厚度不小于3m。
所述水平人工隔水层为由冻结管中循环低温盐水或液氮冻结施工形成的冻结加固体，所述冻结加固体的厚度不小于2m，所述冻结加固体的冻结温度不高于-5℃。
本发明的优点是：从源头上避免了承压水造成的基坑突涌风险，大幅减少了降水对周边环境的不利影响，同时减少了对深层地下水的大量抽取，保护了珍贵的地下水资源，在当前超深基坑越来越多且面临巨大的承压水突涌风险和较高环境保护要求的条件下具有非常明显的经济效益和社会效益，当应用在面积较小的超深基坑如盾构工作井、中间风井等项目中，其经济效益更为突出。
附图说明
图1为本发明的基坑平面示意图；
图2为本发明的基坑剖面示意图；
图3为本发明的工法步骤a的示意图；
图4为本发明的工法步骤b的示意图；
图5为本发明的工法步骤c的示意图；
图6为本发明的工法步骤d的示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-6所示，图中标记分别表示为：基坑1、竖向隔水帷幕2、水平人工隔水层3、泄压降水井4、支撑5、基坑底A、地面B、非承压含水层C、中间层D、承压含水层E。
实施例：如图1-6所示，本实例具体涉及一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的方法，在待开挖的基坑1的水平面周向设置一圈竖向隔水帷幕2，竖向隔水帷幕2所围合成区域的大小、形状均与基坑1的大小、形状相适配，并且竖向隔水帷幕2所围合成的区域为封闭结构。在竖向隔水帷幕2所围合成的区域底部设置有水平人工隔水层3，水平人工隔水层3的四周外缘部与竖向隔水帷幕2底部相连接并密封，从而形成封闭结构。另外，由于竖向隔水帷幕2必须在平面上形成封闭，因此其在深度上应超过水平人工隔水层3的底部。
本实施例中，如图2所示，水平人工隔水层3为加固体结构，加固体结构一般采用水泥系加固或冻结法加固形成，因其能较好的阻隔水力渗透补给。其中，水泥系加固可采用深层搅拌桩或高压旋喷桩（包括双重管和三重管高压旋喷桩、MJS、RJP、N-JET等工艺），加固厚度不宜小于3m，水泥掺量不低于25%～30%；冻结法加固一般采用盐水或液氮冻结工艺，竖向或水平冻结方式，冻结体厚度不宜小于2m，冻结体温度不高于-5℃。此外，水平人工隔水层3的标高，应满足水平人工隔水层3以下的承压水的抗突涌稳定性要求。当然，水平人工隔水层3也可以选用其他结构，但需满足：与竖向隔水帷幕2形成封闭结构，并可水平阻断其上下部的承压含水层。
如图2所示，本实施例的土层结构从上到下依次为非承压含水层C、中间层D、承压含水层E，中间层D为承压含水层或非承压含水层。水平人工隔水层3的设置，可以隔断承压水的竖向补给，并将承压含水层分为上、下两层，对于上层的承压含水层，由竖向隔水帷幕2和水平人工隔水层3封闭隔断的承压水，可通过泄压降水井4进行降水泄压即可，而下层的承压含水层中承压水在水平人工隔水层3和上覆土层的覆盖下，已不具有突涌风险。
此外，结合图3至图6所示，本实施例的工法包括以下步骤：
a、如图3所示，在地面B上打设一圈竖向隔水帷幕2，竖向隔水帷幕2沿基坑1水平面的周长方向竖向设置，竖向隔水帷幕2一般为地下连续墙、TRD、SMW、CSM等，也可由围护结构兼用，并且竖向隔水帷幕2所围合成的区域（在水平面上）为封闭结构；
b、如图4所示，将竖向隔水帷幕2底部附近的土体进行加固，形成水平人工隔水层3，进而可形成水平隔断体系，加固平面范围一般需涵盖全部基坑，一般采用水泥系或冻结加固方式；
c、如图5所示，在竖向隔水帷幕2和水平人工隔水层3形成封闭后，在加固土体3上部的承压含水层上打设泄压降水井4，通过泄压降水井4进行泄压排水，待降水达到要求后，进行基坑1开挖，直到挖至基坑底A，同时应设置支撑5，便于后续的垫层施工；
d、如图6所示，在基坑1的底部进行垫层施工，内部结构回筑，内部结构完成后，封闭泄压降水井4。
综上所述，本实施例，可从源头上避免了承压水造成的基坑突涌风险，大幅减少了降水对周边环境的不利影响，同时减少了对深层地下水的大量抽取，保护了珍贵的地下水资源，在当前超深基坑越来越多且面临巨大的承压水突涌风险和较高环境保护要求的条件下具有非常明显的经济效益和社会效益，当应用在面积较小的超深基坑如盾构工作井、中间风井等项目中，其经济效益更为突出。
虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (4)

1.一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，其特征在于：所述的工法包括以下步骤：
a、沿待开挖的基坑水平面的周长方向设置一圈竖向隔水帷幕；
b、在所述竖向隔水帷幕所围合成的区域底部设置水平人工隔水层；
c、在所述水平人工隔水层上部的承压含水层中打设泄压降水井进行降水泄压，待降水达到要求后，进行所述基坑的开挖，开挖至所述基坑的设计坑底深度；
d、在所述基坑的底部进行垫层施工，在所述基坑内施作内部结构，所述内部结构浇筑完成后，封闭所述泄压降水井。
2.如权利要求1所述的一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，其特征在于：所述水平人工隔水层的四缘部与所述竖向隔水帷幕的底部连接并密封，所述竖向隔水帷幕的布置深度不小于所述水平人工隔水层布置深度。
3.如权利要求1或2所述的一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，其特征在于：所述水平人工隔水层为由深层搅拌桩或高压旋喷桩施工形成的水泥加固体，所述水泥加固体的加固厚度不小于3m。
4.如权利要求1或2所述的一种基坑工程中对承压水进行水平隔断处理的工法，其特征在于：所述水平人工隔水层为由冻结管中循环低温盐水或液氮冻结施工形成的冻结加固体，所述冻结加固体的厚度不小于2m，所述冻结加固体的冻结温度不高于-5℃。
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