岩土工程专业知识：地基防渗处理.doc
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岩土工程专业知识：地基防渗处理 8.2 地基防渗处理 在各类基础工程中，如建筑工程的基坑开挖、边坡、坝基及各类地下工程均可能涉及地 下水的控制问题，大量工程实践及工程事故表明，渗流对建筑工程基坑、边坡、坝基及各类 地下工程等均有可能造成危害，1998年长江洪灾期间就出现了大堤下地基因渗流导致的管 涌危害因此，为了使各类基础工程、地下工程顺利施工、保证边坡稳定，以及坝基及各类 地下工程的长期可靠工作，必须要有针对性地采取措置，对地下水渗流进行控制，即地基的 防渗处理 8.2.1 基坑工程防渗处理 当基坑处于地下水位以下，进行基坑开挖时，由于地下水位高于基坑底面，因此会出现地下水流入坑内，使土方开挖及地下室施工困难，同时坑外地下水位会下降，如进行坑内降水和排水，更会降低坑外地下水位，导致坑外地面不均匀下沉，会使周围建筑物、道路、各 类地下管线、地下建筑物发生不均匀下沉、变形而导致受损甚至破坏其次，由于坑内外的 水头差，会导致坑外地下水向坑内渗流，在细粒土如粉质黏土、粉土、粉细砂中有可能造成 管涌、流沙等现象因此，当环境条件不允许坑外地下水位下降，为保证边坡稳定、防止出 现管涌、流沙时，需要采取地基防渗措施，阻断坑外地下水向坑内的渗流。
基坑隔水包括侧向隔水帷幕（墙）和封底隔水帷幕，如图8.2-1常用的侧向隔水帷幕（墙）有地下连续墙、板桩，或采用搅拌桩、高压喷射注浆法形成搅拌桩或旋喷（定喷、摆喷）桩墙，也可采用冻结法形成隔水墙当坑底以下不深处存在不透水土层时，应将侧向隔水帷幕（墙）进入不透水层；当不透水层埋藏较深、坑底以下土层渗透性高时，可考虑采用封底隔水帷幕在软土地区，封底隔水帷幕还可减少挡土桩的变形；基坑深度不大时，搅拌桩、高压喷射注浆法形成搅拌桩或旋喷（定喷、摆喷）桩墙只要具备足够厚度，还可形成重力式挡土墙，兼隔水与挡土功能 常用的基坑隔水措施见表8.2-1 方 法 名 称 适用土层 适用范围 说明 截 水 墙 板 桩 所有土层（除漂石地层外，在软的及不太硬的土层中的浅挖方可采用木企口板桩） 适用范围几乎不受限制 此法广泛采用，可利用现成设备。
安装迅速钢板桩可作为永久工程的一部分或用后拔出需用集水井抽水可用锯末、膨润土、水泥砂浆或类似材料充填锁口，以减少锁口渗漏量 泥浆沟槽 粉土、砂土、砾石和 卵石 适用范围几乎不受限制环绕明挖普遍设置挡墙 安装迅速可深入不透水层，如黏土层或软页岩层不能封住硬的或不平整的基岩面或裸露的砾石 连续排桩 所有土层（包括含有孤石的土层） 深地下室、地下施 工和竖井 设计中可考虑作为永久基础的一部分对圆形挖方最有效可以楔入岩层振动及噪音最小可用于空间受限制地段可紧靠现有基础施工 地下连续墙 所有土层（但穿透孤石较困难，且费用高） 深地下室、地下施 工和竖井 施工迅速封闭深度可深入不透水层，如黏土层或软页岩层 截 水 帷 幕 搅拌桩帷幕 软土层、松散砂层 地下水丰富，周围 环境需要保护 相邻桩之间搭接，可采用一排或多排孔布置 高压定（摆、旋）喷帷幕 不含孤石、块石的土层 地下水丰富，周围环境需要保护 保证墙体之间的搭接宽度和墙厚度 高压注浆帷幕 孔隙较大的土层 地下水丰富，周围环境需要保护 布孔间距应保证相邻孔注浆体搭接 冷 冻 法 氨水或盐水冷冻法 所有饱和的土和岩石 孔隙中的水固冻结而阻渗 可以从工作面向外作业。
最宜于大范围的长期应用需要较长时间后才能使处理 液氮冷冻法 所有饱和的土和岩石 孔隙中的水固冻结而阻渗 用于必须快速冷冻处，宜于小范围的短期应用液氮很贵要求有严格的现场管理会产生一些地面隆起 在坝基上游面的地基中，平行坝轴线打一排或多排钻孔，用高压注浆等方法将水泥等浆 液压入基岩的裂隙、断层或破碎带中，形成一道隔开屏障防渗帷幕的深度、厚度及注浆孔 距、排距等，应根据坝基地质条件、坝的规模及防渗要求确定砂砾石层坝基的防渗帷幕，宜设于心墙、斜墙或铺盖之下 2 防渗墙止水 当砾石透水层不厚时，可挖出梯形槽回填黏土成为截水槽，如图8.2-2（d）所示当透水层较厚时，可用板桩、连续的混凝土排桩和混凝土防渗墙等垂直防渗措施截断透水层，如图8.2-2（b）所示对于防渗要求较高的砂砾坝基，可用相互搭接的大直径钻孔桩穿过透水层，形成一道连续横向防渗墙，如图8.2-2（c）所示 8.2.3 边坡防渗 在各类边坡中，由于地下水渗流导致滑坡的 事例屡见不鲜地下水在边坡中由高水位向低水 位区域的渗流会在边坡土体中产生动水压力，增加边坡滑动力矩，同时，地下水还会对边坡岩土体产生软化或泥化作用，降低边坡岩土体的强度。
其次，在细粒土如粉质黏土、粉土、粉细砂组成的边坡中，在地下水的渗流有可能造成管涌、流沙等现象，破坏边坡岩土体的结构和强度，造成边坡变形、崩塌、滑移等破坏 常用的边坡防渗措施有以下两种 （1）控制地表水对地下水的补给，主要是对地表水采取截水或排水措施，防止地表水流入边坡 （2）排出坡体内地下水对可能产生滑坡的坡段，可采取排水方法疏干地下水或降低地下水位，消除或减小地下水对边坡的影响可在边坡中设置水平钻孔疏干、垂直钻孔排水、竖井抽水、巷道疏干或盲沟排水等，根据具体情况选用 8.2.4 流沙与管涌的防治 流沙与管通是导致坝基失稳、斜坡滑动、基坑坍塌的重要原因之一管涌与流沙通常由 工程活动引起，但在有地下水渗出的斜坡、岸边等地带也会发生管涌与流沙的不同之处在 于管涌缓慢地、由少到多地带走细小颗粒，流沙则突发地大量带走岩土颗粒，对工程危害较 大 防治流沙与管涌的措施有以下几种： （1）尽量避免水下大开挖施工，如利用流沙层上面的土层作天然地基，或采用桩基穿过 流沙层等 （2）控制地下水出逸点处的水力梯度，使其小于临界水力梯度 （3）人工降低地下水位将地下水位降至可能产生流沙的地层以下，然后再进行开挖。
（4）设置截水墙截水墙应进入地下一定深度，改善地下水的迳流条件，即增长渗流途径，减小地下水力梯度和流速，满足抗管涌、流沙的要求 （5）水下开挖在基抗开挖期间，使基坑内充水，始终保持足够的水头，避免产生流沙的水头差，增加坑壁土体的稳定性 （6）其他方法如冻结法、化学加固法、加重法、爆炸法等 【例题11】在以下各种防治流砂与管涌的措施中，说法正确的有（） A、尽量避免水下大开挖施工，如利用流沙层上面的土层作天然地基，或采用桩基穿过流沙层等； B、控制地下水出逸点处的水力梯度，使其小于临界水力梯度； C、人工降低地下水位将地下水位降至可能产生流沙的地层以下，然后再进行开挖 D、设置截水墙截水墙应进入地下一定深度，改善地下水的迳流条件，即增长渗流途径，减小地下水力梯度和流速，满足抗管涌、流沙的要求 答案：A、B、C、D 8.2.5 控制渗流方法汇总 由以上内容可见，隔断地下水渗流的目的无非两个，一是减少地下水的渗流量，使土方开挖与地下建筑物的顺利施工，同时防止坑外地下水位下降和相应而引起的对环境的损害；二是降低地下水的出逸水力梯度，从而避免出现流沙与管涌常用的隔断地下水渗流的措施、适用范围、特点及要求见表8.2-2。
方 法 适用性 特点和要求 板桩截水墙 适用于渗透性在水平向很高而在垂直向很低的层状土或透水的水力冲填土遇到漂石或地下障碍物时很易损坏，在软至中密的土中浅层开挖可用木制的企口板桩，锁口钢板桩用于较深的截水墙 钢板桩须小心打入，保持锁口紧密接合H形钢桩组成的立桩可以用来减少板桩打入过程中的偏斜，预计在打桩时板桩会向水平力最小的一侧偏斜在锁口处有拉力作用可减少通过锁口的渗流对于直墙板桩会有相当大的水流通过锁口用锯屑、膨润土、水泥浆或类似的材料填充锁口可以减少锁口的渗漏 压实的不透水 土障 在挖好的沟内用不透水土料回填压实而成，或是以不透水土料作为土坝的心墙 必须仔细地选择土料并将所取土料拌和，翻松铺填，借助于羊足碾压实，以避免在不透水地段内有透水的层状或条状土层在多数场合下需要在堤坝的不透水截面的下游设排水区 。
