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提高地下工程施工对历史建筑保护措施,确保安全

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时相应增加坑外回灌井点,并加强坑外水位观测及周边地面沉降监测,确保历史建筑的安全。地下水回灌系统的运行控制应遵循以下原则:以控制保护建(构)筑物区地下水位变化最小为原则,地下水位抬升后应不超过保护建(构)筑物处初始水位为准,同时必须保证基坑内水位满足降水要求。随着回灌的进行,回灌井内流量将逐渐变小,当其回灌流量不能满足控制水位要求时,应对回灌井采取回扬措施。

提高地下工程施工对历史建筑保护措施,确保安全

1.潜水止水帷幕出现渗漏

对渗水量较小,不影响施工也不影响周边环境的情况,可采用坑底设沟排水的方法。

对渗水量较大,但没有泥沙带出,造成施工困难,而对周围影响不大的情况,可采用“引流-修补”方法。即在渗漏较严重的部位先在支护墙上水平(略向上)打入一根钢管,内径20~30 mm,使其穿透支护墙体进入墙背土体内,由此将水从该管引出,而后将管边支护墙的薄弱处用防水混凝土或砂浆修补封堵,待修补封堵的混凝土或砂浆达到一定强度后,再将钢管出水口封住。如封住管口后出现第二处渗漏,按上面方法再进行“引流-修补”。如果引流出的水为清水,周边环境较简单或出水量不大,则不作修补也可以,只需将引入基坑的水设法排出即可。

对渗漏水量很大的情况,应查明原因,并采取相应的措施:如漏水位置离地面不深,可将支护墙背开挖至漏水位置下500~1 000 mm,在支护墙后用密实混凝土进行封堵。如漏水位置埋深较大,则可在墙后采用压密注浆方法,浆液中应掺入水玻璃,使其能尽早凝结,也可采用高压喷射注浆方法。采用压密注浆时应注意,其施工对支护墙体会产生一定压力,有时会引起支护墙体向坑内产生较大的侧向位移,这在重力式或悬臂式支护结构中更应注意,必要时应在坑内局部回土后进行,待注浆达到止水效果后再重新开挖。

2.承压水降水施工过程中出现管涌

如果止水帷幕已隔断承压水层而出现管涌,造成管涌的原因是由于坑底下部位的支护排桩中出现断桩,或施打未及标高,或地下连续墙出现较大的孔洞,或由于排桩净距较大,其后止水帷幕又出现漏桩、断桩或孔洞,发生这类管涌,一般范围不大,在基坑开挖前,应先行对该桩位及桩背进行压密注浆或高压喷射注浆,保证其在开挖后不发生严重漏水,以便开挖后处理。断桩如发生在基坑底面以上,则开挖后可将断桩部位的泥浆、黏土、浮浆及不密实的混凝土凿除干净,支模后用混凝土补浇填实。如断桩部位发生在基坑底面以下,则应在基坑开挖前在该桩前(如基坑内许可)或桩后,增加2~3根桩,桩径可比原桩适当减小,桩长一般与原桩相同。如果管涌十分严重,也可在支护墙前再打设一排钢板桩,在钢板桩与支护墙之间进行注浆,钢板桩底应与支护墙底标高相同,顶面与坑底标高相同,钢板桩的打设宽度应比管涌范围宽3~5 m。

如果止水帷幕未隔断承压水层而出现管涌,应采取增加降水井点,加大抽水速度的方式,降低动水压力。同时相应增加坑外回灌井点,并加强坑外水位观测及周边地面沉降监测,确保历史建筑的安全。

3.基坑降水过程中,周边土体位移或沉降值大于允许值

对建筑的沉降控制一般可采用跟踪注浆的方法。根据基坑开挖进程,连续跟踪注浆。注浆孔可在支护墙背及建筑物前各布置一排,两排注浆孔间则适当布置一些。注浆深度应在地表至坑底以下2~4 m,具体可根据工程条件确定。此时注浆压力不宜过大,否则不仅会对支护墙造成较大侧压力,对建筑本身也不利。注浆量可根据支护墙的估算位移量及土的孔隙率来确定。采用跟踪注浆时,应严密观察建筑的沉降状况,防止由注浆引起土体扰动而加剧建筑物的沉降或将建筑物抬起。

对沉降很大,而压密注浆又不能控制的建筑,若其基础是钢筋混凝土的或需改造其基础,可考虑采用静力锚杆压桩的方法加固历史建筑(图6-9)。

4.抽灌一体化运行

当需抽取承压水,而且承压含水层未隔断时,应遵循抽灌一体化运行思路设计降水施工。回灌井的工作原理如图6-10所示。

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图6-9 锚杆静压桩托换建筑物基础示意图

图6-10 地下水回灌井工作原理

抽灌一体化系统包括基坑降水回灌一体化运行系统和基坑降水回灌一体化监测系统,其中,基坑降水回灌一体化运行系统主要包括回灌井结构系统、地下水水质处理系统及抽灌管路系统。抽灌一体化系统设置如图6-11所示。抽灌一体化按图6-12所示的流程运行。

图6-11 基坑抽灌一体化系统

图6-12 抽灌运行控制流程

(1)基坑工程抽灌一体化运行控制标准按地下水位进行控制,其中控制水位包括不同开挖阶段基坑内水位控制值和保护建(构)筑物区的水位控制值。地下水回灌系统的运行控制应遵循以下原则:以控制保护建(构)筑物区地下水位变化最小为原则,地下水位抬升后应不超过保护建(构)筑物处初始水位为准,同时必须保证基坑内水位满足降水要求。当坑内外水位设计存在矛盾时,设计的首要任务是使基坑内水位满足承压水抗突涌的计算要求,在此基础上尽量减弱保护建(构)筑物区的地下水位变化。

(2)根据基坑开挖进度计划,制订抽灌一体化运行方案,运行方案应包括以下内容:基坑内部和保护建(构)筑物处不同阶段地下水位控制值,抽水井与回灌井不同阶段的开启数量、单井出水量及单井回灌量,不同阶段备用抽水井和回灌井的开启方案,现场管路布设。

(3)抽水井群中抽出的地下水经排水管路送至曝气水箱后,通过增压泵将曝气水箱中的水送入水质处理系统,然后通过增压泵将处理后水质符合标准的水压入回灌井。该过程中回灌流量应确保满足回灌监测系统中设定的水位控制值。

(4)回灌期间应定期进行水质分析,严格监控回灌水质,当水质出现异常时,应进行水处理器的反冲洗,如反冲洗仍不能使出水水质变好,则应更换过滤介质。对于现场具有多个水质处理器的抽灌一体化系统,应错开各处理器的反冲洗时间,同时在某一水处理器反冲洗时应临时加大其余水质处理器的水处理量,以确保回灌水源充足,保证抽灌正常运行;对于单一水质处理器系统,应设置1套与自来水管路系统相连的备用回灌管路,以确保反冲洗阶段可采用自来水回灌,保证抽灌的正常运行。

(5)随着回灌的进行,回灌井内流量将逐渐变小,当其回灌流量不能满足控制水位要求时,应对回灌井采取回扬措施。回灌井回扬时应开启备用回灌井,以确保回灌量能满足回灌监测系统中设定的水位控制值。

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