深基坑工程常用的截水方法是截水帷幕,它是在基坑开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁(也称隔水帷幕)的方法。截水帷幕的类型有水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、排桩挡墙、地下连续墙等,它们具有双重作用,不仅挡水,同时作为基坑的支护结构用来挡土。
截水帷幕的厚度应满足防渗要求,其渗透系数宜小于1.0×10-6 cm/s。
当坑底以下存在连续分布、埋深较浅的隔水层时,应采用落底式帷幕。落底式帷幕的底部宜深入坑底一定深度或到不透水层,由于围护壁是止水的,这样基坑内外的地下水就不能相互渗流。落底式竖向截水帷幕(图5.6)的底部插入不透水层的深度可按式(5.1)计算:
式中 L——帷幕插入不透水层的深度;
h——作用水头;
b——帷幕厚度。
截水后,基坑内的水量或水压较大时,可以采用基坑内井点降水,这种方法既有效地保护了周边环境,同时又使坑内一定深度内的土层疏干并排水固结,改善了施工作业条件,也有利于支护结构及基底的稳定。
图5.6 落底式竖向截水帷幕
图5.7 侧向截水与水平封底相结合
当地下含水层渗透性较强、厚度较大时,应计算止水帷幕插入坑底土体的深度D。对小型深坑,可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案,水平封底可采用化学注浆法或旋喷注浆法(图5.7)。(www.xing528.com)
悬挂式止水帷幕(图5.8)底端位于碎石土、砂土或粉土含水层时,对均质含水层,地下水渗流的流土稳定性应符合式(5.2)规定。因此,根据式(5.2)即可求出止水帷幕插入坑底土体的深度:
式中 Kse——流土稳定性安全系数,安全等级为一、二、三级的支护结构,分别不应小于1.6、1.5、1.4;
D——止水帷幕底面至坑底的土层厚度,m;
D1——潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的土层厚度,m;
γ′——土的浮重度,kN/m3;
Δh——基坑内外的水头差,m;
γw——水的重度,kN/m3。
对渗透系数不同的非均质含水层,宜采用数值方法进行渗流稳定性分析。
图5.8 采用悬挂式帷幕截水时的流土稳定性验算
1—止水帷幕;2—基坑底面;3—含水层;4—潜水水位;5—承压水测管水位;6—承压含水层顶面
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