理论教育 岩溶区深基坑工程的风险识别与应急处置措施实践与总结

岩溶区深基坑工程的风险识别与应急处置措施实践与总结

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:中山公园站主体基坑土方开挖过程中发生了多次涌水险情事件,不仅严重影响施工进度,多次的应急抢险以及后期岩溶注浆处理也耗费了大量的成本。本节对中山公园站各险情事件应急处置措施、监测数据情况及风险识别进行总结分析,并给出相关建议。

岩溶区深基坑工程的风险识别与应急处置措施实践与总结

岩溶是水动力对可溶性岩石化学溶解作用所形成的地表和地下的一种自然现象,在水的冲蚀作用下,可溶性岩石内裂隙与通道会不断扩展变大进而形成洞穴,且洞穴与洞穴之间通常由复杂贯通的岩溶通道连通,可形成大范围的溶洞群。岩溶地区地下工程建设时稍有不慎就可能引起岩溶塌陷、地面塌陷、支护结构变形倒塌、基坑突水突泥等地质灾害,不仅影响施工进度,同时会给工程自身及基坑周边带来巨大的安全隐患。三号线工程中山公园站工程范围内揭露多个溶蚀洞,溶蚀洞发育地段对基坑工程及周边建筑物的安全带来极大隐患,在一定条件下可能会发生地质灾害,造成塌陷或坍塌,严重威胁本工程及周边建筑物的安全。中山公园站主体基坑土方开挖过程中发生了多次涌水险情事件,不仅严重影响施工进度,多次的应急抢险以及后期岩溶注浆处理也耗费了大量的成本。本节对中山公园站各险情事件应急处置措施、监测数据情况及风险识别进行总结分析,并给出相关建议。

一、工程概况

中山公园站位于文昌路与货站路交叉口,呈东西走向,车站设计起始里程为DK56+ 850.583,设计终点里程为DK57+166.083。车站为地下2层车站,全长315.5 m,标准段宽为22.70 m,车站标准段底板埋深约16.68 m,换乘节点段底板埋深24.73 m。起终盾构端头宽度27.2 m,底板埋深约17.79 m。

车站采用明挖法施工,主体基坑选用连续墙+内支撑的围护结构形式,地连墙基本宽幅为6 m。车站标准段基坑共设置3道支撑,第一道混凝土米字撑;第二道钢管支撑,靠近文昌大桥段基坑采用混凝土支撑;第三道为钢支撑。车站盾构井段基坑共设置3道支撑,第一道混凝土支撑,第二~三道采用混凝土支撑。换乘段设置4道支撑和1道换撑,第一道混凝土支撑,第二道钢支撑,第三、四道混凝土支撑,换撑采用钢支撑;标准段和换乘节点段均设置中立柱。横断面如图7.24。

图7.24 标准段横断面示意图

二、工程地质与水文地质

(一)工程地质情况

车站场地属于海陆交互相冲洪积三角洲平原地形地貌,地面地势平坦,原始地面为市政道路,地面高程2.25~5.72 m,施工期间场地平整标高3.2 m,施工场地相对狭小。本场地内从上至下土层分别为:<1>素填土、<2-1A>淤泥、<2-1B>淤泥质土、<2-2>淤泥质粉细砂、<2-3>淤泥质中粗砂、<2-4>粉质黏土、<3-2>中粗砂、<7-2>强风化岩、<8-2>中风化岩。基底位于砂层、黏土层和淤泥质土层,基底淤泥层作加固或换填处理,连续墙底位于<7-2>强风化岩层中或<8-2>中风化岩层中,各土层分层及物理特性见表7.6,地质剖面图见图7.25、7.26。

表7.6 中山公园站场地内土层分层及物理特性

续表

图7.25 中山公园站左线地质纵剖面图

图7.26 中山公园站右线地质纵剖面图

另外,根据地勘报告显示,本场地内揭露有断裂带及岩溶现象,具体如下。

1.断裂带

根据区域地质资料显示,断层从场地内通过,该断裂走向近南北向,向东倾斜,区域上隶属于广从断裂带。揭露的断裂痕迹表现为岩芯破碎,断裂带内揭露有断层角砾岩,断层角砾岩再次成岩,风化程度不均一,且断层角砾岩内有溶蚀痕迹。断裂构造常造成岩体破坏、岩石破碎、地层的不连续,基岩面起伏变化加大,岩体的风化程度加深,出现风化深槽等不良工程问题。另外,因破碎带地下水比较发育,易发生涌水、漏水事件甚至造成基坑淹没或坍塌。

2.岩 溶

岩溶发育区主要集中在YBK57+010~YBK57+080里程段,该区域19个地勘孔中13个发育有溶洞,场地岩溶见洞隙率为68.4%,岩溶发育程度等级为岩溶强发育;推测受隐伏断裂影响,场地内基岩裂隙水发育,下伏基岩含较多钙质成分,受地下水冲刷,钙质成分流失,形成溶洞。溶蚀洞以半充填或全充填状态为主,少量无充填,串珠状溶洞发育,其充填物主要为流—可塑状黏性土、砂砾及夹少量岩块,有部分钻具自落,有的可直接压入钻进,有的钻进时速度较快,且普遍出现漏水、漏浆现象。如图7.27。

图7.27 中山公园站岩溶区平面图

(二)水文地质情况

1.地表水

中山公园站东侧文昌大桥附近为佛山水道,该段水道宽59~100 m,水深3~5 m,总体呈南北走向,流向南方。该河段没有通航、没有通筏,河床地形错综复杂,水量丰富,洪水期长,且受台风暴雨影响,年内变化比较复杂。车站南侧中山公园站内存在湖泊秀丽湖。

2.地下水

1)地下水水位

地下水初见水位埋深为0.70~5.40 m(标高-0.57~2.63 m),稳定水位埋深为1.30~5.70 m (标高-0.87~2.52 m)。场地地下水动态变化具季节性,每年4—10月份雨季期间,大气降水丰沛,是地下水的补给期,其水位会明显上升,而11月—次年3月为地下水的消耗期,地下水位随之下降,年变化幅度一般为2.50~3.00 m。

2)地下水类型

主要分为松散层孔隙水和基岩裂隙水。

(1)第四系孔隙水

第四系孔隙水,主要赋存于冲、洪积砂层中,在松散填土之中亦有少量第四系孔隙水。本场地第四系孔隙水含水层主要为海陆交互相淤泥质粉细砂<2-2>、淤泥质中粗砂<2-3>、冲洪积粉细砂层<3-1>、中粗砂层<3-2>和砾砂<3-3>。本场地孔隙水一般为潜水,上覆黏性土层,地下水略具承压性,砂层水稳定水位埋深约2.67~2.94 m(标高0.03~0.93 m)。

(2)基岩风化裂隙水、岩溶水

主要赋存于强、中风化岩中的风化裂隙之中、含水层无明确界限,埋深和厚度很不稳定,其透水性主要取决于裂隙发育程度、岩石风化程度和含泥量。风化程度越高、裂隙充填程度越大,渗透系数则越低。基岩风化裂隙水为承压水,基岩水稳定水位埋深一般3.05~3.17 m(标高-0.20~0.55 m)。岩溶水赋存于中风化岩中的溶蚀裂隙、溶洞之中,含水层无明确界限,埋深和厚度很不稳定,其透水性主要取决于裂隙、溶洞发育程度、溶洞充填情况。裂隙、孔洞充填程度越大,渗透系数则越低。基岩岩溶水为承压水。根据勘探资料,部分砂层含水层直接覆盖于基岩之上,第四系孔隙水与基岩水、岩溶水有一定的水力联系。

三、岩溶预处理措施

根据详勘报告揭示,本站主体结构23~33轴底板以下存在溶洞。岩溶主要发育于中风化钙泥质粉砂岩,洞顶埋深23.40~36.20 m,岩溶发育标高为-20.85~-37.07 m,车站位于岩溶发育深度范围之上。为了确保车站基坑施工期间围护结构的安全,满足车站围护及主体结构的承载力及变形要求,预防溶洞进一步发展,减少后期运营的风险,基坑开挖前对基坑范围内的溶洞进行处理,处理方法如下。

1.处理范围

(1)车站底板以下2 m范围内发现的溶洞;连续墙或中立柱以下2 m范围内发现的溶洞。 (2)需处理的溶洞边界线外放1.5 m,该范围内进行岩面注浆。

2.岩溶处理措施

由于溶洞主要发育于中风化钙泥质粉砂岩,故对于发现的溶洞采取注浆的方法进行填充加固,对于全充填溶洞采用压力注浆的方法进行填充加固。

四、工程风险识别

将本工程风险分为工程自身风险及周边环境风险,具体描述如下。

(一)该工程自身风险

本场地土层从上到下依次为<1-1>素填土、<2-1A>淤泥、<2-2>淤泥质粉细砂、<2-1B>淤泥质土、<3-1>粉细砂、<7-2>强风化泥质粉砂岩、<8-2>中风化泥质粉砂岩。人工填土、粉细砂、淤泥质土自稳性差;坑底淤泥质土、粉质黏土、粉细砂承载力低,下伏中风化泥质粉砂岩。车站标准段宽22.7 m,底板埋深约16.68 m,车站换乘节点段宽24.1 m,底板埋深约24.73 m。车站地质条件很差,自身风险主要有:

(1)地层带给基坑支护的不利影响,主要表现为坑壁人工填土、淤泥、淤泥质粉砂、粉砂,含水量丰富,透水能力好,基坑涌水量大,尤其是在强降雨的工况下可能加剧基坑的不稳定性,处理不当容易诱发基坑崩塌、滑坡,对基坑明挖法施工开挖不利。

(2)坑底为粉细砂等软弱土层,地质条件差,围护结构受力较大,变形较大,不利于控制车站沉降。

(3)溶蚀洞对建筑物的安全带来极大隐患,在一定条件下可能会发生地质灾害,造成地面塌陷或坍塌,严重威胁本工程及周边建筑物的安全。场地内存在近南北向走向的断裂,向东倾斜,断裂构造常造成岩体破坏、岩石破碎、地层的不连续,基岩面起伏变化加大,岩体的风化程度加深,出现风化深槽等不良工程问题。同时,破碎带地下水比较发育,易发生涌水、漏水事件甚至造成基坑淹没或坍塌。

(二)周边环境风险

1.建构筑物

基坑周边主要建构筑物的情况如图7.28所示。中山公园站周边建构筑物主要为车站北侧的文昌大桥和文昌路,西北侧的货运站场,东北侧为水果批发市场,东侧的餸朝海鲜酒楼(拆迁),南侧的中山公园内的海盗船等游乐设施以及野生动物救治中心。其中文昌大桥桥墩距离基坑边缘最近仅6 m,在0.7~1倍基坑深度范围内,属主要影响区。其变形控制要求较高,而开挖过程中,将不可避免地造成周边土体损失,引起周边建筑物沉降,施工过程中应对其加强监测及巡视,重点关注建筑物的不均匀沉降。通过监测及巡视信息指导施工,优化施工工艺,减少土层损失,控制建筑物变形。

图7.28 中山公园站周边建构筑物情况

2.周边重要管线

场地内主要的重要管线如表7.7所示。基坑临近燃气、给水、雨水、污水等多条重要管线,所有管线均沿基坑边缘敷设,管线变形控制要求比较高,在施工过程中极易因变形过大,造成管线破坏,需加强对管线及支护结构进行监测、巡视,重点关注管线差异沉降及开挖面渗漏水情况。通过监测及巡视信息指导施工,优化施工工艺,减少土层损失,控制管线变形。

表7.7 场地内重要管线信息

五、涌水涌砂及应急处置

(一)涌水涌砂概况

中山公园站主体基坑开挖过程中发生多次涌水险性事件,本文对其中主要的5次涌水险性事件进行总结分析,5次险性事件分别发生于2019年8月2日、9月22日、10月25日、10月30日以及2020年3月26日,具体情况如下。

1.2019年8月2日涌水

2019年8月2日上午约10:00,中山公园站主体基坑32-33轴位置出现坑内基底涌水现象,初期施工单位用铺盖棉被填堵加压方式,但反压效果不理想,之后采用护筒对涌水点进行封闭,并浇筑混凝土形成围堰。同时采用水泵进行持续抽水卸压,并在坑外进行注浆止水,然而经过几天时间的抽排之后水量仍然未见较小,最后采用土方回填反压的方式将涌水暂时止住。

2019年8月2日中山公园站主体基坑32-33轴第一层取土至约6 m,33-34轴第二层取土至约12 m,已完成第二道混凝土支撑,该区域开挖面正处于淤泥质粉细砂层,下部为淤泥质土及中粗砂层,根据地勘报告显示,该处基坑下方疑似存在溶洞。涌水点平面位置、剖面位置及附近监测点布设情况如图7.29所示。

2.2019年9月22日涌水

2019年9月22日晚上23:00左右中山公园站主体基坑16轴北侧地连墙接缝处出现涌水现象,通过回填反压接通引流管,同步进行坑外注浆的方法进行止水,至23日晚上涌水点封死。

2019年9月22日中山公园站主体基坑14-16轴第一层取土至约6 m,16-18轴第二层取土至约8 m,第二道支撑已完成,该区域开挖面正处于淤泥层,下部为淤泥质土及中粗砂层。涌水点平面位置、剖面位置及附近监测点布设情况如图7.30所示。

图7.29 基坑33轴涌水处平剖面及监测点布设示意图

图7.30 基坑16轴涌水处平剖面及监测点布设示意图

3.2019年10月25日涌水

2019年10月25日下午16:00左右,在11轴位置基坑土方开挖过程中,南侧侧壁发生基坑涌水情况,该幅地连墙上出现0.7 m×1.5 m缺陷,孔洞位置发生漏水(地面以下9.5 m位置),涌水量较大,涌水发生后施工单位采用堆填沙袋以及焊接钢板的方法进行封堵,晚22:00时分开始对沙袋形成的围堰进行混凝土浇筑,之后采用外运土方进行回填反压,同时坑外进行注浆处理,至26日凌晨3:30左右涌水基本得到控制。(www.daowen.com)

2019年10月25日中山公园站主体基坑9-12轴第三层取土至约13 m,已架设第二道钢支撑,第三道钢支撑未架设,该区域开挖面正处于<2-1A>淤泥、<2-2>淤泥质粉细砂,涌水点平面位置、剖面位置及附近监测点布设情况如图7.31所示。

4.2019年10月30日涌水

2019年10月30日晚上20:00左右,中山公园站基坑9轴北侧地连墙第三道钢支撑围檩处发生涌水情况,涌水点位于基坑深约13 m,涌水量较大,通过焊接钢板、袋装水泥反压并浇筑混凝土,接通引流管的方式对涌水点进行封堵,坑外进行注浆处理,至31日凌晨2:30左右涌水封堵完成。

2019年10月30日中山公园站主体基坑7-9轴取土完成,9-12轴第三层取土至约14 m,第三道支撑已完成,该区域开挖面正处于<2-1A>淤泥、<2-2>淤泥质粉细砂。涌水点平面位置、剖面位置及附近监测点布设情况如图7.32所示。

图7.31 基坑11轴涌水处平剖面及监测点布设示意图

图7.32 基坑9轴涌水处平剖面及监测点布设示意图

5.2020年3月26日涌水

2020年3月26日晚上21:30左右,基坑16轴北侧约17 m位置,地连墙连接缝出现涌水涌沙,基坑北侧路面出现小范围塌陷;同样采用焊接钢板、袋装水泥反压并浇筑混凝土,接通引流管的方式对涌水点进行封堵,坑外进行注浆处理,约23:00点完成封堵,3月27日约凌晨1:00路面塌陷基本完成回填。

2020年3月26日中山公园站主体基坑16轴处于换乘段位置,正进行第四层取土,已完成第二道混凝土支撑,该区域开挖面正处于<3-1>粉细砂中。涌水点平面位置、剖面位置及附近监测点布设情况如图7.33所示。

(二)应急处置措施

1.基底涌水

施工措施:现场险情发现人员立即将情况通知各方参建单位,由施工单位即刻组织抢险人员及应急物资进场,同时监测单位第一时间到场开展加密监测工作,根据监测数据的变化情况指导现场抢险工作。初期对涌水点堆码砂袋及棉布的形式进行反压,但反压效果不理想,无法阻止突涌现象。各方参建单位现场协商,重新拟订封堵方案,先采用钢护筒将涌水点围住,从钢护筒中抽排涌水,同时在护筒外侧进行采用回填沙袋及浇筑混凝土的形式形成围堰,之后持续抽排护筒内突涌地下水。

图7.33 基坑16轴涌水处平剖面及监测点布设示意图

上述措施仅仅达到集中排水、防止涌水范围扩大的效果,随着地下水的不断抽排,势必对周边地表及建构筑物的变形产生影响,在抽排数天且水量仍然未见减小的情况下,对涌水点接高钢护筒,护筒外侧回填反压,对护筒外侧进行注浆处理,最终通过回填土反压暂时将涌水止住。

监测措施:收到险情消息后第三方监测与施工监测单位立即组织人员及仪器设备,于半小时内至现场开展加密监测工作。首先做好进场前安全交底,查明涌水位置,明确现场安全作业注意事项。之后开展现场加密监测工作,按照2 h/次的频率进行现场加密监测,并对现场抢险情况及安全风险进行巡视,同时确定信息报送方式,采取抢险监测数据微信群的方式实时上传加密监测数据及现场巡视情况。监测应急处理流程如图7.34。

图7.34 应急处理流程

为保证后续施工安全,需要对岩溶区进行进一步处理,首先对无充填型溶洞进行黏土水泥膏浆固结充填,全充填型、半充填型溶洞采用较大灌浆压力及黏土水泥膏浆浆体自闭性对充填物进行注浆压密;对于较大水流流速的动水条件、直径超过0.5 m的溶洞或较大的溶蚀裂隙的特殊孔段,在采用黏土水泥膏浆难以堵水时,采用施工钻孔,先充填惰性材料或模袋膏浆等措施;再灌注黏土水泥膏浆或水泥-水玻璃双液灌浆方法进行处理。各类钻孔只要揭露溶洞即刻停止钻孔开始灌浆。同时通过在基底以下4 m范围施工咬合的双管旋喷桩形成加固体隔断地下岩溶水。

2.基坑侧壁发生涌水

施工措施:基坑侧壁涌水时,首先在涌水点插入导流管,确保导流管与地连墙漏水点接触紧密。用袋装水泥筑第一道围堰,同时筑第二道围堰。在第一道围堰与地下连续墙形成的空仓内填入碎石,然后用木板加盖,再在盖板上用袋装水泥覆压。在第二道围堰与地下连续墙形成的空仓内浇筑混凝土,边浇混凝土边灌入水玻璃,使之快速凝固。或灌入水泥浆液,边灌水泥浆边灌水玻璃,使之快速凝固。同时在地下连续墙外侧注浆处理,待导流管水量减小之后关闭阀门达到完全止水效果。

以2019年10月25日基坑南侧11轴涌水事件为例,首先基坑内漏水位置堆码砂袋及袋装水泥,并对地连墙漏水位置加焊钢板止水防止土质流失,在沙袋围堰内浇筑混凝土,再对该位置回填土进行反压(共回填土方29车),并在基坑外侧对地连墙接缝及周边建筑物外侧进行注浆。同时为了防止基坑继续变形,对11轴位置的钢支撑进行支撑轴力复查,存在轴力损失的及时进行补加;在第三道支撑上方1 m架设钢围檩后增设两道钢支撑,分别顶在缺陷两侧A17、A18连续墙上,同时对该位置反压土体进行喷锚处理。如图7.35。

图7.35 基坑11轴止水措施示意图

为防止地连墙接缝缺陷造成基坑开挖过程中再次出现涌水、涌砂现象,在基坑内、外岩溶灌浆结束后,在可能存在渗流通道的地连墙接缝处进行注浆处理。

(三)监测数据分析

因后四次涌水主要原因为地连墙接缝处突涌或地连墙墙体出现破洞进而导致坑外水涌入坑内,因此本书仅对2019年8月2日、2019年10月25日涌水险性事件的监测数据情况进行统计分析

2019年8月2日,根据现场监测数据显示,涌水发生后墙顶及立柱水平位移与沉降监测数据变化较小,其他监测项数据变化情况如下:

(1)周边建构筑物(文昌大桥)监测数据时程曲线如图7.36所示,由图中可得在8月2日基坑33轴发生涌水之后,直至8月4日大桥并未立刻发生明显沉降,但随着地下水的不断抽排,导致该区域地下水流失严重,打破了周边水土平衡,导致大桥部分桥台及桥墩点在8月6日之后发生了较为明显的沉降变化,其中变化的主要为桥墩点JGC-18、JGC-19、JGC-20以及桥台外侧挡墙点JGC-21、JGC-22。截至2019年8月22日,桥墩点最大累计沉降量为-9.8 mm,为JGC-18,桥台挡墙最大累计沉降量为-10.9 mm,为JGC-22。但是随着后期受坑外注浆、涌水处停止地下水抽排并进行土方回填等因素影响,东侧桥墩及桥台点沉降监测数长时间内还是保持相对稳定。

图7.36 文昌大桥沉降监测数据变化时程曲线图

(2)周边管线及地表沉降监测数据时程曲线如图7.37、7.38所示,由图中可得在8月2日基坑33轴发生涌水之后,直至8月10日之前管线及地表并未发生明显沉降,8月10日之后发生少量沉降原因为现场施工车辆碾压及材料堆载导致。

图7.37 基坑33轴附近管线沉降监测数据变化时程曲线图

图7.38 基坑33轴附近地表沉降监测数据变化时程曲线图

(3)基坑33轴附近地下水位及支撑轴力监测数据时程曲线如图7.39、7.40所示,由图中可得在8月2日基坑33轴发生基底涌水之后,支撑轴力变化并不明显,地下水位监测数据同样基本保持相对稳定。但根据现场情况显示,初步分析疑似该处附近地下水位孔受注浆影响已被封堵导致失效。

图7.39 基坑33轴附近地下水位监测数据变化时程曲线图

图7.40 基坑33轴附近支撑轴力监测数据变化时程曲线图

(4)基坑33轴附近墙体测斜监测数据时程曲线如图7.41所示,涌水发生后根据监测数据显示,涌水处测斜在涌水前后并未发现明显变形,但是随着后期注浆措施的实施,不断地在地连墙外侧注浆导致地连墙中下部发生明显变形。

2019年10月25日,根据现场监测数据显示,涌水发生后墙顶及立柱水平位移及沉降监测数据变化较小,其他监测项数据变化情况如下:

(1)周边建构筑物(中山公园内野生动物救治中心)监测数据时程曲线如图7.42所示。由图中可得在10月25日基坑11轴地连墙发生涌水之后,南侧野生动物救治中心一层平房发生了较为明显的沉降变化,其中最大沉降变化为点JGC-31,最大累计沉降量为-40.5 mm,涌水前后发生了-13.9 mm,该点位距离基坑边缘仅约5 m。

(2)周边管线及地表沉降监测数据时程曲线如图7.43、7.44所示,由监测数据可得,雨水管线箱涵发生较明显的沉降,管线点GXC-02-20期间发生最大沉降量-9.2 mm,管线点GXC-02-21最大累计沉降-23 mm。地表点DBC-07-01在涌水期间发生最大沉降量-6.7 mm,最大累计沉降-33.4 mm。

(3)基坑11轴附近地下水位、支撑轴力及墙体测斜监测数据时程曲线如图7.45、7.46、7.47所示,涌水险性事件发生之后由于坑外注浆的影响导致地下水位孔DSW-02、DSW-03失效,DSW-04发生了少量的下降,下降量约为-160 mm。第一道混凝土支撑ZCL-11-01发生了明显的变化,涌水前后增大了1 817 kN,第二道钢支撑轴力变化较小。但是随着抢险过程中坑外不断地注浆加固,引起地连墙中下部发生向坑内较大的变形,涌水前后测斜ZQT-25发了明显变形,单次最大变形达56.3 mm(13.5 m),最大累计变形达106.6 mm(12.5 m)。同时,在8月29日对该涌水处进行二次注浆处理时,同样引起了该处测斜及第一道混凝土支撑轴力的变化,测斜ZQT-25单次变化 11 mm(10 m),最大累计达118.9 mm(12 m),支撑轴力ZCL-11-01受压逐步变小,由受压转变为受拉状态,单次变化-303.5 kN,待注浆停止后,最终稳定在-1 500 kN左右,测斜ZQT-25之后保持相对稳定。

图7.41 基坑33轴附近墙体测斜监测数据变化时程曲线图

图7.42 野生动物救治中心沉降监测数据变化时程曲线图

图7.43 基坑11轴附近管线沉降监测数据变化时程曲线图

图7.44 基坑11轴附近管线沉降监测数据变化时程曲线图

图7.45 基坑11轴附近地下水位监测数据变化时程曲线图

图7.46 基坑11轴附近支撑轴力监测数据变化时程曲线图

图7.47 基坑11轴附近墙体测斜监测数据变化时程曲线图

六、小 结

由上述监测数据分析可知,当发生涌水险性事件时,不管是事件本身导致地下水流失或者是涌水封堵过程中注浆及周边抢险物资、车辆的堆载等因素,不可避免会对基坑围护结构及周边环境的稳定造成一定的影响,主要反映周边建构筑物、管线及地表的沉降以及地连墙墙体的变形,因此必须事前做好有效的风险控制、事中事后采用妥善的应急措施,因此建议:

1.做好风险识别及预防

(1)充分掌握场地范围内对基坑支护稳定不利地层情况,例如人工填土、淤泥质土层、砂层、岩溶及断裂带等,必要时开展补勘工作。众所周知,软土及砂层类地层自稳性差,含水量丰富,地下水位浅,易发生涌水。岩溶地区则易引起岩溶塌陷、地面塌陷、支护结构变形倒塌、基坑突水突泥等地质灾害。对影响较大的溶洞须提前进行填充处理,防止基坑开挖施工涌水、底板沉降过大或坍塌的事故发生,降低工后差异沉降,满足运营安全。

(2)做好周边建构筑物及管线保护工作。开工前做好对周边建(构)筑物、管线的详细调查,特别查明施工影响范围内的不明构筑物、地下室轮廓线、建筑物基础等情况,并针对不同建(构)筑物情况制定相应的保护措施,确保施工过程中基坑周边建(构)筑物的安全。对于岩溶区基坑边存在重要建构筑物的情况,可在该处地连墙进行槽壁加固措施。对于迁改管线要保证改迁质量,管底土体进行足够夯实。基坑施工过程中对基坑周围及基坑上方的管线加强监测,控制其变形在允许范围内,发生变形超限等情况,应查找原因。如果管线变形一直在扩大,难以控制时,应停止基坑开挖,及时注浆加固土体或采取其他有效措施进行处理。

2.保证施工质量

确保围护结构施工质量是保证基坑稳定的关键。地连墙施工过程中必须对地连墙的垂直度、厚度、接缝质量、钢筋笼质量、混凝土密实度、主筋保护层厚度等进行严格的质量控制,确保墙体混凝土密实不渗水,接缝紧密不夹泥和不漏水。除此之外,在基坑开挖过程中密切关注基坑内外的水位变化情况和围护墙体表面渗漏水情况,若发现围护墙体表面出现渗漏情况,立即停止开挖,对渗漏处及时进行注浆止水处理;若渗漏较大,则对正开挖的部位立即回填土,分析原因,查找渗漏点的具体位置,做好止水措施,经检查基坑内外水位无明显变化后再进行基坑土方开挖。基坑土方开挖遵循“纵向分段、竖向分层、先撑后挖”的原则,严禁超挖,及时架设钢管支撑、施加有效预加应力。做好基坑内排水,及时施作垫层封底。同时在基坑开挖过程中严格控制基坑周边荷载,严禁堆载。

3.建立完善应急体系

施工单位及监测单位要制定完善的应急制度,不仅需要有完整的应急组织架构,同时要做好应急预案的编制,拟定切实有效的应急措施,并且配备充足的应急物资及人员。

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