基坑边坡渗水流沙处理方案.docx

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基坑边坡渗水流沙处理方案

基坑边坡渗水、流沙应急方案

编制：

审核：

审批：

一、编制依据

设计文件

1、《岩土工程勘察报告》

2、本工程相关图纸。

国家相关规程规范

《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；

《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）

《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；

《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）。

二、工程概况及工程水文地质条件

工程概况

2.1.1参建单位概况

建设单位：

勘察单位：

设计单位：

监理单位：

施工单位：

2.1.2工程基本概况

拟建工程场地位于石嘴山市大武口区。

坐落在世纪大道西侧，北与金晶路相邻，总建筑面积约为150000平方米，本工程±相当于绝对高程。

经调查，场区原为连片鱼塘。

经填方平整后，整个场地地形较平坦。

本工程±为，成形工段场地基本平整，场地标高接近±，熔化工段场地起伏较大，自然地面标高约为。

熔化工段垫层底标高为，基坑开挖深度为，基坑安全等级为二级。

配料车间垫层底标高为，基坑深度为设计，基坑安全等级为三级。

根据目前图纸提供情况，已确定熔化工段边坡采用联合支护方式，~采用1:

土钉墙支护，~采用1:

1自然放坡；配料车间~采用1:

自然放坡，上部采用1:

1自然放坡。

工程地质条件

2.2.1场地地形概况

勘探点地面高程～，最大高差。

地貌单元隶属贺兰山东麓冲洪积平原。

拟建场区大地构造位置处于祁吕贺山字型构造脊柱复合部位。

场区及周围没有发现大的区域性断裂构造，第四系沉积地层厚度巨大，以砂土为主，地质条件稳定。

拟建场地地表有植被发育，熔化成形工段场地不平整，高差较大，表层为新近回填的素填土，混有小卵石煤渣等。

场地周边无建筑物和地下管线,且场地较宽阔。

2.2.2气象环境

石嘴山属中温带干旱、半干旱大陆性高原气候区，气候干燥，雨量稀少，日照充分，蒸发强烈，风大沙多，夏热而短促，冬寒而漫长，冷热变化急剧，年温差、日温差较大。

统计近35年气象资料，石嘴山大武口地区，最高气温39℃，最低气温-23℃。

最大降雨量174mm，最大蒸发量2157mm，最大风速22m/s，西北风及偏西风为主导风，基本风压值m2，基本雪压值取m2。

土壤标准冻深，每年11月下旬开始冰冻，翌年3月解冻。

2.2.3地层土质概述

场区内除地表浅部分布有素填土外，其下为第四系湖积、冲洪积相地层。

各土层岩土工程性状自上而下分述如下（地层编号与剖面图一致）：

素填土（Q4ml）：

厚～2.20m，平均1.22m；层底标高～1100.64m，平均1099.60m。

土黄色～黄绿色，以粉土为主，含黏土物质，混有少量草根，局部含煤渣。

干燥～稍湿，松散。

层内取Ⅱ级原状土样9件，做标准贯入试验87次，物理力学指标统计如下表：

统计值

指标

样本数n

最大值-最小值

平均值

标准差

σ

变异系数δ

修正系数γs

标准值φk

天然含水量W（%）

9

天然重度γ（kN/m3）

9

干燥重度γd（kN/m3）

9

天然孔隙比e0

9

压缩系数a1-2（Mpa-1）

9

压缩模量Es1-2（Mpa）

9

标贯修正击数N

87

堆积年代小于5年，土质很不均匀，建议挖除。

②粉质黏土（Q4al+l）：

厚～，平均。

层底埋深～，平均；层底标高～，平均。

整个场区均有分布。

黄绿色，局部泛灰绿色。

夹粉土条带，局部增厚成层状或透镜状（

-1粉土，另述）。

含少量粉细砂。

湿～饱和，可塑。

层内取Ⅱ级原状土样69件，做标准贯入试验1240次，物理力学指标统计如下表：

统计值

指标

样本数n

最大值-最小值

平均值

标准差

σ

变异系数δ

修正系数γs

标准值φk

天然含水量W（%）

68

液限WL（%）

68

塑限WP（%）

68

天然重度γ（kN/m3）

68

干燥重度γd（kN/m3）

68

液性指数

IL

68

天然孔隙比

e0

68

压缩系数a1-2（Mpa-1）

68

压缩模量Es1-2（Mpa）

68

标贯修正击数N

1240

由原状土样孔隙比e0及液性指数IL查表确定承载力基本值ƒ0=260kPa,回归修正系数ψf=，承载力特征值ƒak=247kPa；标贯统计结果确定承载力特征值ƒak=250kPa。

考虑土层不均匀因素，推荐其承载力特征值ƒak=180kPa。

-1粉土（Q4al+pl）：

厚～2.3m，平均1.23m。

层底埋深～7.6m，平均5.0m。

夹于第

层粉质黏土层中，黄绿色及黄褐色，含粉质黏土条带。

摇振反应中等，无光泽反应，干强度、韧性低。

湿～饱和。

多呈中密状态。

层内取Ⅱ级原状土样11件，做标准贯入试验78次，物理力学指标统计如下表：

统计值

指标

样本数n

最大值-最小值

平均值

标准差

σ

变异系数δ

修正系数γs

标准值φk

天然含水量W（%）

11

液限WL（%）

11

塑限WP（%）

11

天然重度γ（kN/m3）

11

干燥重度γd（kN/m3）

11

天然孔隙比e0

11

压缩系数a1-2（Mpa-1）

11

压缩模量Es1-2（Mpa）

11

标贯修正击数N

78

由原状土样孔隙比e0及含水量W确定承载力基本值ƒ0=220kPa,回归修正系数ψf=，承载力特征值ƒak=205kPa；标贯统计结果确定承载力特征值ƒak=180kPa。

综合推荐其承载力特征值ƒak=180kPa。

③细砂（Q4al+pl）：

厚～，平均。

层底埋深～，平均；层顶标高～，平均。

灰绿色～黄褐色，以细砂为主，含小砾，局部夹砾石薄层及透镜体，夹粉土及粉质黏土条带。

主要矿物成分以石英、长石为主，含云母及暗色矿物。

饱和，多呈中密状态。

层内做标准贯入试验424次，将标贯修正击数分别进行统计，结果如下表：

样本数n

最大值max

最小值

min

平均值

φm

标准差

σ

变异系数

δ

修正系数

γs

标准值

φk

424

推荐地基土承载力特征值ƒak=220kPa

粉土（Q4al+pl）：

层顶埋深～11.0m，平均8.64m。

层顶标高～1095.0m，平均1092.08m。

黄褐色，含少量粉砂颗粒。

饱和。

无光泽反应。

呈中密状态。

层内做标准贯入试验682次，将标贯修正击数分别进行统计，结果如下表：

样本数

n

最大值

max

最小值

min

平均值

φm

标准差

σ

变异系数

δ

修正系数

γs

标准值

φk

682

推荐地基土承载力特征值ƒak=250kPa。

粉质黏土（Q4al+pl）：

厚～2.75m，平均2.09m。

为本次勘察底部控制地层。

黄褐色及灰绿色，含少量粉土颗粒。

可塑～硬塑。

无摇振反应。

切口光滑，具光泽。

干强度及韧性高。

层内做标准贯入试验21次，将标贯修正击数分别进行统计，结果如下表：

样本数

n

最大值

max

最小值

min

平均值

φm

标准差

σ

变异系数

δ

修正系数

γs

标准值

φk

21

推荐地基土承载力特征值ƒak=350kPa。

水文地质条件

场地及周边无河流、水库、湖泊等地表水系，勘察期间正值丰水期，实测地下水位埋深，平均（即水位高程）。

属潜水类型，受大气降水及地下水侧向补给，水位动态年变化幅度约。

石嘴山市大武口区地处宁夏干旱区（K＞），场地土层以粉质黏土为主，属弱透水层。

土的含水量W＞20%，熔化工段和配料车间采用深基础，基础置于弱透水层的地下水中，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）（2009年版）附录G之规定，判定场地环境类型为Ⅱ类。

三、边坡渗水原因分析及处理措施

边坡渗水原因分析

本工程基坑降水方式采用井点降水，目前熔化工段周边共设降水井40口，间距为12m，熔化、成形工段之间降水井共设4口，间距20m，井深21-22m，截止至本方案编制之日，熔化工段已持续降水40天，成形工段未降水。

目前熔化工段周边降水井内水位保持在-21m~-22m，各井出水量均匀，无明显减小现象，基坑内观测井水位-14m~-18m。

因场地原为连片鱼塘，且开挖后发现地质状况较复杂，经分析，熔化工段边坡渗水主要为土层内富含水。

因局部含水层（细沙）被弱透水层及隔水层（粉质粘土、粘土层）隔离，水无法快速渗入降水井内，导致基坑开挖后局部出现渗水现象，且伴随流沙。

边坡渗水、流沙处理措施

截止日熔化工段基坑内渗水及流沙位置如下图：

3.2.1边坡渗水处理措施

结合当地经验及相关专家建议，根据本工程特点及现状，制定边坡渗水处理措施如下：

1、在局部水量较大的部位加设降水井。

2、因边坡渗水处持续时间较长，为防止坡脚长期浸泡冲刷导致边坡坍塌，在对坡脚进行修整后，采用沿坡脚位置垂直打入3m长钢管，根据现场情况，钢管间距取2m，锚固段长度2m，外露部分长度1m，钢管应刷防锈漆后使用。

在钢管上固定3m长竹串片（8#铁丝固定牢固）形成支挡结构，并在边坡及竹串片间填碎石作为反滤层，保证坡脚渗水能排入排水沟内且不造成泥土流失，沿钢管外侧设200x200排水沟坡度5‰，表面硬化避免渗水，在排水沟端部设500深集水坑。

具体做法如下图：

3、局部独立基础开挖后有少量渗水的，可先将水清除后，将槽底淤泥清理完毕，然后用设计指定地基换填材料拌干水泥，并及时分层回填夯实。

边坡流沙处理措施

加强地质勘探和调查研究，在地层标高附近有粉砂层时，加大降水措施力度，做好预防工作；若开挖到砂层遇流砂时，应立即停止开挖，针对不同程度的流砂现象可采取下列措施。

3.2.1引流导流

开挖过程中发现流沙后应及时用沙袋及土工布封堵，然后距流沙处5m挖探沟引流，集水并及时排出，目前探沟位置如图所示

3.2.2尽快锚喷封闭

1、为防止渗水时连带的涌沙、涌水甚至坍塌，基坑开挖后，立即对开挖面封闭。

基坑开挖面出来后及时进行土钉墙施工，达到围护土体效果。

砂层存在坍塌可能时，可先绑扎钢筋网片并稍作喷护，边坡稳定后再打孔进行土钉施工,土钉的数量可根据现场情况适当增加，若土质不稳定，可局部增加一排土钉。

2、调整土方开挖分层厚度，由1.5m～2m调整为不超过1.5m。

当开挖到砂层时，可适当调整开挖高度为1m，依靠反压土阻挡对外侧砂层土体的涌动力，对开挖出的桩面及时采取防护措施。

3、现场配备沙袋、土工布等材料，如遇到桩间土急剧流失且水量较大的情况，立即使用沙袋和土工布进行封堵。

沙袋装适量砂有序堆垒在桩间土流失的部位填实，并用土工布封堵防止砂土流失。

3.2.3备用支护方案

若砂层厚度较大且持续渗水，土钉墙无法按方案施工、土钉深度不能满足要求时，应调整方案，采取放坡复合土钉墙支护,根据现场情况，可用微型钢管桩复合土钉墙作为备用方案。

微型钢管桩施工工艺如下：

1、施工工序与施工工艺

施工机械：

成孔采用SH-30钻机或锚杆钻机。

施工顺序：

首先开始进行微桩成孔施工，成孔验收合格后放入钢管，钢管直径为48mm，注入水泥浆。

施工工艺：

场地平整→放桩位→钻机就位→钻进成孔→注浆→放入钢管。

2、微桩施工简述

平整场地；根据设计要求放出基坑边线及定出桩位，安装钻机进行成孔作业。

注浆钢管制作焊接：

根据设计图纸要求的深度进行下料，钢管连接处进行加强焊接。

本工程桩长为6m，可不考虑焊接。

测量放线：

根据设计要求的间距、排距及设计提供的标高进行测量放线。

孔距定位：

根据设计的孔洞直径、间距、排距使用筷子打入地下进行定位。

微型桩定位：

本工艺采用干成孔方式钻孔，根据微型桩定位，在成孔位置上进行钻头准确定位，支撑脚腿下进行夯实后垫方木，确保其稳定。

就位钻孔：

将螺旋钻机或SH-30安放在指定位置，安放水平，防止倾斜；将钻杆抬至钻机旁，启动钻机，慢慢钻进；每进深2m,需要接一次钻杆，直至得到设计有效深度。

钻孔：

钻孔前按设计方案要求将钢管接长，搭接部位要用12钢筋加固帮接接焊，帮接长度不小于钢管直径的两倍，焊缝应饱满，并应检查钢管的垂直度，焊工必须有焊工证，施焊前应试焊；桩尖端部2米以下范围内钻出浆口，直径15mm，间距400mm，出浆孔呈梅花型交错布置。

拌制水泥浆：

水泥浆采用专用机械进行拌制，水泥采用矿渣硅酸盐水泥，水灰比控制在～之间，把拌制的水泥浆放入钢制的1m*1m*1m灰槽内或地面储浆坑内，然后由注浆机注浆。

成孔后放入钢管，钢管采用直径48mm的钢管。

钢管放入孔中要居中。

注水泥浆：

注浆管需装设压力表，注浆压力为，水灰比控制在～之间，注浆后暂不拔管，直至水泥浆从管外流出为止，拔出注浆管，密封钢管端部，加压数分钟，待水泥浆再次从钢管外流出为止。

水泥浆强度不小于M20。

3、微桩质量控制标准

孔垂直度不能大于%。

实际注浆量与理论注浆量之比应大于。

4、微桩质量事故处理预案

孔壁坍塌要跟管钻进。

注浆后要及时补浆直到凝固后空孔不大于300mm。

5、质量保证措施

项目

序号

检查项目

允许偏差或允许值

主控项目

1

孔深

±100mm

2

桩位

±50mm

一般项目

1

孔垂直度

不大于%。

 6、微型钢管桩安全控制措施：

微型钢管桩施工之前，对每个班组进行技术交底和安全交底，使每个工人都牢固树立质量和安全意识。

注浆时注浆管不得弯折缠绕，时刻注意压力表，以免压力过高管炸伤人。

现场插拔注浆管人员配带防护眼睛，以免浆液溅入眼中。

每根桩注浆结束后，注浆管要保持压力3分钟，等压力消散之后拔掉注浆管，这样既有利于注浆效果和保证桩身质量，也避免了压力过高造成安全事故。

微型钢管桩施工完毕后，再进行该部位土钉墙施工。

7、复合土钉墙剖面图如下：

四、突发事件应急预防

为确保制定的安全施工管理及技术措施的有效实施和优化，由项目经理全面负责本工程的安全生产工作。

成立安全环保部，按照石嘴山市要求，按管理分项配置人员，负责项目安全生产的顺利实施。

公司总部还将派安全总监进驻现场，实行安全的垂直管理。

建立以项目经理为首，项目副经理、项目总工、安全总监、安全工程师、责任工程师/工长、班组长、生产工人组成的应急管理体系。

项目应急管理组织机构见下图。

在周边土压力是特大雨作用下，基坑围护结构可能发生破坏，或是在土方开挖时出现坍塌现象。

出现这种情况后将采用如下处理措施：

1）事故发生后，应立即报告应急抢险指挥部。

2）挖掘被掩埋伤员及时脱离危险区。

3）清除伤员口、鼻内泥块、凝血块、呕吐物等，将昏迷伤员舌头拉出，以防窒息。

4）进行简易包扎、止血或简易骨折固定。

5）对呼吸、心跳停止的伤员予以心脏复苏。

6）尽快与120急救中心取得联系，详细说明事故地点、严重程度，并派人到路口接应。

7）组织人员尽快解除重物压迫，减少伤员挤压综合症的发生，并将其转移至安全地方。

8）若有骨折时应及时用夹板等简易固定后立即送医院。

9）基坑加强排水措施；

10）加强支护，对边坡薄弱环节进行加固处理；

11）迅速运走坡边弃土、材料、机械设备等重物；

12）如遇坍塌，立即派抢险队抢险，在周围槽壁增加钢支撑，在坍塌处叠放沙袋，加钉木桩和型钢，控制槽壁变形，减少坍塌面。

13）尽快回填超挖土方或堆土反压。

14）调整分层开挖的高度，每层开挖后立即进行喷锚与支撑作业，封闭并加固基坑周边土体。