一种控制多层含水层越流补给保护周围环境的施工方法技术

本发明专利技术提供了一种控制多层含水层越流补给保护周围环境的施工方法，所述方法充分考虑地下连续墙挡水及减少周边环境沉降的作用，通过理论方法及数值模拟进行分析，确定是否需要通过水泥搅拌防越流墙加固地下连续墙，进而确定最佳的水泥搅拌防越流墙高度，在满足周边环境沉降的情况下，起到经济性和保护周围环境的双重效果。本发明专利技术在施工前确定水泥搅拌防越流墙高度，优先完成水泥搅拌防越流墙施工，使得施工效率较高，使用材料较少，成本较低，施工操作方便，可靠度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下建筑施工
的方法，具体地，涉及一种控制多层含水层越 流补给保护周围环境的施工方法。
技术介绍
城市化的迅速发展，极大地促进了城市高层建筑和地下空间的大规模开发，深基 坑、超深基坑不断涌现，其中上海中心大厦基坑开挖深度31. 3m、上海地铁十三号线淮海路 站端头井开挖深度35m，基坑工程逐渐朝大深度、大面积方向发展。然而随着深度的增加， 工程水文地质中的不确定因素逐渐增多，基坑施工安全及基坑施工对周边环境的影响变得 至关重要。在基坑施工过程中，如果地下水位过高，则需要对基坑工程进行大面积临时性降 水。在我国部分地区弱透水层与承压含水层交互堆积，不能起到隔水的效果。下卧承压含 水层降水过程中，上部含水层会产生从弱透水层的越流补给现象，导致降水过程中时常出 现越流现象，对周边环境造成较大的沉降或引起基坑底部发生突涌现象，造成工程事故，据 统计70%以上的基坑工程事故是由于基坑开挖过程中降水不当导致的。因此，如何减小地 下水对基坑开挖及周边地层的影响，控制多层含水层越流补给的问题是工程中的技术难点 之一。 经过对现有的文献检索发现，中国专利申请公布号为"CN102995647A"， 为一种粧孔注浆隔渗的地下水控制方法，该专利自述为："钻粧孔至含水层降水位置暂停粧 孔钻孔，在已成孔的孔底超前钻劈裂注浆孔；采用劈裂注浆法在与劈裂注浆孔对应的位置 形成大直径水平圆饼状注浆加固土隔渗体；继续钻粧孔到粧底深度位置，清粧孔后依序完 成钢筋笼吊放和混凝土灌注，直至完成钻孔灌注的粧施工"该技术可以在一定程度上减小 越流，达到减压降水保护地下水和地面沉降的效果。但是，该专利注浆过程中，无法控制确 保达到预期的封闭效果，而且从底部每隔一米注浆一次，注浆量太大，造成资源的极大浪费 和施工效率的下降。所以，该技术仅适用于基坑范围较小或者小面积的端头井，适用条件较 窄，且浪费大量材料，效率相对较低。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种控制多层含水层越流补给保护 周围环境的施工方法，该方法充分考虑地下连续墙挡水及减少周边环境沉降的作用，通过 理论方法及数值模拟进行分析，确定是否需要通过水泥搅拌防越流墙加固地下连续墙，进 而确定最佳的水泥搅拌防越流墙高度，在满足周边环境沉降的情况下，起到经济性和保护 周围环境的双重效果。 为实现以上目的，本专利技术提供一种控制多层含水层越流补给保护周围环境的施工 方法，所述方法包括如下步骤： 第一步、对施工现场进行土层划分，随后对获取的施工现场土样进行室内常规土 工试验，得到施工现场各土层的厚度及相关物理力学参数； 优选地： 所述的获取施工现场土样是指：用厚壁取土设备在施工现场对基坑开挖区域从地 面至基坑坑底设计深度的3倍范围内取土；用于做室内常规土工试验的取土数以每层土不 少于三个试件为宜； 所述的相关物理力学参数是指：各层土体的湿密度P、含水量w、压缩系数a、渗透 系数K ; 所述的室内常规土工试验是指：密度试验、含水量测定试验、侧限压缩试验、常规 渗透试验；所述含水量测定试验是指通过烘干土样得到土体的含水量W ;所述密度试验是指通过环刀法密度试验方法测得各层土样的湿密度P，并计算得 到孔隙比e ; 所述侧限压缩试验是通过压缩仪按照加载等级50、100、200、300、400kPa依次加 载，每级荷载恒压1~2h，绘制孔隙比e与加载荷载P曲线，并计算得到该曲线斜率，即土体 压缩系数a ; 所述常规渗透试验是指通过常水头渗透试验和变水头渗透试验测定土样的渗透 系数K，所述常水头渗透试验适用于卵石、碎石、粗砂、中砂、细砂的粗颗粒土，所述变水头渗 透试验适用于黏土、粉质黏土、淤泥质黏土的细颗粒土。 更优选地，所述孔隙比e由以下公式确定：【主权项】1. ，其特征在于，所述方法包 括如下步骤： 第一步、对施工现场进行土层划分，随后对获取的施工现场土样进行室内常规土工试 验，得到施工现场各土层的厚度及物理力学参数； 第二步，对基坑进行底板稳定性验算，确定是否需要对承压含水层进行降水，若需要进 行降水则采用非完整井降水，确定该承压含水层水位下降深度； 第三步：根据第二步验算结果，采用数值模拟方法建立模型，对施工现场进行开挖过程 中一定天数降水模拟，分析基坑周边承压含水层水位变化及地面沉降； 第四步，在第三步模型的基础上，在模型中地下连续墙的正下方设置水泥搅拌防越流 墙，对设置了水泥搅拌防越流墙的工况进行开挖过程中一定天数降水模拟，得到的最佳的 水泥搅拌防越流墙高度； 第五步，根据第四步中得到的最佳的水泥搅拌防越流墙高度，完成水泥搅拌防越流墙 施工，再进行相应地下连续墙施工。2. 根据权利要求1所述的，其 特征在于，第一步中： 所述的室内常规土工试验是指：密度试验、含水量测定试验、侧限压缩试验、常规渗透 试验； 所述的相关物理力学参数是指：各层土体的湿密度P、含水量w、压缩系数a、渗透系数K； 所述密度试验是指通过环刀法密度试验方法测得各层土样的湿密度P，并计算得到孔 隙比e。3. 根据权利要求1所述的，其 特征在于，所述第二步，具当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制多层含水层越流补给保护周围环境的施工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：第一步、对施工现场进行土层划分，随后对获取的施工现场土样进行室内常规土工试验，得到施工现场各土层的厚度及物理力学参数；第二步，对基坑进行底板稳定性验算，确定是否需要对承压含水层进行降水，若需要进行降水则采用非完整井降水，确定该承压含水层水位下降深度；第三步：根据第二步验算结果，采用数值模拟方法建立模型，对施工现场进行开挖过程中一定天数降水模拟，分析基坑周边承压含水层水位变化及地面沉降；第四步，在第三步模型的基础上，在模型中地下连续墙的正下方设置水泥搅拌防越流墙，对设置了水泥搅拌防越流墙的工况进行开挖过程中一定天数降水模拟，得到的最佳的水泥搅拌防越流墙高度；第五步，根据第四步中得到的最佳的水泥搅拌防越流墙高度，完成水泥搅拌防越流墙施工，再进行相应地下连续墙施工。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，邹洪宝，汪俊，沈水龙，袁垚，史运杰，郭钦利，邢本康，马晓松，马志珑，曹志刚，林文雄，赵鸿儒，冯越，钱佳亘，李双军，张宇彤，
申请(专利权)人：中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11