花岗岩残积土的系统处理技术

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引言
本文所述工程位于花岗岩残积土地段，为地铁深基坑工程，该类土属于特殊土，类似工程施工
中成功的经验不多，如广州地铁天河客运站、五山站、天华盾构始发井及市番盾构井等工程，多次
出现抢险，一度出现基底土体扰动、软化，导致施工无法进行，围护结构地下连续墙嵌固深度大大
减小，基坑出现严重安全隐患，教训极为惨痛。 花岗岩残积土层在全国范围内分布较为广泛，珠三角地区分布较多，在地铁工程涉及的较多，
２．３为了避免结构出现工后沉降及不均匀沉降而导致的大范围开裂问题，采用了工后 注浆的措施进行处理。
由于碎石疏水层不南实，具有较大的孔隙率，施【过程中可以起到有教的作用．但是结构完成
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后，将成为结构正常工作的一个隐患，有了有效解决该问题，建议设计增加了碎石疏水层工后注浆 项目Байду номын сангаас并在盲沟中预埋了大直径盲管连通到各个施工块的降水井，注浆施工由每个施工块的降水井 进行，可以保证浆液达到预期的扩散范围。由于注浆的目的是填充碎石之间的孔隙，因此具体的注 浆量可按碎石的孔隙率进行初步估算，并做好注浆管清洗工作，以被以后二次注浆使用。
３结论
针对花岗岩残积土的特殊土性对深基坑工程施工可能产生的影响，本文给出了一套“工前预处 理，过程中疏排水并及时覆盖，工后注浆处理”的系统处理方法，可以成功地解决该类土层中施工 难、安全风险大、工后结构质量易受影响的问题，主要作用表现在以下几个方面： （１）解决了基底土体崩解、软化导致的土方开挖施工困难问题。 （２）解决了由于地下水压力作用及土体膨胀作用而导致的混凝土垫层隆起开裂问题，确保了后 续施工的正常进行。 （３）迅速覆盖有效的保护了基底土体，减小了对基底土体的扰动，保证了被动土压力的有效发 挥，避免了由于土体软化而导致的地下连续墙实际嵌固深度减小而带来的地下连续墙踢脚等安全问 题，降低了施工风险。 （４）避免了由于过度抽取地下水而导致的周边建筑物及地面过度沉降问题。 （５）有效控制了结构的工后沉降，确保了结构的工后质量不受施工措施影响，同时可以避免由 于基底的不密实（碎石层）而造成的列车运营不稳定问题。 参考文献
［１］ ［２］ ［３］ ‘地下铁道、轻轨交通岩土勘察规范》（ＧＢ５０３０７—１９９９） ‘地下工程设计施工手册》，中国建筑工业出版社夏明耀曾进伦 ‘陆培炎：科技著作及论文选集》，科学出版社
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花岗岩残积土的系统处理技术
作者： 作者单位： 陈宝太 广东省基础工程公司
本文链接：/Conference_7686739.aspx
花岗岩残积土的系统处理技术
陈宝太 广东省基础工程公司
摘要＃本文针对花岗岩残积土遇空气崩解，遇水软化的这一特殊土性造成的深基坑工程施工困难．基坑安全
状态不可控、周边环境破坏大等现象，介绍了一套工前预处理．过程中疏排水并及时覆盖，工后注浆的一套完整方 法，以供参考．
关键词：花岗岩残积土，深基坑施工、崩解，软化
２．２过程中疏排水并及时覆盖，使水压可以；肖散并尽量减小对土体的扰动。
具体体现在以下几个方面： （１）采用了“连续开挖，分层、连续降水”的施工方法，避免了传统的先降水后施工导致的周
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边环境破坏问题。 花岗岩残积土属于特殊土，砾粒及砂粒约占５０％，粉粒约占４０％，粘粒约占１０％，粘粒含量较 少，土体的渗透系数为Ｏ．０３３ｍ／ｄ，透水性较差。但实际施工中出现了基坑涌水量较大、素混凝土垫 层隆起开裂现象、基底土体软化回流，施工极为困难的现象，同时出现了地下连续墙轻微踢脚的现 象，其主要是由于基底土体受到扰动后渗透性发生了变化，垫层以下地下水压力无法消散、基底土 体长时间暴露等原因所致。针对以上情况采用了“连续开挖，分层、连续降水的施工方法”。 ａ）连续施工 所谓连续施工就是将土方及碎石铺设等相关班组分成两至三个班，进行倒班施工，中间尽量不 间断或间断时间不超过表层土体彻底软化的时间。根据早期施工观察，花岗岩残积土在无外部水源 作用下六个小时以内的软化情况不是很明显，六至十－－，Ｊ，时期间开始逐步软化，十二小时后边坡位 置基本形成渗流通道，出现多股连续水流，土体出现明显软化现象，边坡逐步出现垮塌和软化土体 顺水流滑移现象，因此确定本工程土方开挖施工间隔时间尽量控制在六小时以内。 土体在遇水后性质发生了明显变化，土体基本丧失了承载能力，自身难以维持超过１５度的自稳 坡面，基本呈现流态。在地下水的长期作用下（不考虑其他扰动影响），土体的软化深度基本都在 Ｏ．８ｍ至ｌｍ之间，因此，为了基坑的安全，在设计计算时不应考虑该部分软化土体的被动土压力作 用，建议设计在地下连续墙设计时嵌固深度ｈ应在原有的基础上增加ｌｍ。 ｂ）密集布设盲沟，并铺设碎石疏水层，进行分层、连续降水。
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采用了分层连续降水的方法．即开挖到哪一崖疏排哪。崖的水，并避免基坑积水。在结构底板施工 完成一段时问后，即停止抽取临时降水井中的水，但不封住临时降水井，让底板下的水自由外溢。 通过以上措施有散地避免了出现过度抽取地下水带来的用边建筑物及地面沉降问题，同时有有效地 解决了施工用难以及结构的抗浮起问题。 （２）迅速见底，立即覆盖，减少基底暴露时间。 基底土方开挖过程中为了减少基底土体的暴露时间，施工中采用了不具备条件见底的先留有一 定厚度的覆盖土层，具备条件见底的采用边开挖、边放线、边休整、边覆盖（铺设碎石疏水层及浇 筑素混凝上挚膳）的施工疗法。减少了封基底七体的扰动，确保了围护结构被动土压力的有效靛挥， 减小了基坑拉生变形及出现险情的可能。 （３）增设碎石垫层，通过碎石的孔隙消除土体膨胀带来的副作用。 花岗岩残积土具有遇水膨胀的特性．第一块基坑开挖至基坑后出现素混凝土垫层隆起开裂现象， 出现该现象除了地下水的影响以外，有可能与花岗岩残积土的膨胀特性有关。针对花岗岩残积土的 遇水膨胀特性。为了避免上体膨胀导致的基底垫层隆起开裂，在摹底囊混凝土垫层下增设一层孔隙 较人、孔隙举较高的碎石层，有利于消解Ｌ体膨胀翁垫居带来的作用力．可以有效防止垫层隆起开 裂。
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３不满足要求。
可见问题土要出在设计忽视ｒ基底土的 抗突涌稳定验算上，根据本处地质情况，应 将地下连续墙的八十深度设定为嵌入微风化 岩ｌ ５ｍ或另外增设穿过透水层的止水帷幕， 鉴于本工程围护结构施工已完成，且周边场 地不能满足止水帷幕施工要求，旖工中采用 了在原有混凝土垫层的下面增设一层３０ｃｍ 后的２０４０碎“，并每隔６ｍ布设一道５０ｃｍ 深的盲沟（内埋ｍ１５０盲管．供排永和工后 洼浆用）．井在每个施工块至少设蹙一个降水 井（开挖至基坑底后埋设）。具体情况见图Ｉ 碎石垫层及盲沟大样围。同时为了避免过度 降水对周边建筑物造成危害．在旌工过程中 图１碎石垫层及盲沟大样罔
本文给出了一套系统的处理方法，可为类似工程提供参考。
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正文
本工程基坑开挖深度约１９ｍ，开挖深度范围内分布的主要地层为第四系全新统和上更新统地层。
主要由人工填土层、花岗岩残积土层及全风化花岗岩层组成。花岗岩残积土（全风化花岗岩）属于 特殊土，具有遇空气崩解、遇水软化的特点，对明挖基坑施工具有较为不利的影响，容易导致基底 土体崩解、软化，造成施工困难，围护结构被动土压力减小，导致基坑出现安全隐患，同时土体崩
基坑内水的主要来源有以下几个方面：①、雨水；②、土颗粒结晶水释出；⑧、基坑内未开挖 一侧土体内的地下水；④、基坑外的地下水绕过地下连续墙脚进入基坑内的渗流水。
根据对基坑的涌水量的统计，基坑内每天的抽水量约３００立方米，且抽水量在土方开挖的中、 后期仍然没有减少，同时已完成一段时间的施工块（并停止抽水）的临时降水井出现了地下水上涌 现象，在刚完成垫层施工的碎石层界面内有明显的地下水外溢现象。 根据以上情况，反算出花岗岩残积土的渗透系数如下：
解、结晶水释出、土体膨胀导致基底垫层隆起开裂等问题。 通过对施工过程中所出现的一系列问题的分析研究，形成了一套“工前旋喷桩预处理，过程中
疏排水并及时覆盖，工后注浆处理”系统的处理方法，成功地解决了该类土层中施工难、安全风险
大、工后结构质量易受影响的问题，具体内容体现在以下几个方面：
２．１土方开挖前采用旋喷桩技术对基底土体进行预处理，有效改良基底土性。
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ｋ：二：Ｓ堡』：
１．３６６Ｓ《２日一Ｓ） 其中： Ｑ——基坑涌水量，根据实际观测取３００ ｍ３／ｄ：
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卜渗透系数； 卜潜水含水层厚度，取２１ｍ：
ｓ＿＿薏坑水位降深，取１６ｍ：
Ｒ——降水影响半径，由于该本场地内砂层有广泛分布，本处按最不利层沙层计算，砂层
ｋ＝－ｌＯｍ／ｄ：Ｒ＝２Ｓ４ｋＨ：２ｘ１６、／ｌＯｘ２１－－４６３．７ｍ：
广州地铁在类似工程施工中曾经多次出现过基底土体严重软化，导致施工困难、基坑出现险情 以及结构工后明显沉降开裂等问题，教训极为惨痛，且一直没能形成一套成熟的解决方案。同时针
对花岗岩残积土遇空气崩解、遇水软化的特性，本工程采用①８００三管旋喷桩对基底土体进行预加
固，使其在基坑开挖后不软化或局部不软化，以有利于施工的进行和减小对基底土体的扰动。同时 为了避免出现围护结构被动土压力减小以及改善结构工后工作状态，对旋喷桩进行了针对性布置， 即在地下连续墙墙脚位置（结构外侧墙下）及结构中间纵梁位置设置成双排密布形式。
账七：尝：一．。．４舛。删，
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ｍ一基坑等效半径，ｒｏ＝０．２９（ａ＋ｂ）＝０・２９ｘ（１９０＋１９．５）＝６０．７６。
”≥圪’Ⅳ 其中：
ｒ——土的重度，根据岩士勘察报告取】７２９／ｍ３；
ｔ＿基坑开挖后不透水培的厚度，根据设计刚纸取６ｍ（将仝风化Ｊ；亦视为不透水层，Ｊ－３
部无上覆不透水层）：
圪——水的重度。取１．０９／ｍ３； Ｈ——水头高于不透水层底的高度，取２３ｍ。