廣州地鐵五號(hào)線大坦沙南站深基坑滲流問題研究論文

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1、廣州地鐵五號(hào)線大坦沙南站深基坑滲流問題研究論文.freel、寬73.5m,坑底設(shè)計(jì)高程為-3.18m￣-3.50m,最大開挖深度約11m,場(chǎng)地平面如圖1所示。該場(chǎng)地位于雙橋路,部分地段為農(nóng)田,地形平坦,地面高程5.61m￣7.70m,為珠江干流沖積形成的江心沙洲,.freel處為木樁基礎(chǔ)的某娛樂城,附近為天然淺基礎(chǔ)或木樁基礎(chǔ)的民居。附近無高層建筑。該處地段為石灰?guī)r區(qū)域,巖面起伏大,溶洞發(fā)育,巖面以上土層分別為淤泥質(zhì)細(xì)砂、粗砂層及粘土層,其中大部分為強(qiáng)透水砂層;巖面粘土層厚度為1.5￣8.0m,部分區(qū)域粘土層缺失,巖面與砂層直接相連。場(chǎng)地地下水豐富,

2、平均高程4.95m,與珠江水存在水力聯(lián)系。基坑支護(hù)采用地下連續(xù)墻或“排樁+樁間旋噴樁”的方法,但連續(xù)墻槽段較長(zhǎng),墻底在粘土層缺失地段難以有效止水;“排樁+樁間旋噴”則存在樁間漏水流砂的可能。為了滿足施工要求,坑內(nèi)需進(jìn)行降水,但坑外一定范圍的降水有可能產(chǎn)生地面沉降,為確保施工的安全進(jìn)行,必須對(duì)基坑滲流問題進(jìn)行研究。2地質(zhì)條件本場(chǎng)地土層自上而下依次為:海陸交互相淤泥、淤泥質(zhì)土層(Q4mc)、海陸交互相沉積砂層(Q4mc):沖積～洪積中粗砂層(Q3al+pl);灰?guī)r微風(fēng)化帶。場(chǎng)地內(nèi)溶洞發(fā)育,石灰?guī)r分布地段鉆孔見洞率達(dá)74%,大部分地段還發(fā)育有多層串珠狀溶

3、洞,高0.15￣10.6m,平均1.84m,洞內(nèi)大部分無充填物,局部充填流塑～可塑的粘性土或砂土。3墻底繞流滲流分析從表1可知,即使連續(xù)墻底距巖面僅5cm,各區(qū)弱透水層的最大承壓水頭仍高于允許值,故需設(shè)置減壓井進(jìn)行減壓,以確?；椎陌踩€(wěn)定。4排樁滲流穩(wěn)定分析排樁方案的優(yōu)點(diǎn)是樁徑較小,對(duì)巖層變化具有較好的適應(yīng)能力,對(duì)巖層上部的砂層可完全封堵;但缺點(diǎn)是排樁凈間距有10cm,主要依靠排樁之間的旋噴樁止水,而該區(qū)域上方為廣佛放射線,施工凈空不足,旋噴樁施工質(zhì)量較難保證,出現(xiàn)漏洞的機(jī)會(huì)較大,漏洞區(qū)的水力坡降很大,通常均超過砂發(fā)生流土破壞的極限值,但是否發(fā)生

4、破壞還與漏洞和基坑底面的相對(duì)位置有關(guān),會(huì)產(chǎn)生不同的后果。采用剖面滲流有限元計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算分析,假設(shè)排樁中出現(xiàn)1個(gè)10cm漏洞,其所處位置有以下4種工況:①位于基坑底面以上3m處;②位于基坑底面處;③位于基坑底面以下0.75m處;④位于基坑底面以下3m處。工況①、②的漏洞位于基坑深度(基坑內(nèi)側(cè)臨空)范圍內(nèi),其發(fā)生流土破壞的控制因素是水平水力坡降。從表2可知,其水平水力坡降均遠(yuǎn)大于砂發(fā)生流土破壞的極限值(0.07),因此若漏洞處發(fā)生流土破壞,則基坑以外漏洞高程附近的砂就會(huì)迅速被淘蝕,以致發(fā)生大規(guī)模涌砂而導(dǎo)致排樁失效。工況③、④的漏洞位于基坑面以下一定

5、深度,其發(fā)生流土破壞的控制因素是垂直水力坡降。從表2可知,兩種工況下排樁內(nèi)側(cè)基坑底面處的垂直水力坡降均小于0.99(根據(jù)太沙基公式)且安全系數(shù)均大于1.5,表層不發(fā)生垂直滲透破壞,這兩種工況就不存在流土破壞的問題,但滲流量就比較大。5降水減壓5.1計(jì)算方法為了滿足基坑坑底和結(jié)構(gòu)底板的抗浮要求,需采取減壓降水措施,主要解決減壓井的布置問題,分析減壓降水效果,得出基坑內(nèi)設(shè)減壓井后基坑內(nèi)部和周圍地層水頭的變化和分布情況,同時(shí)要計(jì)算分析基坑減壓后地面沉降對(duì)周邊重要建筑物和道路管線的影響,控制沉降在允許范圍內(nèi)。根據(jù)地層特點(diǎn),滲流計(jì)算采用改進(jìn)的水平二向滲流有限

6、元計(jì)算程序1,它適用于對(duì)強(qiáng)弱透水層相間地層內(nèi)的地下水滲流場(chǎng)進(jìn)行分析,其計(jì)算地質(zhì)層數(shù)最多為4層,計(jì)算范圍可達(dá)數(shù)公里,可方便地模擬地表溝塘引起的覆蓋層變化,并可考慮防滲墻、減壓井等各種措施對(duì)空間滲流場(chǎng)的影響。5.2計(jì)算區(qū)域滲流計(jì)算區(qū)域?yàn)榛油庀虮?00m,向東、南、西側(cè)各延伸約600m,除北側(cè)AB邊外其余各計(jì)算邊界均取在江邊,如圖1所示粗線范圍內(nèi)的區(qū)域。5.3減壓井的布置由于地質(zhì)條件復(fù)雜和施工工藝的限制,圍護(hù)結(jié)構(gòu)無法完全封堵連續(xù)墻底與石灰?guī)r巖面之間的透水砂層,且連續(xù)墻底與巖面之間縫隙處的水平水力坡降較大,淺層靠近連續(xù)墻處的垂直水力坡降較大,而此部位也是

7、布置減壓井后較易因抽水而發(fā)生管涌、流砂等險(xiǎn)情的地方。因此減壓井布置在基坑中央,使其與周邊連續(xù)墻有一定距離,井口直徑取300mm,濾管長(zhǎng)約5m,伸入下層強(qiáng)透水層,頂部在上層弱透水層底面以下約1～2m,井管在基坑內(nèi)居中布置,其布置如圖2所示?？紤]方便施工,按施工方要求共布置8口減壓井,當(dāng)井口高程為-3m時(shí),因高于基坑底面(高程-3.43m),故采取自流方式;當(dāng)調(diào)整井口高程為-5m時(shí),因低于坑底高程,故采取抽水減壓方式。5.4計(jì)算結(jié)果⑴連續(xù)墻與巖面之間漏縫50cm對(duì)于連續(xù)墻下粘土層缺失而直接為砂層的地方,考慮到巖面起伏,取50cm的漏縫,即石灰?guī)r上有砂層

8、或粘土層厚度過小處不進(jìn)行擺噴施工。對(duì)兩種不同井口高程的基坑底部覆蓋層的抗浮驗(yàn)算結(jié)果見表3,可見當(dāng)減壓井井口高程為-3m時(shí),