地鐵五號線大坦沙南站深基坑滲流問題研究

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1、地鐵五號線大坦沙南站深基坑滲流問題研究ok3、寬73.5m,坑底設計高程為-3.18m￣-3.50m,最大開挖深度約11m,場地平面如圖1所示。該場地位于雙橋路,部分地段為農田,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,東西兩側均為珠江流域?；幽蟼葹閺V三鐵路及公路,西面距基坑邊4m處為木樁基礎的某娛樂城,附近為天然淺基礎或木樁基礎的民居。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細砂、粗砂層及粘土層,其中大部分為強透水砂層;巖面粘

2、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。場地地下水豐富,平均高程4.95m,與珠江水存在水力聯(lián)系?；又ёo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,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,坑內需進行降水,但坑外一定范圍的降水有可能產生地面沉降,為確保施工的安全進行,必須對基坑滲流問題進行研究。2地質條件本場地土層自上而下依次為:海陸交互相淤泥、淤泥質土層(Q4mc)、海陸交互相沉積砂層(Q4mc):沖

3、積~洪積中粗砂層(Q3al+pl);灰?guī)r微風化帶。場地內溶洞發(fā)育,石灰?guī)r分布地段鉆孔見洞率達74%,大部分地段還發(fā)育有多層串珠狀溶洞,高0.15￣10.6m,平均1.84m,洞內大部分無充填物,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,故需設置減壓井進行減壓,以確?；椎陌踩€(wěn)定。4排樁滲流穩(wěn)定分析排樁方案的優(yōu)點是樁徑較小,對巖層變化具有較好的適應能力,對巖層上部的砂層可完全封堵;但缺點是排樁凈間距有10cm,主要

4、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,旋噴樁施工質量較難保證,出現(xiàn)漏洞的機會較大,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)生破壞還與漏洞和基坑底面的相對位置有關,會產生不同的后果。采用剖面滲流有限元計算程序進行計算分析,假設排樁中出現(xiàn)1個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(基坑內側臨空)范圍內,其發(fā)生流土破壞的控制因素

5、是水平水力坡降。從表2可知,其水平水力坡降均遠大于砂發(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迅速被淘蝕,以致發(fā)生大規(guī)模涌砂而導致排樁失效。工況③、④的漏洞位于基坑面以下一定深度,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,兩種工況下排樁內側基坑底面處的垂直水力坡降均小于0.99(根據太沙基公式)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計算方法為了滿足基坑坑底和結構底板的抗

6、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,得出基坑內設減壓井后基坑內部和周圍地層水頭的變化和分布情況,同時要計算分析基坑減壓后地面沉降對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。根據地層特點,滲流計算采用改進的水平二向滲流有限元計算程序[1],它適用于對強弱透水層相間地層內的地下水滲流場進行分析,其計算地質層數(shù)最多為4層,計算范圍可達數(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空間滲流場的影響。5.2計算區(qū)域滲流計算區(qū)域為基坑

7、外向北600m,向東、南、西側各延伸約600m,除北側AB邊外其余各計算邊界均取在江邊,如圖1所示粗線范圍內的區(qū)域。5.3減壓井的布置由于地質條件復雜和施工工藝的限制,圍護結構無法完全封堵連續(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,而此部位也是布置減壓井后較易因抽水而發(fā)生管涌、流砂等險情的地方。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,濾管長約5m,伸入下層強透水層,頂部在上層弱透水層底面以下約1

8、~2m,井管在基坑內居中布置,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,當井口高程為-3m時,因高于基坑底面(高程-3.43m),故采取自流方式;當調整井口高程為-5m時,因低于坑底高程,故采取抽水減壓方式。5.4計算結果⑴連續(xù)墻與巖面之間漏縫50cm對于連續(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上有砂層或粘土層厚度過小處不進行擺噴施工。;對兩種不同井口高程的基坑底部覆蓋層的抗浮驗算