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1、广州地铁五号线大坦沙南站深基坑渗流问题研究论文.freel、宽73.5m,坑底设计高程为-3.18m￣-3.50m,最大开挖深度约11m,场地平面如图1所示。该场地位于双桥路,部分地段为农田,地形平坦,地面高程5.61m￣7.70m,为珠江干流冲积形成的江心沙洲,.freel处为木桩基础的某娱乐城,附近为天然浅基础或木桩基础的民居。附近无高层建筑。该处地段为石灰岩区域,岩面起伏大,溶洞发育,岩面以上土层分别为淤泥质细砂、粗砂层及粘土层,其中大部分为强透水砂层;岩面粘土层厚度为1.5￣8.0m,部分区域粘土层缺失,岩面与砂层直接相连。场地地下水丰富,
2、平均高程4.95m,与珠江水存在水力联系。基坑支护采用地下连续墙或“排桩+桩间旋喷桩”的方法,但连续墙槽段较长,墙底在粘土层缺失地段难以有效止水;“排桩+桩间旋喷”则存在桩间漏水流砂的可能。为了满足施工要求,坑内需进行降水,但坑外一定范围的降水有可能产生地面沉降,为确保施工的安全进行,必须对基坑渗流问题进行研究。2地质条件本场地土层自上而下依次为:海陆交互相淤泥、淤泥质土层(Q4mc)、海陆交互相沉积砂层(Q4mc):冲积～洪积中粗砂层(Q3al+pl);灰岩微风化带。场地内溶洞发育,石灰岩分布地段钻孔见洞率达74%,大部分地段还发育有多层串珠状溶
3、洞,高0.15￣10.6m,平均1.84m,洞内大部分无充填物,局部充填流塑～可塑的粘性土或砂土。3墙底绕流渗流分析从表1可知,即使连续墙底距岩面仅5cm,各区弱透水层的最大承压水头仍高于允许值,故需设置减压井进行减压,以确保基底的安全稳定。4排桩渗流稳定分析排桩方案的优点是桩径较小,对岩层变化具有较好的适应能力,对岩层上部的砂层可完全封堵;但缺点是排桩净间距有10cm,主要依靠排桩之间的旋喷桩止水,而该区域上方为广佛放射线,施工净空不足,旋喷桩施工质量较难保证,出现漏洞的机会较大,漏洞区的水力坡降很大,通常均超过砂发生流土破坏的极限值,但是否发生
4、破坏还与漏洞和基坑底面的相对位置有关,会产生不同的后果。采用剖面渗流有限元计算程序进行计算分析,假设排桩中出现1个10cm漏洞,其所处位置有以下4种工况:①位于基坑底面以上3m处;②位于基坑底面处;③位于基坑底面以下0.75m处;④位于基坑底面以下3m处。工况①、②的漏洞位于基坑深度(基坑内侧临空)范围内,其发生流土破坏的控制因素是水平水力坡降。从表2可知,其水平水力坡降均远大于砂发生流土破坏的极限值(0.07),因此若漏洞处发生流土破坏,则基坑以外漏洞高程附近的砂就会迅速被淘蚀,以致发生大规模涌砂而导致排桩失效。工况③、④的漏洞位于基坑面以下一定
5、深度,其发生流土破坏的控制因素是垂直水力坡降。从表2可知,两种工况下排桩内侧基坑底面处的垂直水力坡降均小于0.99(根据太沙基公式)且安全系数均大于1.5,表层不发生垂直渗透破坏,这两种工况就不存在流土破坏的问题,但渗流量就比较大。5降水减压5.1计算方法为了满足基坑坑底和结构底板的抗浮要求,需采取减压降水措施,主要解决减压井的布置问题,分析减压降水效果,得出基坑内设减压井后基坑内部和周围地层水头的变化和分布情况,同时要计算分析基坑减压后地面沉降对周边重要建筑物和道路管线的影响,控制沉降在允许范围内。根据地层特点,渗流计算采用改进的水平二向渗流有限
6、元计算程序1,它适用于对强弱透水层相间地层内的地下水渗流场进行分析,其计算地质层数最多为4层,计算范围可达数公里,可方便地模拟地表沟塘引起的覆盖层变化,并可考虑防渗墙、减压井等各种措施对空间渗流场的影响。5.2计算区域渗流计算区域为基坑外向北600m,向东、南、西侧各延伸约600m,除北侧AB边外其余各计算边界均取在江边,如图1所示粗线范围内的区域。5.3减压井的布置由于地质条件复杂和施工工艺的限制,围护结构无法完全封堵连续墙底与石灰岩岩面之间的透水砂层,且连续墙底与岩面之间缝隙处的水平水力坡降较大,浅层靠近连续墙处的垂直水力坡降较大,而此部位也是
7、布置减压井后较易因抽水而发生管涌、流砂等险情的地方。因此减压井布置在基坑中央,使其与周边连续墙有一定距离,井口直径取300mm,滤管长约5m,伸入下层强透水层,顶部在上层弱透水层底面以下约1～2m,井管在基坑内居中布置,其布置如图2所示。考虑方便施工,按施工方要求共布置8口减压井,当井口高程为-3m时,因高于基坑底面(高程-3.43m),故采取自流方式;当调整井口高程为-5m时,因低于坑底高程,故采取抽水减压方式。5.4计算结果⑴连续墙与岩面之间漏缝50cm对于连续墙下粘土层缺失而直接为砂层的地方,考虑到岩面起伏,取50cm的漏缝,即石灰岩上有砂层
8、或粘土层厚度过小处不进行摆喷施工。对两种不同井口高程的基坑底部覆盖层的抗浮验算结果见表3,可见当减压井井口高程为-3m时,
