连年来,跟着都邑的加紧进展,越来越多的深基坑工程也应运而生。而在基坑影响规模内往往会伴有着地下水,独特是坑底如下的承压水,倘使操纵不利,则会引发坑底凸起等题目而致使基坑失稳。因而,操纵承压水水头成为基坑工程是否告成动工的关键。
现在,地下水渗流计划重要有理论解析和数值模仿这两种办法。理论解析办法简明、高效,而且能够明晰地反响各参数间的函数干系,因而,在工程中据有重大的名望。但是,关于围护构造深入隔水层的基坑,现在还没有一套圆满的理论能够确切地抒发出基坑涌水量的值,倘使仍按范例公式施行计划,则会致使计划结束偏大,从而误导工程计划,形成不需要的浪掷。
跟着计划机技巧的迅猛进展,百般三维有限元软件已被使用到现实工程之中,用来对各工况施行模仿,从而指点动工。地下水模仿软件VisualModflow是现在最新风行且被列国偕行一致认同的三维地下水流和溶质运移模仿评估的准则可视化专科软件,使用该软件能够矫捷地建设合乎自然地方现实前提的三维地下水流模子,从而大大升高了基坑降水计划计划的办事效率和确切性。
1地方表面及水文地质前提
拟建的金祥地铁站位于福州市金山新区,地域地貌为闽江下游冲淤积平原地貌,团体地势平整,地形升沉较小,金祥站为地下两层车站,车站全长约m,准则段宽为19.7m,地方大地高程在7.20m~8.90m之间。
1.1地方地层散布
按照沿线所揭破地层的地质时期、成因表率、岩性特点、风化水平等工程个性,将沿线岩土层分为九大层,各地层的地层厚度、层底标卓识表1。
1.2地方水文地质前提
金祥站的重要潜水含水层为②-5(含泥)中砂,勘测期间②-5(含泥)中砂的稳固水位埋深为3.79m~3.74m,标高为4.04m~4.02m,在基坑开挖前需配置坑内疏干管井对潜水施行疏干责罚;疏松岩类孔隙承压水重要赋存于③-2(泥质)粉砂和③-8卵石中,顶板埋深约为40.2m,承压水位标高约1.75m(埋深约6m)。②-4-2淤泥质土和③-1粉质黏土形成了潜水层与承压水层之间的隔水层,使两者在基坑规模内无水力关连。各层浸透系数发起值见表2。
2基坑降水计划与动工2.1数值模仿规模与界线前提
按照地方地质前提,连合古人的钻研效果和基坑降水现实影响规模内的察看质料,本次模子建设尺寸设为m×m。在竖直方位上,大地高程取7.8m,模子下界取-55m。计划时取模子方圆为定水头界线。基坑开挖深度为21.6m,潜水水位按4.0m、承压水水头按1.75m施行计划。
2.1潜水降水计划计划
按照JGJ—开发基坑支护技巧规程,群井按大井简化的均质含水层潜水完全井的基坑降水总涌水量公式:
个中,Q为基坑降水的总涌水量,离范例化个面,m3/d;k为浸透系数,m/d;H0为潜水含水层厚度,m;S0为基坑水位降深,m;R为降水影响半径,m;r0为沿基坑周边匀称安排的降水井群所围面积等效圆的半径,m。计划得Q=.4m3/d。
但是,此公式仅用于未配置隔水帐蓬的深基坑涌水量计划。本工程地下赓续墙插入大地如下约42m,而潜水含水层层底标高为-10.8m,地下赓续墙已将潜水含水层完全断绝。因而,在计划潜水层涌水量时,倘使仍遵从JGJ—开发基坑支护技巧规程中的潜水总涌水量公式施行计划,则计划结束偏大。使用VisualModflow三维有限元软件施行数值模仿:潜水降水井平面安排在双侧端头井处时,降水井按横向间距8m腾跃安排,其他地位按横向间距10m腾跃安排,一共布设21口潜水降水井。
使用VisualModflow程序对参数施行屡次调试,最后疏干管井单井抽水量设定为70m3/d,即总抽水量为m3/d。当基坑抽水5.8d后,坑内水位示用意见图1。如图1所示:
图1潜水降水5.8d后坑内水位三维示用意
此时,坑内水位线已低于-10.8m,潜水已被疏干。此时,总涌水量计划值远小于遵从JGJ—开发基坑支护技巧规程所计划的涌水量。由此,咱们能够得出,止水帐蓬对避让基坑四周地下水渗流到基坑内部,从而对补充基坑的稳固性起到了重大效用。
2.2承压水降水计划计划
抗承压水计划:
取左端头井处施行计划:基坑底板至承压水含水层顶板间隔:H=15.7m;承压水水头高度:h=29.83m,抗承压水平安系数为:
个中,Fs为平安系数,正常为1.0~1.2,本次计划取1.1;h为基坑底至承压含水层顶板间间隔,m;γi为基坑底至承压含水层顶板间各层土的重度,kN/m3;H为承压水头高度至承压含水层顶板的间隔,m;γw为水的重度,取10kN/m3。
因而左端头井处抗承压水稳固生气足范例请求,需选取布设降压管井举措来升高承压水水头。当开挖至间隔坑底3m时开端降承压水。计划得承压水水头标高降至-3.0m时,方可继承开挖。
用一样的办法计划可得:右端头井处当开挖至间隔坑底2.5m时开端降承压水,请求将承压水水头标高降至-2.35m时方可继承开挖;准则段处当开挖至间隔坑底1.3m时开端降承压水,请求将承压水水头标高降至-0.5m时方可继承开挖。
按照JGJ—开发基坑支护技巧规程,群井按大井简化的均质含水层承压水完全井的基坑降水总涌水量公式:
个中,M为承压含水层厚度,m。计划得Q=m3/d。
使用VisualModflow程序对参数施行屡次调试,最后降压管井单井抽水量设定为m3/d,即总涌水量为m3/d。
坑内降压管井安排在端头井双侧,按横向间距8m腾跃安排,左端头井处安排4口降水井,右端头井处安排2口降水井。抽水2.5d时坑内承压水头示用意见图2。
图2承压水降水2.5d时水头示用意
左端头井处承压水头低于-3.0m,右端头井处承压水头低于-2.35m,准则段承压水头也低于-0.5m。因而,此计划满意计划请求,各部位承压水头均降至计划水头如下。但由于地下赓续墙仅插入承压含水层1.8m,而承压含水层厚度达14.5m,因而在基坑开挖经过中需延续抽水,才力保证承压水水头稳固。
3结语
1)操纵可视化三维地下水流模仿软件VisualModflow对现实基坑工程降水施行数值模仿,并与范例计划施行对照可得,止水帐蓬对避让基坑四周地下水浸透到基坑内部,从而补充基坑的稳固性起到了重大效用。
2)该基坑工程富含潜水及承压水,而且承压水水头较高,对基坑开挖的稳固性具备重大影响。经过采取坑内降水的方法,胜利升高了承压水头,并有用避让坑底凸起等题目。
做家:陈卓行囊粮纲
单元:(华夏地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉
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