承压水地层基坑底部突涌及解决措施1VIP免费

第23卷第5期2003年1O月醒迁建诅TulinelCons~'uction23(5)：25～27Oct，2003承压水地层基坑底部突涌及解决措施郑剑升张克平2章立峰(1同济大学铁道建筑工程系上海2003312中铁二局集团五处四川德阳618000)摘要针对基坑下部有承压水层，评价了基坑开挖引起承压水水头压力冲毁基坑覆土而造成基底突涌的可能性。并对现场事故原因进行了分析，并提出相应的处理措施。关键词地下工程承压水突涌降压井基坑l引言在基坑开挖过程中，随着深度越来越大，基底下部不透水层厚度越来越薄，承压水有可能顶破坑底而发生突涌、隆起，造成基坑围护结构失稳，最终酿成基坑工程中最大的危险事故。目前对承压水的研究较少，对承压水的作用尚无合适的算法。文献⋯考虑上覆土层重量与滞水层水压及承压水的水压力平衡，给出基底抗突涌安全验算公式；文献则给出了解决承压水引起基坑突涌的措施；文献在基坑边坡的稳定分析中不仅考虑了潜水渗流的作用，还把承压水层作为整体渗流场的一部分，指出在基坑设计的各项验算中，将整体渗流场分开，取其部分进行计算。这些方法必须与实际的场地条件相结合。本文结合文献⋯和文献对实际工程进行分析，总结了一些经验，为设计和施工提供参考。2工程概况为某地铁区间隧道，地处江边，地势较为平坦，为全新世冲淤沉积层。自上而下所穿越的地层为：①一1人工填土，厚度0．4m；②一lb一3粉质粘土，局部缺失，层厚1．6m；②一2b4淤泥质粉质粘土，局部夹薄层粉土、粉砂，层厚7．5m；②一2一lb,淤泥质粉质粘土，夹薄层粉土、粉砂，层厚6m；②一3c3粉土，层厚6．2m；②一4d一4中砂，层厚1．6m；②一5d2-3粉砂，层厚7．Om；②一6d，一2粉细砂，层厚20m左右。区间主体结构位于②～2b．和②一2一lb+淤泥质粉质粘土层。各土层的物理力学性质指标如表1所示。隧道结构为矩形双孔，区间总长约1100m。由于位于城市郊区，场地开阔，且结构埋深较浅(约3．0m)，故采用明挖法施工。基坑开挖面宽为12．1m，开挖深度为9m～12m。采用钻孔灌注桩与水泥搅拌桩咬合作围护结构：钻孔灌注桩桩径为qb8OOmm，间距为1．05m，桩身长度15m～22m，采用C30水下钢筋混凝土；搅拌桩桩径~50mm，间距为1．05m，桩长15m一22m，设置在两钻孔灌注桩之间，与钻孔桩咬合尺寸为200mm。桩顶设冠粱，冠梁顶绝对标高为+6，0m。表1各土层主要物理力学性质指标含水量重度垂直渗透系数水平渗透系数层号岩土层名称Kv×10(cm／s)KH×10一‘(cm／s)W(％)^y(kN／m)②一1b2—3软一可塑粉质粘土33．0118．90．060，24②～2b淤泥质粉质粘土42．317．72．2620，4②一2—1b淤泥质粉质粘土39．O17．77．959o②一3c3稍密粉土33．618．351．1120．O②一4d3一稍密一松散中砂21．919．4114．0120，O②一5d2—3稍密一中密粉砂2．5．618．829O．O257．O②一6dl一2中密粉细砂25．918．9124，0177，O场地地下水分为浅层潜水和承压水。潜水层由人工填土层及全新世漫滩相软弱粘土层构成的孔隙含水层组成，其透水性、含水性各不相同。主体为全新世沉积软弱粘性土(包括②一lb一，粉质粘土、②一264淤泥质粉质粘土、②一2一lb淤泥质粉质粘土)，饱含地下水，但透水性弱，属弱一微透水层。潜水水位受季节性影响，雨季为地面以下0．2m～1．25m。承压水层由粉土层和砂土层构成，主要维普资讯http://www.cqvip.com睫迁建馥第23卷赋存于②一3c粉土及以下的粉砂、粉细砂、中砂层，其透水性好，土层较厚，含水量丰富，为影响地铁施工的主要含水层。因上覆有微一弱透水的淤泥质粉质粘土作为相对隔水层，故该含水层具有承压性。承压水水头标高为+6．2m，基本与地表面持平。3基底抗突涌稳定性当基坑下部有承压水存在，开挖减小了含水层上覆不透水层的厚度，当厚度减小到一定程度时，承压水的水头压力能冲透不透水层，甚至顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度，造成基坑失稳，给施工带来很大困难。如图1所示，验算坑底不透水层厚度与承压水水头压力的平衡条件如下：承压水水位承压水层图1计算简图^yH=^y(1)由式(1)可知，基坑开挖后不透水层厚度(H)应为：H：h—y(2)式中：H为基坑开挖后不透水层的厚度；^y为岩土的重度；^y为水的重度；h为...