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1、杭州地鐵秋濤路站東區(qū)基坑施工涌水涌砂分析論文.freel,車站寬度18.9m,采用雙層雙跨箱形框架結構,頂板覆土埋深約5.0m,車站結構底板埋深約18.0m,車站圍護結構采用Φ1000750鉆孔咬合灌注樁,.freel。承壓水主要分布于深部的⑧-1層中細砂和⑧-3層圓礫夾卵石中,水量較豐富。隔水層為上部的粘性土層(⑤、⑥層),承壓水頭埋深約在地表下5m,即黃海高程3.62m。綜合場地地理位置、土質條件、基坑開挖深度和周圍環(huán)境條件,本工程具有如下特點:(1)基坑開挖深度較大,最深達到18m。(2)基坑周圍地下管線密集、鄰近建筑物多,環(huán)境條件較差。(3)基坑開挖范圍內主要為砂質粉土,基坑開
2、挖時,極易產生側向變形導致開挖面隆起而引起邊坡失穩(wěn)及基坑涌水等不利現象。(4)基坑底有淤泥質粉質粘土下臥層(層面距離坑底約5m),該層物理力學性質指標尚可,滲透系數較小,對于坑底抗管涌比較有利?？傊?該工程場區(qū)地下水位高、土層滲透系數大。同時粉土粉砂地層對基坑涌水極為敏感,圍護結構一旦漏水影響范圍很大,因此地下水位的控制和圍護結構的止水性能是本工程成敗的關鍵。3管涌發(fā)生情況與分析該工程由于受拆遷及秋濤路交通疏解的影響,為確?？偣て诓皇苡绊?將車站以秋濤路為界,分為東、西兩區(qū)施工。在秋濤路中心(主體17軸處)設臨時封堵墻(咬合樁墻),先封閉東區(qū)基坑,進行東區(qū)基坑開挖和主體結構施工。東區(qū)基
3、坑開挖自04年8月11日開始,05年1月6日結束。施工期間共出現2次管涌,第一次管涌時間為04年11月2日下午17∶10分,管涌點位于第11段基坑南側,273#~274#樁間坑底,到20∶30分處理完共涌出泥砂約240m3左右。涌水前第11段基坑已基本開挖到設計標高,開始進行清底。273#~274#樁間滲漏處理也已接近基底。管涌造成基坑南側(距基坑邊約20m)1戶三層居民樓向北側傾斜,圍墻出現裂縫,裂縫寬度最大達10cm左右;南側原婺江路面下沉,最大下沉量約50cm;婺江路地下自來水管開裂,造成自來水供應中斷。此次管涌波及范圍:273#~274#樁向南最遠達44.5m,向東約39.7m
4、,向西約12m。第二次管涌時間為05年1月10日下午14∶10分,管涌點位于第8段基坑內,距第9段底板(已澆注完成)端頭約5米處,管涌前第8段基坑墊層、防水板及細石砼保護層已施工完。到20∶10分處理完共涌出泥砂約40m3左右。處理過程中發(fā)現基坑南側距第一次管涌點以西約10米處地面出現輕微裂縫,最大裂縫寬約5mm,長約10m,沿基坑縱向分布,影響范圍向南最遠達20m左右。地面最大沉降3cm。未造成其它財產損壞。兩次管涌點平面位置如圖1所示,兩次管涌位置的剖面圖見圖2和圖3。(1)第一次管涌原因分析第一次管涌發(fā)生的主要原因為咬合樁開叉,根據咬合樁施工記錄,273#、274#樁成孔過程中因
5、套管鉆頭變形,造成樁垂直度偏差(實測垂直度在5‰左右)。從兩個樁開挖后的實際情況看,8m以后兩樁之間出現開叉跡象,開挖到坑底后開叉量達15cm左右。根據施工記錄和實際開挖情況,基坑開挖到7m后,即提出在樁后施作3根高壓旋噴樁,旋噴深度根據經驗確定為基底下3m的止水加固方案。根據抗管涌穩(wěn)定性驗算,此時實際水力梯度大于臨界水力梯度,隨著基坑開挖深度的增加出現管涌失穩(wěn)破壞。如圖4所示,可通過下式驗算基坑底部穩(wěn)定性Ks=ic/i這里:ic為坑底土體臨界水力梯度,ic=(Gs-1)/(1+e);Gs為土粒比重,取2.7;e為坑底土體天然空隙比,取0.85;i為坑底土體滲流水力梯度,i=hω/L;
6、hω為基坑內外土體的滲流水頭(m),取坑內外水頭差hω=14.5;L為最短滲徑流線總長度(m),L=14.5+2×3(旋噴樁深入基底下3m計);Ks為抗管涌或抗?jié)B流穩(wěn)定性安全系數,取1.5~2。經驗算,當旋噴樁深入基底下3m時,Ks=ic/i=0.919/0.71=1.29〈(1.5~2)驗算結果表明,咬合樁開叉處旋噴樁止水帷幕的深度不滿足抗管涌穩(wěn)定性要求(經驗算止水帷幕深度應伸入基坑底以下不小于5m)。此次管涌的主要原因:①咬合樁開叉;②旋噴加固措施不到位。(2)第二次管涌原因分析管涌發(fā)生后立即將漏水點處防水板揭開,對滲流情況進行觀察,用手觸摸發(fā)現漏水點位于接地網溝槽處,直徑約20~
7、30cm,水流方向自東向西(即由第9段底板下流出)。由于管涌前基坑內降水工作曾因停電而停止降水約半小時,分析管涌可能是因降水停止使坑內水位升高,地下水沿接地網溝槽涌出并突破較薄弱的接地網溝槽墊層涌入基坑。管涌處理進行約2小時后,發(fā)現第10段基坑南側(24軸處)地表有2~5mm寬裂縫出現,同時測得位于24軸處的坑外水位監(jiān)測孔Sm,管涌后最大位移為31.5mm,位于基坑深12.5m處(此時測點處已開挖到第五道支撐);土體水平位移CX6的位移呈直線遞
