杭州地鐵秋濤路站基坑施工管涌分析處理

《杭州地鐵秋濤路站基坑施工管涌分析處理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、杭州地鐵秋濤路站基坑施工管涌分析處理摘　要　以杭州地鐵秋濤路站東區(qū)基坑施工兩次管涌為例,分析發(fā)生管涌的原因、處理措施,并介紹深基坑降水的重要性、圍護結(jié)構(gòu)滲漏的檢驗和加固以及安全性驗算方法等。關(guān)鍵詞　基坑施工　涌水涌砂　分析處理1工程概況杭州地鐵一號線試驗段秋濤路站,位于杭州市秋濤路與婺江路交叉路口,沿婺江路地下布置,穿過秋濤路和新開河。該站為地下雙層島式車站,車站總長259.6m,車站寬度18.9m,采用雙層雙跨箱形框架結(jié)構(gòu),頂板覆土埋深約5.0m,底板埋深約18.0m,車站圍護結(jié)構(gòu)采用φ1000@750鉆孔咬合灌注樁,插入比約為1∶0.8。2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)10根據(jù)工程詳細勘察報告,基

2、坑開挖影響范圍內(nèi)各土層的巖土物理力學指標如表1所示。場區(qū)地下水分布為淺層潛水和深層承壓水。淺層潛水屬孔隙性潛水類型,主要賦存于上部①層填土和②層粉土、粉砂中,補給來源主要為大氣降水及地表水,地下水位隨季節(jié)性變化,勘探期間測得地下水位埋深0.85～3.45m。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5.00m,即黃海高程3.62m。3工程特點(1)基坑開挖深度較大,最深達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)基坑地層主要為砂質(zhì)粉土,開挖時極易產(chǎn)生側(cè)向變形、開挖面隆起而引起

3、邊坡失穩(wěn)及基坑涌水等不利現(xiàn)象;10(4)基坑底有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土下臥層(層面距離坑底約5m),該層物理力學性質(zhì)指標尚可,滲透系數(shù)較小,對于坑底抗管涌比較有利?？傊?場區(qū)地下水位高、土滲透系數(shù)大。同時粉土、粉砂地層對基坑涌水極為敏感,圍護結(jié)構(gòu)一旦漏水影響范圍很大,因此地下水位的控制和保證圍護結(jié)構(gòu)的止水性能是工程成敗的關(guān)鍵。4管涌情況工程由于受拆遷及秋濤路交通疏解的影響,為確保總工期不變,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(shè)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(jié)構(gòu)施工。開挖自2004年8月11日開始,2005年1月6日結(jié)束。施工期間共出

4、現(xiàn)2次管涌,第一次管涌時間為2004年11月2月下午17∶10,管涌點位于第11段基坑南側(cè)273號～274號樁間坑底,到20∶30處理完共涌出泥砂約240m3。涌水前第11段基坑已基本開挖到設(shè)計標高,開始進行清底。273號～274號樁間滲漏處理也接近基底。10管涌造成基坑南側(cè)(距基坑邊約20m)1幢三層居民樓向北側(cè)傾斜,圍墻出現(xiàn)裂縫,裂縫寬度最大達10cm左右;南側(cè)原婺江路面下沉,最大下沉量約50cm;婺江路地下水管開裂,造成自來水供應(yīng)中斷。管涌波及范圍:273號～274號樁向南最遠達44.5m,向東約39.7m,向西約12m。第二次管涌時間為2005年1月10日下午14∶10,管涌點位于

5、第8段基坑內(nèi),距第9段底板(已澆注完成)端頭約5m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處理完共涌出泥砂約40m3左右。處理過程中發(fā)現(xiàn)基坑南側(cè)距第一次管涌點以西約10m處地面出現(xiàn)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。未造成其它建筑物損壞。兩次管涌點平面位置示意如圖1,立面示意見圖2、圖3。5管涌原因5.1第一次管涌10主要原因為咬合樁開叉,根據(jù)施工記錄,273號、274號樁成孔過程中因套管鉆頭變形,造成樁垂直度偏差。8m以后兩樁之間出現(xiàn)開叉,開挖到坑底后開叉量達15cm左右。根據(jù)施工記錄和實

6、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(jù)經(jīng)驗確定為基底下3m的止水加固方案。根據(jù)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隨時可出現(xiàn)管涌失穩(wěn)破壞。如圖4所示,可通過式(1)驗算基坑底部穩(wěn)定性。Ks=ic/i(1)式中:Ks———抗管涌或抗?jié)B流穩(wěn)定性安全系數(shù),取1.5～2.0;ic———坑底土體臨界水力梯度,ic=(Gs-1)/(1+e);Gs———土粒比重,取2.7;e———坑底土體天然空隙比,取0.85;i———坑底土體滲流水力梯度,i=hw/L;10hw———基坑內(nèi)外土體的滲流水頭m,取坑內(nèi)外水頭差hw=14.5;L——

7、—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)。經(jīng)驗算,當旋噴樁深入基底下3m時:Ks=ic/i=0.919/0.71=1.29(1.5～2.0)驗算結(jié)果表明,咬合樁開叉處旋噴樁止水帷幕的深度沒有滿足抗管涌穩(wěn)定性要求(經(jīng)驗算止水帷幕深度應(yīng)伸入基坑底以下不小于5m)。顯然,咬合樁開叉以及旋噴加固措施不夠是發(fā)生管涌的主要原因。5.2第二次管涌管涌發(fā)生后立即將漏水處防水板揭開,發(fā)現(xiàn)漏水點位于接