沿海地区地下水水质特征及其对地下水源热泵系统潜在性危害

沿海地区地下水化学条件复杂,为查明地下水水质对地下水源热泵系统(GWHP)的危害,对危害机理进行了研究。通过对江苏省盐城地区潜水和第Ⅰ承压水的水化学分析,确定主要离子来源以及成因作用,重点分析了Mg^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)的危害性,最终利用水文地球化学软件PHREEQC计算饱和指数Is,分析了地下水越流混合作用、地下水回灌叠加对地下水源热泵的潜在危害。结果表明:盐城地区地下水TDS(溶解性总固体)质量浓度高,硬度高,Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Fe^(2+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)是主要质量浓度异常的离子;潜水ρ(TDS)为180.42~4 497.00 mg/L,ρ(Na^(+))、ρ(Mg^(2+))、ρ(Ca^(2+))分别为278.16、72.91、72.74 mg/L,ρ(HCO_(3)^(-))、ρ(Cl-)分别为487.33、298.76 mg/L;第Ⅰ承压水ρ(TDS)为508.50~17 182.00 mg/L,ρ(Na^(+))、ρ(Ca^(2+))、ρ(Fe^(2+))分别为1 595.06、564.57、4.50 mg/L,ρ(Cl-)为4 560.06 mg/L。地下水运移过程受到溶滤作用、古海水入侵作用等多种水岩反应的影响。地下水源热泵长期运行主要会呈现Fe(OH)_(3)结垢、CaCO_(3)与CaMg(CO_(3))_(2)沉淀结垢等问题。

砂土地层顶管始发竖井深基坑支护体系选型及地下水控制

西安市某DN3500内径顶管始发竖井的基坑开挖深度接近20m,坑底位于深厚的富水砂土地层,且基坑紧邻河道驳岸及城区建(构)筑物,施工限制因素众多。基于圆形竖井基坑支护结构施工、内衬墙浇筑及换撑、顶管施工等工程需求和难点问题,分析并提出了采用灌注排桩围护、钢管内支撑的支护体系,且采用悬挂式止水帷幕加坑底注浆隔断后坑内集水明排的地下水控制方案,较好地控制了砂土地层中顶管始发竖井深基坑施工引起的周边地层变形和降低坑内地下水引发的各类风险。

土钉墙结合管井降水技术在建筑深基坑施工中的应用

深基坑工程要防止土体整体稳定性被破坏,一方面需要合适的支护方式,另一方面要杜绝水对土体的影响。施工技术人员在充分考虑施工区域实际情况后决定采用土钉墙支护与管井降水技术相结合的施工技术。应用实践表明,土钉墙结合管井降水技术不仅降水成效好,施工效率高,而且支护效果好,还有较强的经济性优势。

建筑工程中深基坑降水技术浅析

深基坑施工不可避免会受到地下水的影响,若不能及时降水会导致地下水渗入基坑,给建筑工程施工造成安全隐患。对建筑工程深基坑实施降水,常采用集水明排降水、真空井点降水、喷射井点降水、管井降水等几种常见的施工技术。合理选择降水技术、有效控制地面沉降、改良基坑黏土土质、及时检查施工缺陷等措施是做好降水施工质量控制的关键。

城市狭窄空间中基坑排水管道高空敷设设计与施工技术分析

武都区中山街片区棚户区改造项目基坑降水直接排入暗渠将会影响暗渠的正常使用,决定采用高空桁架法、支架架空法(局部采用小桁架法)、地下暗埋设及地面敷设方法相结合的方式,其中高空敷设最大跨度为18m,高空敷设总长度为212m。

南疆地区高地下水位深基坑真空井点降水施工技术的实践

在建设工程施工过程中,施工环境受地质环境影响较大,南疆地区由于地下水水位较高,地层主要为粉砂层、粉质黏土层、黏土夹层等,受季节性冻融影响,地质环境差。在工程基坑开挖施工时,因地下水资源比较丰富,采用集中明排的方式无法满足施工需求,为保证工程质量和基坑稳定性,真空井点降水应用相对比较广泛,当地层含有黏土夹层时,真空井点降水效果则会显著降低,降水周期明显增长,通过对南疆地区高地下水位深基坑真空井点降水施工技术的研究,解决黏土夹层降水问题,提高降水效率,以满足施工需求。

TRD技术在民用建筑基坑施工中的应用

基础设施建设的快速发展,民用建筑基坑项目数量的增多,促进了基坑施工新技术的研究与发展。房屋、车站、地下商场等工程的防渗止水是确保工程安全的基础,止水帷幕TRD作为一种新型支护与防渗止水的初支围护结构,其通过将配制好的水泥浆液与原工程地质土体进行混合凝结成水泥土结构,在保证工程结构强度和抗渗性要求前提下,能够较大程度地节省工期和成本。分析TRD工法在地下连续墙施工和围护墙施工中的应用情况,结果表明,TRD工法搅拌墙与基坑围护桩的组合,不仅具备防渗止水作用,还能提升基坑的稳定性和安全性。

深基坑开挖对邻近地铁区间隧道的影响及保护措施研究

借助PLAXIS 3D有限元分析软件建立三维数值计算模型对常州市某工程深基坑开挖对邻近既有地铁区间隧道产生的影响进行研究。结果表明:地铁隧道离开挖基坑越近,地铁隧道位移越大,水平位移大于竖向位移;最大位移出现在基坑中部附近,沿隧道长度方向位移值向两端逐渐减小。建议基坑按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序,先开挖远隧道侧,并在近隧道侧10m范围内预留土,以减小对地铁隧道的影响。

超大深基坑TRD连续墙厚度对渗透系数的影响研究

超大深基坑中TRD工法连续墙墙体具有支护防护的作用,但主要是防渗止水作用。结合淮安东站超大深基坑地质情况,采用室内试验分析TRD连续墙水泥土水泥含量、综合含水率以及龄期对渗透系数的影响。试验结果表明:水泥土渗透系数与水泥含量成反比关系,水泥含量越小,其渗透性越接近自然土层的渗透系数;控制综合含水率取值,龄期几乎不会对水泥土渗透系数产生影响,随着龄期的增长,整体渗透系数会缓慢变低并且更趋于平缓。根据试验结果,淮安东站超大深基坑选取24%水泥含量施工TRD工法墙,墙体厚度0.8m能较好地满足抗渗要求。

跟踪注浆加固对基坑周边建筑物变形控制的分析

城市轨道深基坑施工往往会对周边建筑物特别是敏感建筑物安全造成影响,需要采取有效的防控措施来避免安全事故发生。以温州市域铁路S1线一期工程某标段明挖基坑工程为例,对比分析深基坑施工阶段不采取保护措施的项目部办公楼与采用跟踪注浆加固的机场动力中心的沉降数据。结果表明,采用跟踪注浆加固方案能够控制机场动力中心的变形在安全范围内,能保证市域铁路施工的顺利进行和周边建筑物的安全稳定。

基坑疏干抽排地下水水资源论证——以天津市会展调蓄池一工程为例

根据《建设项目水资源论证管理办法》,对于直接从江河、湖泊或地下取水并需申请取水许可证的新建、改建、扩建的建设项目,应当按照该办法的规定进行建设项目水资源论证。会展调蓄池一工程项目位于天津市津南区,项目总占地面积3 664 m2,工程基坑开挖面积约2 628.16 m2,在收集建设项目支护、止水、疏干抽排地下水方案的基础上,确定其基坑疏干抽排地下水论证分类等级为二级,论证范围约为172 282 m2。对该项目开展水资源地质条件、抽排水合理性、取水影响、退水影响及地面沉降防治的分析论证,合理提出科学有效的水资源论证结果及建议,为水资源管理工作及有效控制地面沉降提供依据。

深基坑开挖降水对周边环境的影响分析

文章采用数值模拟方法建立了三维有限元模型,研究了基坑开挖降水对基坑支护结构及周边环境的影响。结果表明:距离基坑边缘3倍开挖深度以内的范围地面沉降较为明显;增加锚索道数与锚索预应力锁定值均能显著控制周边建筑物的位移变形;排桩嵌固深度小于基坑深度的0.6~0.8倍时,增加嵌固深度对减小排桩位移效果明显;设置封闭式止水帷幕能够有效降低基坑降水对周边建筑物及周边环境的影响。

基于HSS和M-C模型对地铁变形特性分析

以天津某基坑为研究对象,运用PLAXIS3D数值分析软件,分别基于HSS模型和Mohr-Coulomb模型分析基坑开挖对临近地铁隧道及车站变形的影响,并与实测数据进行对比分析。结果表明:基坑卸载坑底回弹是地铁隧道及车站变形的主要诱因;HSS模型考虑了土体硬化及小应变,能够更真实地反映土体变形,计算结果与实测数据相吻合;Mohr-Coulomb模型低估坑底回弹模量,计算结果高于实测结果一倍左右。

V-H组合荷载作用下基坑围护结构变形特性分析

为了探究竖向荷载(V)和水平荷载(H)组合作用下的地铁车站围护结构变形特性,以南宁地铁5号线某地铁车站基坑为依托,首先采用FLAC3D有限差分软件对基坑开挖支护进行数值模拟,将受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护结构变形计算结果进行对比分析,然后将数值计算得到的规律与现场监测数据进行对比验证。结果表明:现场实监测值与数值计算值较吻合,受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护桩变形形式一致,预先作用的竖向荷载对桩身变形形式的影响较小;预先作用的竖向荷载能使围护桩身最大水平位移位置下移,下移深度约为开挖深度的12.5%;监测结果显示,V-H组合荷载下的围护桩身最大水平位移增大约27%,削弱了围护桩的水平承载力,同时预先作用的竖向荷载使内支撑轴力增大约10%。

基于数值模拟的基坑降排水对周边环境影响分析

基坑施工面对坑内外地下水影响和坑底承压含水层的突涌问题,通常需要疏干基坑一定范围内的地下水予以解决,为施工创造便利条件。抽排地下水可能引起的建筑地面沉降和地下水位变化影响需要进过科学论证。以天津滨海新区欣嘉园配套工程为例,该工程基坑降水时,共布置67口疏干井以降排基坑内地下水位。为对工程基坑降排水对周围环境影响进行分析,基于Processing Modflow构建地下水三维渗流—沉降耦合模型,预判施工降排水造成的地下水位动态变化和地面沉降量。结果可知:基坑外浅层水水位最大降深20~25 cm,第一承压水水水位最大降深50~60 cm。基坑水位变动会影响周边地下水,施工中应确保止水帷幕发挥作用,防止侧边渗漏或流土,为减少降水对周边环境的影响,施工现场应根据实测水位标高调整降水工况,在确保基坑安全的前提下尽量少抽;地下水下降造成的地面沉降由距离基坑内至外逐渐减小,在基坑边线处出现最大沉降量8mm。考虑已有建筑物和道路对地面沉降的敏感度,降排水期间应加强变形监测,制定应急措施,避免降水造成损失。研究结果为优化降水设计方案,制定后续地面沉降防治措施提供依据。

新型H型钢支撑体系设计分析及工程应用研究

新型H型钢支撑体系由H型钢支撑、钢围檩、系杆、千斤顶、立柱和托梁等组成,单根H型钢支撑通过系杆连接,系杆与H型钢支撑位于同一水平面,形成平面桁架体系。与传统钢支撑体系相比,新型H型钢支撑采用全螺栓装配连接,可以任意组合、拼装,施工便捷。为了研究新型H型钢支撑体系的安全性能及其在深大基坑工程中的适用性,以上海静安府项目基坑工程为背景,对基坑围护桩变形和H型钢支撑轴力进行现场监测,分析基坑围护桩顶位移、桩体水平位移和新型H型钢支撑轴力的变化规律。结果表明:基坑围护桩顶位移和桩体变形与基坑开挖工况和基坑底板浇筑速度密切相关;新型H型钢支撑轴力受气温影响比较明显,且气温越高,单位温度变化对其轴力的影响越明显。通过对新型H型钢支撑区域与钢筋混凝土支撑区域围护桩变形进行对比分析发现,新型H型钢支撑区域围护桩顶和桩体位移的变化规律及最终变形值均与钢筋混凝土支撑区域基本一致,且所有监测数据都在安全范围以内。

武汉古河道承压水井流理论及在基坑降水中应用

在分析武汉市古河道特殊水文地质条件的基础上,建立古河道水文地质模型,将古河道承压水井流问题概化为带状承压含水层中地下水向抽水井的运动问题;然后结合镜像法原理,引入吉林斯基势函数,推导出古河道承压、承压-无压完整井稳定流解析表达式。基于此,将其应用于基坑降水工程中,提出适用于古河道承压含水层中基坑涌水量计算方法;最后以武汉梨园广场地下停车场深基坑工程为例进行计算分析,并将结果与传统方法计算结果和实际监测数据分别进行对比,结果显示所述计算方法所得结果与基坑实际涌水量相对误差仅为7.4%,而采用传统大井法相对误差达到54.5%,验证了所提出计算方法的合理性。研究结果对于认识古河道承压含水层地下水井流规律以及指导基坑降水设计具有重要意义。

超大矩形深基坑潜水非完整井涌水量计算方法研究

针对基坑形状直接影响等效半径的取值,从而影响矩形基坑潜水非完整井涌水量计算结果的问题,提出了一种考虑宽长比的等效半径计算方法。在不同宽长比条件下,分别采用规范简化大井法和等效分段法计算矩形基坑的涌水量。结果表明:当基坑宽长比小于0.5时,采用考虑宽长比的规范简化大井法计算的涌水量大于采用未考虑宽长比的规范简化大井法计算的涌水量,基本等于采用不考虑宽长比的等效分段法计算的涌水量,十分接近工程实际抽水量。由此可知:采用考虑宽长比的规范简化大井法计算涌水量更为合理;采用等效分段法计算涌水量可忽略宽长比的影响。

承压水层圆形基坑悬挂式止水帷幕涌水量解析

针对承压水地层悬挂式止水帷幕基坑的涌水量计算不准确的问题,根据地下水动力学原理,建立了圆形基坑渗流场解析模型,推导了涌水量解析的计算公式.提出了与止水帷幕插入比、承压含水层厚度和基坑半径相关的渗径影响系数,并且采用数值模拟正反分析拟合得到了系数取值,该系数用于修正坑内等效渗径长度并直接影响涌水量计算结果.最后,基于解析解涌水量结果讨论了基坑尺寸止水帷幕控水效果的关系.研究结果表明:本文理论解析结果与数值结果以及现场实测数据有良好的一致性;基坑尺寸过大时不宜选用悬挂式止水帷幕作为控水措施.

天津地铁基坑降水工程地下水越流特性

天津位于地下水位较高的软土地区,地下潜水的流失对地表及建(构)筑物沉降影响较大,而承压水对工程威胁较大且对沉降影响形式与潜水不同,因此在基坑开挖前摸清各层地下水的水力联系、渗透系数和含水层涌水量等是至关重要的。本文结合天津地铁4个站点的工程实例,深入分析了地铁工程基坑降水过中所产生的地下水越流特点,基于基坑开挖前的降水试验结果,建立三维渗流模型预测长时间降水对基坑周边地下水水位的影响,并与现场实测结果进行对比,结果比较吻合,其数据基本上反映了在目前止水帷幕设计条件下,正式开挖状况下的降水(减压)规律,对判断环境影响和制定应急预案有指导价值。