落底式止水帷幕条件下承压含水层水文地质参数计算方法研究

落底式止水帷幕在具有典型二元结构地层的武汉地区深基坑工程中被广泛应用,而落底式止水帷幕的存在改变了二元结构含水层中地下水的渗流环境,为此提出了落底式止水帷幕条件下承压含水层水文地质参数的解析和数值计算方法,并结合武汉园林路地铁站深基坑现场抽水连通试验数据验证方法的正确性和可靠性。结果表明:根据新建立的考虑落底式止水帷幕条件下的解析法公式计算得出承压含水层的渗透系数为17.47~25.55 m/d,平均值为20.722m/d,而通过三维数值模拟反演得到承压含水层的水平向渗透系数(粉细砂层为21.6m/d,细砂层为25.92m/d)和垂向渗透系数(粉细砂层为2.592m/d,细砂层为3.456m/d)具有明显的各向异性,新提出的解析法和数值法均能得到可靠的承压含水层水文地质参数,可为落底式止水帷幕条件下基坑降水设计提供更直接的科学依据,具有一定的推广和应用价值。

落底式止水帷幕在紧邻地铁超大深基坑中的应用

某紧邻既有地铁车站的超大深基坑处于深厚承压水场地条件下,为降低场地抽降承压水对周边环境的影响,基坑采用三道钢筋混凝土支撑结合800~1 000 mm厚、入岩深度0.5 m的地下连续墙进行支护,并采用大井法对基坑降水所需管井数量和单井出水量进行计算后,在基坑范围内设置40口降水井。对基坑西侧地铁沿线地表水平和沉降变形进行监测,最大沉降量为16.4 m,最大水平位移为15.5 mm,均满足规范要求。表明基坑支护及降水设计方案合理可靠,可为今后类似工程的支护设计积累经验,提供参考。

部分落底式止水帷幕在基坑降水中的应用

针对超大型基坑降水设计中采用的部分悬挂、部分落底式止水帷幕,利用数值模拟对比分析了不同落底率Rc下深基坑降水的地下水控制效果及其对邻近地铁隧道的影响。研究结果表明:相同落底率Rc下,随着悬挂止水帷幕的插入比L/M的增大,降水对周边环境的影响逐渐降低,存在明显转折点,可根据承压水位降深变化曲线选择相对经济合理的插入比范围;止水帷幕中的悬挂帷幕部分插入比L/M对基坑单位面积抽水量q的影响较小,而落底率Rc对q的影响更为显著,且落底率Rc在0~80%范围内时,Rc与q具有较好的线性相关关系。通过计算结果与现场监测数据对比分析,落底式帷幕一侧的坑内外水头差要明显大于悬挂式帷幕一侧的坑内外水头差,故部分落底式止水帷幕也可有效阻隔环境敏感一侧的地下水渗流;根据不同落底率Rc下地铁隧道的变形计算结果,可以得到满足变形要求的最低落底率Rc。对类似基坑工程的降水及止水帷幕设计,可根据周边环境的敏感程度灵活使用部分落底式止水帷幕。

富水砂层落底式止水帷幕深基坑开挖安全风险控制要点

本论文以武汉地铁某地下车站施工为例,该站基坑地处长江一级阶的富水砂层。主体基坑围护结构为落底式止水帷幕,基坑开挖最大深度为18.4m,坑内外最大水头差在11m以上,基坑周边有房屋和自来水、排水等管线,对基坑变形控制要求高,基坑施工安全风险大。本论文主要针对富水砂层落底式止水帷幕深基坑开挖安全风险进行了分析,并提出了关键性控制要点。

落底式止水帷幕条件下深基坑群井试验研究

通过武汉绿地中心深基坑群井抽水试验,探讨武汉长江一级阶地地区落底式止水帷幕条件下深基坑涌漏的组成及其渗流规律,并提出了新的数学模型,计算基坑侧壁涌漏量。试验及分析计算结果表明:落底式止水帷幕条件下深基坑涌水量的组成除封闭基坑内含水层所含孔隙水之外,还有基坑侧壁的涌漏和基坑底部涌漏两部分,其中以基坑底部涌漏为主。基坑底部涌漏又包括基岩裂隙水和以基岩裂隙为通道绕渗补给的孔隙水。在涌漏初期地下水通过基坑侧壁涌漏点进入坑内时,在水平方向上以某一弧度的扇形模式扩散;基坑底部基岩裂隙水及坑外地下水通过基岩裂隙通道垂直向上补给。当存在涌漏点时,基坑内外水位变化会出现明显的异常。

落底式竖向截水帷幕的研究与应用

论述了截水帷幕的形式及应用条件,并在实际的基坑工程中应用了落底式竖向截水帷幕治理地下水,实例证明效果非常好,既保证了基坑边坡的稳定与土方开挖、结构施工的安全,又保护了基坑周边建(构)筑物。

落底式止水帷幕条件下基坑涌水量计算研究

涌漏点的存在使得落底式止水帷幕条件下基坑涌水量的计算成为一个有待解决的技术难题。在承压含水层中开挖落底式深基坑时,针对落底式止水帷幕渗漏的不确定性,建立承压含水层中落底式基坑非完整井降水水文地质模型。基于Theis非完整井非稳定流理论,结合映射原理,推导等效渗透系数计算公式,并提出涌漏系数法用以评价落底式止水帷幕隔渗效果以及计算基坑涌水量。以武汉某深基坑降水工程为例,采用该方法评价止水帷幕的隔渗效果以及对其基坑涌水量进行计算,并与实测结果和传统方法计算结果分别进行对比验证。结果显示涌漏系数法计算误差较小,且计算过程简便,兼具安全性和经济性。研究结果可应用于指导工程设计,具有一定实际应用价值。

连通试验落底式止水帷幕的实施效果分析

为查明某超大深基坑地下连续墙止水帷幕的隔水效果并反演地连墙的渗透系数,通过现场开展的7组连通试验,观测了各组试验井中地下水深随时间的变化,同时借助渗流分析软件Visual Modflow,以现场观测的井水位实测数据为依据,在软件中开启和冻结对应的基坑降水井,通过不断调整地下连续墙渗透系数等参数,最终达到与现场连通试验一致的降深—时间曲线。结果表明:虽然落底式止水帷幕无法完全阻隔坑内外水力通道,但可以延长地下水从坑外涌入坑内的渗流路径,从而大幅度减缓坑内外水位的下降速率,可见该工程的地连墙渗透系数满足施工需求。

基于深基坑群井抽水试验的落底式止水帷幕隔水效果分析

为查明某超大深基坑地下连续墙止水帷幕的隔水效果,通过选取现场20口抽水井和坑外21口、坑内14口观测井开展了群井抽水试验,观测了各组试验井中地下水深随时间的变化,同时对周边建筑和道路进行沉降监测,并通过理论公式对降水过程中产生的地面沉降量进行计算。结果表明:虽然落底式止水帷幕无法完全阻隔坑内外水力通道,但可以延长地下水从坑外涌入坑内的渗流路径,从而大幅度减缓坑内外水位的下降速率,可见在该工程中采用落底式止水帷幕能保证施工安全的需求。

半落底半悬挂式地连墙在某紧邻地铁深基坑中的应用

在长江Ⅰ级阶地区域,深基坑设计面临土质情况差、地下水丰富等问题,邻近地铁的基坑设计常设置落底式竖向止水帷幕。某基坑紧邻武汉地铁2号线范湖站,采用半落底半悬挂式地下连续墙做竖向支挡结构兼作止水帷幕,设置二层混凝土圆环支撑,辅以基坑内降水。基坑使用期间未对周边道路、地铁等构筑物造成不利影响,对比全落底式帷幕(或地连墙)经济效益显著,可供类似工程参考。

止水帷幕深度对基坑地下水渗流场的影响研究

为研究长江I级阶地富水地层不同长度帷幕内降水对帷幕外承压水的影响程度,本文基于武汉市江岸区某医院综合楼工程,通过工程试验数据,在采用部分落底式止水帷幕和部分悬挂式止水帷幕的情况下,研究帷幕内单井、群井试验引起帷幕外水位的变化幅值;并运用有限差分法软件Visual Moldflow模拟分析几组试验帷幕内降水井降水幅度相同情况下帷幕外观测井水位变化。对比分析帷幕外模拟观测井水位和实测观测井水位变化,结果表明采用落底式止水帷幕和40m深悬挂式止水帷幕相结合的方案,可有效减少基坑的涌水量;40m深悬挂式止水帷幕外水位下降引起的地层变化可控,可以满足敏感建(构)筑物变形安全,同时减少施工难度,显著提高施工进度。理论、试验和现场实施结果对类似工程具有较好的参考借鉴作用。

武汉临江地区防渗帷幕对抗浮设防水位影响研究——以武汉市二七片区地下环路工程为例

以武汉二七片区地下环路工程建设为例,收集工程场区地形地貌、水文地质和抽水试验等勘察资料和汉口水文站、地下水监测井超过1个水文年的观测资料,综合研究工程场区的钻孔资料,将种类繁多的地层概化成填土、黏性土、砂类土和基岩4种水文地层,在基坑不设置帷幕、设置悬挂式帷幕和落底式帷幕三种工况下,采用有限元分析软件FEFLOW模拟地下水渗流场,通过比较三种工况下基坑内水位变化,分析防渗帷幕对抗浮设防水位的影响。结果可知:(1)工况1情况下,工程场区地下水主要接受长江补给,向西侧汇流,从江边向内陆水力梯度逐渐降低、流速逐渐变慢;(2)工况2采用落底式帷幕情况下,垂直防渗帷幕方向上的地下水渗流受到明显的抑制,但地下水沿侧向绕过防渗帷幕向工程场区内部流动,在帷幕底部基岩接触面上绕过防渗帷幕缓慢渗透,工程场区中部被地下环路的防渗帷幕所圈闭,地下水位最低,地下环路内部受防渗帷幕的止水效果影响,水头明显低于外部;(3)工况3采用悬挂式帷幕的情况下,帷幕底部依然存在地下水渗流通道,若最高水位持续时间较长时,虽然悬挂式防渗帷幕改变了某些区域的地下水渗流路径,但不能有效抑制地下水位的上升,在地下环路内部,临江一侧地下水位与长江水位保持持平,地下水位沿渗流路径逐渐降低。研究结论为其它类似条件的工程提供借鉴和参考。

基坑防渗帷幕插入相对不透水层中深度的浅析

针对不同类别的相对不透水层 ,依据渗流基本原理给出了基坑落底式帷幕插入相对不透水层深度的计算公式 ,并对其进行了简化 。

基坑降水对临近运营高铁桥墩的影响评估分析

针对苏州虎丘婚纱城基坑降水对临近沪宁城际铁路的影响评估,在达西定律和裘布依假设基础上,提出一种考虑基坑落底式止水帷幕在不同程度失效情况下,基坑降水引起运营高铁桥墩附近地下水位变化的计算思路,并对基坑降水导致的运营高铁桥墩沉降和安全系数变化进行了影响分析,结果表明:在一定假设条件下,基坑降水将导致桥梁桩基中性点和桥墩沉降变形呈非线性增长变化,并降低了桥梁桩基安全系数,高铁桥墩受地下水变化敏感。

临江超深盾构工作井及后续段基坑降水设计方案

文章以武汉三阳路越江隧道式昌始发井及后续段超深基坑降水工程为例,对降水专项方案的设计计算、施工工艺、降水保障措施等进行了详细的阐述。通过实践证明,降水方案及施工工艺合理,对武汉类似超深基坑降水工程具有一定的借鉴意义。

长江Ⅰ级阶地地质环境条件下深基坑降水及效果评价

长江Ⅰ级阶地中存在着厚度大、水量多,与长江水力联系密切的孔隙承压含水层。这种复杂的水文地质条件,加之紧张的施工环境,加大了基坑开挖过程中对地下水及周边环境控制的难度。本文以武汉HL深基坑项目为依托,选用落底式止水帷幕结合基坑内井点降水进行降水设计,并对其降水效果进行验证。尝试推广其他类似的水文地质条件下的止水帷幕的设计,旨在解决在基坑开挖过程中深基坑降水问题。

等厚水泥土墙内插型钢支护在武汉中心城区基坑工程的应用

推进绿色环保理念的实践是各行各业的目标,基坑工程作为临时性工程,特别是城市中心地带,混凝土桩+混凝土支撑大量使用,占用地下空间等遗留问题复杂,更加需要朝着绿色环保节约的方向发展。等厚水泥土墙内插型钢的支护结构施工进度快,完工后型钢可回收利用,节省成本且后期无遗留不占用地下空间,是践行绿色环保节约理念的典型;该支护结构与传统混凝土桩一样与支撑、锚相结合,可形成多种组合形式的支护结构,在复杂的城市中心地带也可因地制宜采用,具有一定的推广意义。