基坑降水對鄰近地鐵的影響

孫亞朋肖昭然 易領兵

( 1.河南工業大學,河南 鄭州450000； 2.中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院,河南 鄭州 450000)

基坑降水對鄰近地鐵的影響

孫亞朋11肖昭然11易領兵22

( 1.河南工業大學,河南 鄭州450000； 2.中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院,河南 鄭州 450000)

以鄭州某近部地鐵的深基坑降水工程為背景,采用理論分析與現場監測數據對比分析的方法,分析了深基坑降水工程對臨近地鐵的影響。

土釘墻+樁錨支護;止水帷幕;管井降水;部近地鐵

1 工程概況

1.1 基坑基本信息

擬建基坑位于鄭州市花園路與渭河南路交叉口西南角,南鄰翰林路,東鄰花園路,北鄰渭河南路。擬建建筑主樓地上28層,地下4層,裙房地上9層,地下1層。擬建建筑層高、結構、荷載、基礎埋深等情況詳見表1。

表1

1.2 基坑與地鐵位置關系

擬建基坑開挖深度為21m,基坑周長約460m,平面面積約為1.1萬m2。基坑紅線距離地鐵中線最近距離為35m,基坑維護結構距離地鐵隧道邊線最近距離為33m。如圖1所示。

圖1 基坑與鄰近地鐵平面位置關系圖

1.3 基坑支護與降水方案

擬建基坑支護方案采用上部土釘墻,下部樁錨,并采用高壓旋噴樁做止水帷幕［1一4］。擬建基坑降水采用管井降水,管井平面布置和參數如圖2所示。

圖2 平面位置關系圖

2 工程地質條件

第一層：粉土(Q4一3al)

褐黃色,稍密,稍濕,干強度低,韌性低,無光澤反應,含蝸牛殼屑、鐵錳質結核,偶見小姜石,局部相變為粉細砂,本層層底埋深2.0一4.0m,層厚2.0一4.0m。

第二層：粉質黏土(Q4一3al)

黃褐色,可塑一軟塑,偶見淡水田螺外殼,常見鐵銹狀斑點及白云母碎片,干強度中等,韌性中等,稍有光澤,搖振無反應。局部夾有粉土薄層或透鏡體。本層層底埋深4.0一7.2m,層厚0.7一5.0m。

第三(1)層：粉土(Q4al)

黃褐色,很濕,稍密一中密,干強度低,韌性低,無光澤反應,搖振反應中等。本層層底埋深7.5一9.5m,層厚0.0一2.5m。本層主要場地東北部分布。

第三(2)層：細砂(Q4一3al)

黃褐色,飽水,稍密一中密,砂粒成分以石英、長石為主,含少量云母和暗色礦物,砂質不純,局部相變為粉土或粉砂,本層層底埋深10.4一12.0m,層厚0一7.6m。本層主要場地東北部分布。

第四層：粉土(Q4一2al+l)

灰色或灰黃色,濕一很濕,稍密一中密,見有鐵錳質斑點及蝸牛殼片,干強度低,韌性低,無光澤反應,搖震反應中等,砂感明顯。本層層底埋深8.0一12.0m,層厚3.2一5.0m。

第五層：粉質黏土(Q4al+pl)

灰黃色或灰色,可塑一軟塑,干強度中等,韌性中等,稍有光澤,搖振反應無。本層層底埋深10.6一15.2m,層厚0.0一4.2m。

第六層：細砂(Q4一1al)

灰色或灰黃,飽水,中密一密實,局部過渡為粉砂或中砂,中間夾有粉土薄層,砂粒成分以石英、長石為主,含少量云母和暗色礦物,分選較好,級配一般,局部為中砂。本層層底埋深21.0一24.4m,層厚7.8一11.2m。

第七層：粉質黏土(Q3al+pl)

黃褐色,可塑一硬塑,干強度中等,韌性中等,稍有光澤,搖震反應無,含小姜石及鐵錳質結核。本層層底埋深26.0一31.2m,層厚4.0一7.2m。

第八層：粉土(Q3al+pl)

黃褐色,很濕,中密一密實,含姜石,干強度低,韌性低,無光澤反應,搖振反應中等。本層層底埋深32.2一34.4m,層厚2.1一7.0m。

3 水文條件

本場地在勘探期間實測地下水位埋深為8.5一11.0m (勘探時地面起算)左右,地下水位絕對標高為88.0m,含水層為粉土和下部的粉細砂層,歷史最高水位絕對標高97.5m。近3一5年,在不受人工降水影響情況下,場地內地下水最高水位為地表下4.0一5.0m(自100.0m標高起算)。地下水位的年變化幅度約2.0m,設計抗浮水位埋深可采用自然地面下2.5m(自然地面標高按100.0m考慮)。地下水類型屬孔隙潛水類型,其動態主要受大氣降水及地下水開采影響而變化。

4 基坑降水計算結果

4.1 計算方法

任意點降深計算公式采用基坑工程手冊公式［5］。

沉降計算方法:建筑地基基礎設計規范方法,考慮應力隨深度衰減的方法,且考慮相互影響半徑,沉降計算相互影響半徑按10.000(m)考慮。

4.2 計算結果

4.2.1 基坑涌水量計算

按《規范》附錄F計算得：

根據《規范》F.0.7確定降水影響半徑R=298.573(m)

根據《規范》F.0.7確定基坑等效半徑r0=61.257(m)

基坑涌水量=5454.237(m3/d)

4.2.2 降水井的數量計算

按《規范》8.3.3計算得：

單井出水量按80.000(m3/d)計算,需要降水井的數量=55＜64

4.2.3 單井過濾器進水長度計算

按《規范》8.3.6驗算得：

單井過濾器進水長度=11.743(m)

5 基坑降水對地鐵處土層沉降的影響

5.1 土層沉降觀測點計算

地鐵沿擬建基坑布置6個沉降分析點,布置如圖2所示。各點沉降計算分析［6一7］見表2。

5.2 土層沉降分析

根據地鐵沿擬建基坑布置的6個沉降分析點不同深度土層沉降結果,得到以下結論：

5.2.1 平面上,距離基坑最近的B點,土層沉降最小,距離基坑越遠土層沉降越小；

5.2.2 剖面上,各點埋深越淺的土層,沉降越小；

5.2.3 基坑以外,地鐵埋深位置土層沉降量很小,此次基坑降水對周邊地鐵處土層影響很小。

［1］袁正輝.深基坑開挖對近鄰橋樁的影響研究［D］.北京交通大學,2007.

［2］黎科.深基坑開挖對鄰近橋樁的影響研究［D］.天津大學,2007.

［3］陳福全,汪金衛,劉毓氖.基坑開挖時鄰近樁基性狀的數值分析［J］.巖土力學,2008,29(7):1971～1976.

［4］彭良泉,李盛青.新建堤防對既有橋樁影響的三維有限元分析［J］.人民長江,2013,44(24):6～8.

［5］中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ120一2012建筑基坑支護技術規程［S］.北京:中國建筑工業出版社,2012.

［6］姜諳男,塔拉,李鵬.鄰近橋樁地鐵車站施工數值模擬及敏感性分析［J］.巖土工程學報,2013,35(2):1151～1154.

［7］彭放枚,凌同華,張勝,等.鄰近橋樁隧道施工監控量測方案優化［J］.中外公路,2013,33(2):202～206.

The Influence of Foundation Pit PreciPitationon Adjacent Subway

Sun Yapeng1Xiao Zhaoran1Yi Lingbing2
(1.Henan University of Technology,Zhengzhou Henan 450000;2.Zhengzhou Design Institute of China Railway Engineering Consulting Group Co., Ltd.,Zhengzhou Henan 450000)

With the deep foundation pit precipitation project of an adjacent subway in Zhengzhou as the background, the method of theoretical analysis and field monitoring data contrast analysis was carried out,the influence of deep foundation pit precipitation projecton adjacent subway was analyzed.

Soil nailing wall+pile anchor support;Water stop curtain;tube well precipitation;Adjacent subway

U231

A

1003一5168(2015)07一0105一3

2015一6一11

孫亞朋(1990一),男,碩士,研究方向:結構工程與巖土工程;易領兵(1988一),男,碩士,研究方向:結構工程與巖土工程。