富水砂卵石地层深基坑承压水降水优化与规律研究

发布时间：2020-07-24 01:47

【摘要】：随着基坑工程开挖深度的不断增加,坑底深层承压水对深基坑开挖带来的影响逐渐浮现在工程师面前。在基坑开挖后,基坑底部距离承压含水层顶板距离减小,相应地承压含水层上部土压力也随之减小。当基坑开挖到一定深度后,承压含水层卜部土压力可能小于其含水层中承压水顶托力,导致基坑底部失稳,发生突涌现象,严重危害基坑安全。承压含水层采取降水措施时,若降水过度也会引起土层及建(构)物发生不必要的沉降。故如何在保证基坑安全施工的前提下,选取一个合理、经济的降水方案尤为重要。本文主要针对福州市轨道交通2号线典型的富水砂卵石地层深基坑承压水降水工程,通过理论分析、现场试验、数值计算等多种手段对其降水方案进行优化分析。主要研究内容及成果总结为以下几点:(1)通过研讨福州轨道交通二号线金屿站深基坑水文地质资料、降水施工专项方案以及现场调研,发现该深基坑工程具有以下特点:地处软弱富水砂卵石地层,基坑开挖范围内存在大量土质较差的软弱淤泥、淤泥质土层,基坑开挖面以下存在渗透性较强、富水性较大的卵石承压含水层,对基坑安全开挖的威胁较大;(2)通过现场抽水试验来验证预估单井涌水量、初步降水方案是否合理以及坑内外承压含水层水力联系是否显著,现场试验表明单井抽水量约为192 m3/d,较预估单井涌水量小48 m3/d,且降水方案满足设计降深要求以及坑内外承压含水层存在一定水力联系;(3)采用MIDAS/GTS建立三维数值模型对抽水试验进行虚拟仿真计算,计算结果表明数值抽水试验与现场抽水试验的抽水时程曲线规律基本一致。可验证将MIDAS/GTS运用到深基坑降水工程中,定性分析抽水过程对结构本身及周边环境的影响规律是合理可行的;(4)运用目标函数法,以单井涌水量为设计变量,以水位降深最小化为目标来建立优化数学模型,利用Matalb对优化模型进行求解。计算结果表明优化后单井涌水量约为150m3/d,较优化之前减少约40m3/d,且各控制点压力水头均满足设计降深要求;(5)采用MIDAS/GTS分别对优化前、后的金屿站深基坑承压含水层井点降水方案建立三维数值模型,对其进行虚拟仿真计算,计算结果表明坑内压力水头整体升高约1.75m,可有效防止因基坑降水过度而导致坑外地层、建(构)筑物发生沉降。(6)针对金屿站富水砂卵石地层,将坑外地表最大沉降、地连墙最大水平位移、坑底最大隆起作为考核指标,综合考虑地连墙插入承压含水层深度(/H)、滤水管插入承压含水层深度(/)、地连墙厚度(d)、坑底加固厚度(w)、开启降水井时基坑开挖深度(/)五个因素,采用数值计算与正交试验相结合的方法探讨研究了各考虑因素对考核指标的敏感性;(7)在正交试验的基础上,以坑外地表最大沉降、地连墙最大水平位移、坑底最大隆起作为考核指标,分别找出了对该指标影响最小的最优工况组合,今后可为类似工程施工提供一定的指导作用;
【学位授予单位】：福建工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU753
【图文】：

水管在车站施：１：前需永久徖改，尔站大里程端１根丨丨ＯＫＶ高压电缆需要永久迁改，车站逡逑北侧埋深约８．０ｍ的直径１．２ｍ砼污水管距离乍站主体围护结构泠６？９ｍ采用跟踪注浆保护，逡逑其余影响车站施工的管线均T以提前改辽？。基坑地理位置示意图见图２－１。逡逑，？：．r2？，逦．．二咖＊勘，…＾逦一：，一一＼逦一？逡逑：逦．．．．．．咖取，逦．逡逑＾逦、？．．逦ｉｌ＾ＳＳＸ．＾．Ｊ邋——逦■？邋，ＷＭ＾＼逡逑图２－１金屿站平面位置示意图逡逑叫邋Ｉ逦二疋骂二．二卞？士句／’逦，逡逑＾邋｜；１逦？—．．．．．．？＞￣■■■：「－丨 ｆ逡逑？逦ｊｆｌ＼ｒ邋逦邋＊」ｓ逡逑｜逦１＼逦＿＿邋＿＿邋＆Ｄ逦？逦ｆ逡逑＼邋—邋—邋一＾＾逦Ｐ邋妯？—逡逑田逦９ｓｍ逦Ａ＊逡逑，７ｒ逡逑－ｌｅＷＳｙｊＮｉａａ逡逑１逦１理娜Ｓ！邋１￣－＊Ｈ财

本文编号：2768135