5 降水减压

　　5.1 计算方法

　　为了满足基坑坑底和结构底板的抗浮要求, 需采取减压降水措施, 主要解决减压井的布置问题, 分析减压降水效果, 得出基坑内设减压井后基坑内部和周围地层水头的变化和分布情况, 同时要计算分析基坑减压后地面沉降对周边重要建筑物和道路管线的影响, 控制沉降在允许范围内。

　　根据地层特点, 渗流计算采用改进的水平二向渗流有限元计算程序[1], 它适用于对强弱透水层相间地层内的地下水渗流场进行分析, 其计算地质层数最多为 4 层, 计算范围可达数公里, 可方便地模拟地表沟塘引起的覆盖层变化, 并可考虑防渗墙、减压井等各种措施对空间渗流场的影响。

　　5.2 计算区域

　　渗流计算区域为基坑外向北 600m, 向东、南、西侧各延伸约 600m, 除北侧 AB 边外其余各计算边界均取在江边, 如图 1 所示粗线范围内的区域。

　　5.3 减压井的布置

　　由于地质条件复杂和施工工艺的限制, 围护结构无法完全封堵连续墙底与石灰岩岩面之间的透水砂层, 且连续墙底与岩面之间缝隙处的水平水力坡降较大, 浅层靠近连续墙处的垂直水力坡降较大, 而此部位也是布置减压井后较易因抽水而发生管涌、流砂等险情的地方。因此减压井布置在基坑中央, 使其与周边连续墙有一定距离, 井口直径取 300mm,滤管长约 5m, 伸入下层强透水层, 顶部在上层弱透水层底面以下约 1～2m, 井管在基坑内居中布置, 其布置如图 2 所示。考虑方便施工, 按施工方要求共布置 8 口减压井, 当井口高程为- 3m 时, 因高于基坑底面(高程- 3.43m), 故采取自流方式; 当调整井口高程为 - 5m 时, 因低于坑底高程, 故采取抽水减压方式。

　　5.4 计算结果

　　⑴ 连续墙与岩面之间漏缝 50cm

　　对于连续墙下粘土层缺失而直接为砂层的地方,考虑到岩面起伏, 取 50cm 的漏缝, 即石灰岩上有砂层或粘土层厚度过小处不进行摆喷施工。

　　对两种不同井口高程的基坑底部覆盖层的抗浮验算结果见表 3, 可见当减压井井口高程为- 3m 时,Ⅱ区～Ⅴ区不满足抗浮要求; 当井口高程为-5m时, Ⅱ区和Ⅴ区不满足抗浮要求; 但Ⅱ区覆盖层仅厚 0.23m,可采取挖穿弱透水层, 回填石粉或粗( 中) 砂作为反滤的方法减压, 便可解决抗浮问题。

　　当降低井口高程抽水时, 对周围建筑物的影响会增大, 但最大沉降仅为 33mm, 未超出规范规定的50mm 的限值。

　　⑵ 连续墙与岩面之间漏缝 5cm

　　考虑到施工的现实性和可行性, 假设摆喷仅封堵了 90%的砂层, 连续墙底与岩面之间仍留有 5cm的透水间隙, 对此进行计算分析。

　　从表 3 可以看出, 当减压井井口高程为-3m 时,Ⅱ区采用挖穿弱透水层的方法后, 只有Ⅲ区和Ⅴ区不满足抗浮要求; 当井口高程为-5m 时, 各区域均满足要求。采用强抽时基坑周边最大沉降量为 27.3mm,小于规范所规定的限值。

　　6 结论

　　6.1 当连续墙墙底进入到石灰岩面以上粘土层内1m 或墙底与石灰岩面之间采用有效的摆喷注浆处理时, 均可对墙底绕流进行有效封堵, 此时墙底渗流量很小甚至是完全得到控制, 也不存在基坑底弱透水层的抗浮问题。

　　6.2 当连续墙墙底与石灰岩岩面之间存在 50cm 的强透水砂层时, 此工况是考虑了施工中可能出现的最不利情况。由计算结果可发现, 通过布置减压井,大部分区域均可达到消减弱透水层底压力的目的;当弱透水层厚度较小时,

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