摘 要: 某地铁站基坑按不同区段分别采用地下连续墙或排桩支护, 因石灰岩地区地质和水文条件复杂, 需解决连续墙墙底绕流、排桩间渗漏和降水减压方案布置等问题, 文中针对渗流问题进行分析计算, 为施工提供安全保障。

　　1 工程概况

　　广州市轨道交通五号线大坦沙南站位于广州市荔湾区双桥路, 基坑长 249.2m、宽 73.5m, 坑底设计高程为- 3.18m￣- 3.50m, 最大开挖深度约 11m, 场地平面如图 1 所示。

　　该场地位于双桥路, 部分地段为农田, 地形平坦, 地面高程 5.61m￣7.70m, 为珠江干流冲积形成的江心沙洲, 东西两侧均为珠江流域。基坑南侧为广三铁路及公路, 西面距基坑边 4m 处为木桩基础的某娱乐城, 附近为天然浅基础或木桩基础的民居。附近无高层建筑。

　　该处地段为石灰岩区域, 岩面起伏大, 溶洞发育,岩面以上土层分别为淤泥质细砂、粗砂层及粘土层,其中大部分为强透水砂层; 岩面粘土层厚度为 1.5￣8.0m, 部分区域粘土层缺失, 岩面与砂层直接相连。场地地下水丰富, 平均高程 4.95m, 与珠江水存在水力联系。

　　基坑支护采用地下连续墙或“排桩+桩间旋喷桩”的方法, 但连续墙槽段较长, 墙底在粘土层缺失地段难以有效止水; “排桩+桩间旋喷”则存在桩间漏水流砂的可能。为了满足施工要求, 坑内需进行降水,但坑外一定范围的降水有可能产生地面沉降, 为确保施工的安全进行, 必须对基坑渗流问题进行研究。

　　2 地质条件

　　本场地土层自上而下依次为: 海陆交互相淤泥、淤泥质土层(Q4mc)、海陆交互相沉积砂层(Q4mc): 冲积～洪积中粗砂层(Q3al+pl); 灰岩微风化带。场地内溶洞发育, 石灰岩分布地段钻孔见洞率达 74%, 大部分地段还发育有多层串珠状溶洞, 高 0.15￣10.6m, 平均1.84m, 洞内大部分无充填物, 局部充填流塑～可塑的粘性土或砂土。

　　3 墙底绕流渗流分析

　　从表 1 可知, 即使连续墙底距岩面仅 5cm, 各区弱透水层的最大承压水头仍高于允许值, 故需设置减压井进行减压, 以确保基底的安全稳定。

　　4 排桩渗流稳定分析

　　排桩方案的优点是桩径较小, 对岩层变化具有较好的适应能力, 对岩层上部的砂层可完全封堵; 但缺点是排桩净间距有 10cm, 主要依靠排桩之间的旋喷桩止水, 而该区域上方为广佛放射线, 施工净空不足, 旋喷桩施工质量较难保证, 出现漏洞的机会较大, 漏洞区的水力坡降很大, 通常均超过砂发生流土破坏的极限值, 但是否发生破坏还与漏洞和基坑底面的相对位置有关, 会产生不同的后果。

　　采用剖面渗流有限元计算程序进行计算分析,假设排桩中出现 1 个 10cm 漏洞, 其所处位置有以下4 种工况: ①位于基坑底面以上 3m 处; ②位于基坑底面处; ③位于基坑底面以下 0.75m 处; ④位于基坑底面以下 3m 处。

　　工况①、②的漏洞位于基坑深度(基坑内侧临空)范围内, 其发生流土破坏的控制因素是水平水力坡降。从表 2 可知, 其水平水力坡降均远大于砂发生流土破坏的极限值(0.07), 因此若漏洞处发生流土破坏, 则基坑以外漏洞高程附近的砂就会迅速被淘蚀, 以致发生大规模涌砂而导致排桩失效。

　　工况③、④的漏洞位于基坑面以下一定深度, 其发生流土破坏的控制因素是垂直水力坡降。从表 2可知, 两种工况下排桩内侧基坑底面处的垂直水力坡降均小于 0.99(根据太沙基公式)且安全系数均大于 1.5, 表层不发生垂直渗透破坏, 这两种工况就不存在流土破坏的问题, 但渗流量就比较大。

[1] [2] [3]  下一页