富水砂層條件下深基坑止水降水新技術(shù)新方法綜述

沈劍杰

【摘 要】本文針對(duì)近年來深基坑止水降水領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法進(jìn)行綜述，介紹了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)最新施工和檢測(cè)技術(shù)，探討了基坑涌水量計(jì)算的最新方法。本文還對(duì)近年來富水砂層條件下降水工程實(shí)例進(jìn)行搜集總結(jié)，富水砂層深基坑降水設(shè)計(jì)與施工的成功應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵詞】富水砂層；深基坑；降水

一、新技術(shù)

宋東升[1]以上海市某地鐵站基坑工程為例，分析了該基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式、止水帷幕方案以及基坑開挖和基坑降水對(duì)周圍環(huán)境的影響，總結(jié)出現(xiàn)行止水帷幕的特點(diǎn)和不足，提出一種適用于深基坑防水的新型止水帷幕方法。該方法用于基坑側(cè)壁作止水帷幕的塑料隔水板，主要由緩沖層、以高分子聚合物為原料的防水板、金屬板等構(gòu)成。緩沖層靠近基坑側(cè)壁或初級(jí)支護(hù)，金屬板靠近地下連續(xù)墻等基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，防水板位于緩沖層與金屬板之間，三者采用熱焊接連接。塑料隔水板之間通過接口和粘結(jié)劑雙重連接；緩沖層與緩沖層之間、金屬層與金屬層之間采用卯榫結(jié)構(gòu)連接，防水板與防水板之間采用粘結(jié)劑連接。這樣既保證了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，又保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和密封性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，此發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、利用地基處理中的插板機(jī)，連續(xù)插入隔水板。代替攪拌樁做側(cè)向止水帷幕，適合用于較深層軟土地區(qū)；2、采用緩沖層、防水板、金屬層組合式結(jié)構(gòu)，具有耐刺穿性、耐久性、耐水性，止水效果較好；

杜家佳[2]在武漢綠地中心深基坑采用聲納滲流控制技術(shù)，以大數(shù)據(jù)源解析成像，在三維空間顯示地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量缺陷與地下水的流速、流向、流量、滲透系數(shù)對(duì)應(yīng)的滲漏通道的坐標(biāo)位置，有針對(duì)性地提供防滲堵漏的措施與方案。

李罡[3]在濟(jì)南地鐵建設(shè)中利用抽灌一體化智能回灌裝置設(shè)置控制系統(tǒng)將各抽灌子系統(tǒng)串聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抽水系統(tǒng)與回灌系統(tǒng)一體化。

二、新方法

原有計(jì)算基坑涌水量的方法，如大井法、目標(biāo)函數(shù)法、數(shù)值法。

曹凈[4]利用共形映射理論，建立了基坑坑底以下有效深度范圍內(nèi)無相對(duì)隔水層懸掛式止水帷幕基坑滲流的對(duì)稱和非對(duì)稱兩種數(shù)學(xué)模型， 推導(dǎo)在均質(zhì)、各向同性、符合達(dá)西定律土體基坑滲流的單寬涌水量表達(dá)式。

楊建民[5]將基坑涌水量分為基坑內(nèi)儲(chǔ)水量和基坑底及基坑外向基坑內(nèi)的滲流量，提出一種適用于軟土地區(qū)止水帷幕較深時(shí)的基坑涌水量計(jì)算方法，結(jié)合天津地鐵一站主體結(jié)構(gòu)基坑，用該計(jì)算方法所得基坑涌水量與依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)和施工經(jīng)驗(yàn)所得結(jié)果一致，。

石中平[6]根據(jù)干擾井群穩(wěn)定流疊加原理，導(dǎo)出了矩形基坑傳統(tǒng)等效圓半徑就是外接圓半徑。根據(jù)匯線穩(wěn)定流原理，導(dǎo)出了矩形、狹長(zhǎng)條形基坑涌水量計(jì)算的新方法“列井法”，其計(jì)算結(jié)果更能代表基坑的滲流特征。

王國(guó)富[7]以回灌水質(zhì)、建筑物距離基坑遠(yuǎn)近、風(fēng)險(xiǎn)損失等級(jí)、含水層透水性以及基坑降水量與含水層儲(chǔ)水量之比為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用矩陣評(píng)價(jià)法對(duì)基坑降水回灌的適宜性進(jìn)行分級(jí)，有效地評(píng)價(jià)深基坑開挖的回灌適宜性。

三、工程實(shí)踐

針對(duì)富水砂層基坑降水施工，西安地鐵一號(hào)線，南昌地鐵，沈陽(yáng)地鐵，北京地鐵都有成功的地鐵深基坑工程案例。

李福成[8]以西安地鐵一號(hào)線開遠(yuǎn)門站工程施工為例，詳細(xì)介紹了在富水砂層中如何進(jìn)行深基坑降水施工，周波[9]結(jié)合南昌地鐵深基坑施工，結(jié)合一系列降水的試驗(yàn)、深化設(shè)計(jì)及實(shí)施等，簡(jiǎn)要闡述了富水砂層深基坑降水設(shè)計(jì)技術(shù)。龔武雄[10]以沈陽(yáng)地鐵城建學(xué)院站主體深基坑降水成果為例，對(duì)富水砂層地質(zhì)條件下如何確?；咏邓晒?，以保證深基坑開挖安全的降水全過程進(jìn)行分析。董立朋[11]結(jié)合北京地鐵15號(hào)線俸伯場(chǎng)區(qū)深基坑施工，通過對(duì)降水試驗(yàn)、深化設(shè)計(jì)及降水實(shí)施等過程深入分析，就富水砂層深基坑降水設(shè)計(jì)與施工的成功應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

除地鐵深基坑工程外，其他富水砂層基坑工程也有較多案例。

包冠軍[12]結(jié)合地表動(dòng)態(tài)降水在青海礦業(yè)煤基多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中火車翻車機(jī)房深基坑的應(yīng)用，綜合分析了降水在巨厚砂層中的應(yīng)用效果。任海香[13]針對(duì)咸陽(yáng)某高層建筑巨厚砂層基坑布置了一定數(shù)量的引滲流井溝通上下含水層，形成統(tǒng)一的地下水系統(tǒng)，采用管井降水方式，完成地下水水位整體下降的目的。陳景河[14]在青海高原某深基坑工程實(shí)踐中，采用簡(jiǎn)化基坑形狀，按大井法均質(zhì)含水層非完整井公式進(jìn)行基坑涌水量計(jì)算，對(duì)降水施工出現(xiàn)的問題給出了應(yīng)對(duì)措施。

對(duì)于高補(bǔ)給條件下的降水施工，曾英俊[15]針對(duì)富水砂層中臨近河道超深基坑的降水設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行詳細(xì)闡述，強(qiáng)調(diào)在來水方向應(yīng)加密加深降水井的布置，背水方向應(yīng)相應(yīng)減少降水井的間距和深度。

四、數(shù)值分析

王國(guó)富[16]利用Visual Modflow軟件分析基坑降水與回灌，分別模擬基坑在止水帷幕與回灌不同工況條件下降水與回灌對(duì)周圍地下水位與沉降的不同影響效果。

孔政[17]建立二維非穩(wěn)定滲流模型，借助滲流分析軟件SEEP/W模擬抽水過程中基坑內(nèi)、外滲流場(chǎng)的變化情況，為深基坑開挖對(duì)應(yīng)的降水設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

羅華鋒[18]以上海地鐵某車站為工程背景，利用MIDAS數(shù)值計(jì)算軟件，針對(duì)上海地區(qū)第二層承壓水的抽取與回灌引起的地下水水位變化及地層沉降進(jìn)行數(shù)值分析，采用雙井降壓雙井回灌來模擬抽取與回灌共同作用效果.

【參考文獻(xiàn)】

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