深厚复杂软土地层深基坑真空降水处理效果分析

2019-01-23

福建质量管理 2019年1期

关键词：真空管管井轴力

(华南理工大学广东广州 510641)

一、工程概况及地质条件

该基坑围护结构采用1000mm厚地下连续墙+五道内支撑，基坑开挖深度24.3米，盾构井段开挖深度28.7m。

由于基坑侧壁及坑底处于淤泥中，为加快土体固结，方便基坑开挖，改善支护结构，在基坑开挖前采用了真空管井降水。

二、考虑真空降水效果的基坑三维有限元分析

(一)模型概况。根据实际工程建模，材料参数如表1所示。

表1-a 三维基坑土层材料属性

表1-b 三维基坑土层材料属性

常规降水管井是在井周围施加渗流面；真空管井复合降水是在井周的节点施加-5m的水头。

(二)地连墙水平位移。深厚淤泥层中地连墙施工较为困难，其施工后受力性能是关注重点。采用真空降水可加快施工进度，提高坑内土体强度，使地连墙受力较小，减少墙体变形，大大降低地连墙漏水风险。结果如下表所示。

表2 地连墙最大水平位移对比

墙板中央位置水平位移较大，所以只列出了中央位置水平位移值。

对比表明，与实际值相比，真空降水施工方法下，墙体产生的水平位移值大部分较小，因为实际降水施工存在着施工误差和扰动土体的状况；且不能完全模拟实际地层。

与常规管井降水相比，真空降水墙体的水平位移相对较小，比普通管井平均小10.39%，分析原因为：真空压力加快土体固结，土体强度提高更快，产生的墙体水平位移较小。

(三)支撑轴力。支撑主要承受地连墙传来的荷载，支撑轴力是施工中重要的监测数据，是施工控制的重要参数。支撑轴力结果如下图表所示，由于支撑较多且施工方只对理论上轴力较大的支撑进行监测，下表列出了第一道支撑中的26个作为讨论对象。

表3 支撑轴力

施工方对支撑中的26个进行了监测，对比模型计算结果表明：(1)真空降水施工方法下，支撑轴力与实测值基本一致，只在ZL1-1和ZL1-12处有较大的差异，原因为：ZL1-1和ZL1-12为地连墙角处的斜撑，在斜撑位置施工方还做了板撑，由于模型建立初期对模型不当的简化，未在模型中建立板撑，导致该处模型轴力计算结果比实际值大很多。(2)真空降水条件下，支撑轴力比常规管井降水较小，比普通管井支撑轴力平均小16.11%，分析原因为：真空压力加快土体固结，土体强度提高更快，产生的墙体水平位移较小。