富水砂层市政管网基坑降水特性研究

富水砂层市政管网基坑降水特性研究作者简介：陈思宇（１９８７－），男，湖南长沙人，硕士研究生，工程师，研究方向：岩土工程。陈思宇，黄团伟（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙４１００００）摘要：基于东莞市某镇的工程地质、水文地质条件，分析市政管网各类基坑支护结构的特性，以渗流理论为指导，基坑支护方式为基础，对富水砂层市政管网基坑的降水类型进行了深入探讨，设计了富水砂层基坑降水方案，效果良好，希望为类似条件下市政管网基坑降水提供参考。关键词：富水砂层；市政管网基坑；降水方案中图分类号：Ｐ６４２．２文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０６－００５３－０３０引言随着国内水环境污染形式日益严峻，水环境的综合治理工程近年来呈爆发式涌现，其中污水市政管网的建设在多地已全面铺开。市政管网基坑与其他工程类的基坑相比，具有鲜明的特征。其基坑周边环境复杂、地下管线众多、建筑物对变形敏感性高。因此，选择科学的基坑降水方案显得尤为重要。１工程概况本工程为东莞市某镇２０１８～２０２０年截污次支管网建设工程，主要采用开挖支护方式进行施工，场地现状自然地面标高４．５～５．５ｍ，基坑开挖深度４．０～６．０ｍ，支护结构拟采用９～１２ｍ长的钢板桩支护。场地内存在富水砂层，表部的杂填土含建筑垃圾或人工块石，钢板桩施工过程中可能存在难以下沉的现象，必要时应采取引孔的措施。２工程地质、水文地质条件２．１工程地质条件根据地质勘察报告，场地土层按地质成因类型可划分为：第四系人工填土层（Ｑ４ｍｌ）、第四系冲积层（Ｑ４ａｌ）和残积黏性土层（Ｑｅｌ），各岩土层物理力学指标建议值见表１，自上而下依次如下：（１）杂填土：稍湿，松散～稍密，填料以黏性土为主，局部夹有建筑垃圾和生活垃圾，填料较为复杂，层厚０．８０～１．００ｍ，平均０．９０ｍ；（２）粉质黏土：灰黄色，湿，可塑，土质较均匀，韧性中等，干强度高，有光泽，无摇震反应，场地内广泛分布，层厚０．４０～６．００ｍ，平均４．２５ｍ；（３）粉细砂：灰黄色，饱和，松散～稍密，石英质为主，颗粒较均匀，级配不良，含淤泥质，局部夹薄层状淤泥质土，层厚１．００～６．４０ｍ，平均２．６８ｍ；（４）中粗砂：灰白色，饱和，稍密～中密状，石英质为主，颗粒较均匀，级配不良，含少量黏粒，层厚０．６０～８．９０ｍ，平均３．２４ｍ；（５）粉质黏土（Ｑｅｌ）：褐红色，稍湿，可塑～硬塑，局部坚硬，土质较均匀，由基岩风化残积而成，遇水易软化。局部钻孔有分布，层厚０．７０～２．７０ｍ，平均１．８ｍ。表１为各岩土层物理力学指标建议值。表１各岩土层的物理力学指标建议值岩土名称压缩模量／Ｅｓ直接快剪Ｃ（ｋＰａ）Ψ（°）土的重度（ｋＮ／ｍ３）渗透系数ｋ（ｃｍ／ｓ）杂填土①４．０２６．８１４１８．１３２×１０－４粉质黏土②５．１３２．３１２．７１８．６２２×１０－５粉细砂③——１５１８．０１×１０－３中粗砂④——２５１９．０２×１０－３粉质黏土⑤１０．８６２５１８１９．６９２×１０－５２．２水文地质条件场地地下水类型主要为赋存于粉细砂层及中粗砂的孔隙水（略具承压性），以及填土层中的上层滞水，地下水主要接受大气降水下渗补给及周围地表水侧向补给，以蒸发及地下径流的方式向场区沟渠道排泄。粉细砂及中粗砂属中等透水层，含水层厚度较大，含水介质孔隙度大，连通性好，上覆弱透水地层、略具承压性，含水量较丰富。场区钻孔地下稳定水位埋深为１．２０～１．８０ｍ，标高０．２０～０．５０ｍ，根据地区经验，地下水位变化幅度小于１．０ｍ。—３５—第３４卷第６期２０１９年１２月资源信息与工程Ｖｏｌ．３４№６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１９３基坑降水类型基坑降水类型的分类是基于基坑对地下水的控制措施与含水层的工程地质特性。基坑工程对地下水的处理措施主要为降水和止水，常见的基坑降水类型有如下４种：（１）无止水结构的基坑外降水。基坑场地周边无对沉降变形敏感的建构物，基坑四周没有施作止水结构，降水井设置在基坑的外边。（２）完全止水结构的基坑内降水。基坑四周施作止水帷幕，且止水帷幕穿过含水层，深入至不透水地层中。此类方法的原理是通过延长地下水的渗流路径，降低基坑内外地下水的水力联系，从而减小基坑内降水对周边建构筑物的影响。（３）承压水地层止水结构的基坑外降水。基坑周边施作止水帷幕，但帷幕未深入到承压含水层中，基坑外面布设降水井，降水井未穿透承压含水层。由于承压水具有承压性，具有一定的压力水头，基坑开挖是一个不断卸荷的过程，随着坑内土体的不断开挖，承压含水层的覆盖层不断减少，若承压水的水头压力大于上覆土的自重压力时，基坑易产生突涌。此类降水井的主要目的是释放承压水的水头压力，降低坑底突涌的风险。（４）承压水地层止水结构的基坑内降水。基坑周边施作止水帷幕且深入到承压含水层内，基坑内布设降水井，且井底深入承