复杂地质条件下超大不规则基坑支护与降水方案研究

【摘要】：基坑支护与降水是一个复杂的岩土工程问题,它技术复杂且系统性很强,是提高工程质量,减少事故的关键。它涉及安全、经济、环境保护、施工工期、可持续发展等多方面。近年来,在长江下游地区地下工程建设日益增多,其基坑呈现开挖深、规模大、形状复杂等特点,由于这一地区地质环境非常复杂,其基坑支护和降水难度非常大。因此,如何在充分了解基坑工程地质和环境条件的基础上设计结构安全、经济合理、施工可行的基坑支护与降水方案,成了国内外岩土工程领域关注的重要技术问题。本文依托南京青奥轴线临江地下多层交通枢纽工程进行了以下的研究工作:(1)为了便于工程设计与施工人员更好掌握和认识场地工程地质条件,通过对场区内地层岩性特征与岩土体的物理力学性质的分析,对地质层组进行了划分,并对地质特性和工程地质条件的复杂性以及基坑工程实施过程中主要的工程地质问题进行了综合分析。总体来说场地为不均匀地基,地基稳定性较差,存在管涌、流土等不良地质现象,对工程施工安全影响较大。(2)为了便于对复杂地质条件超大不规则基坑支护设计与施工,根据场区内核心区B2-J1区基坑不同区段开挖深度、场区工程地质条件及周围环境等因素,进行了水平区段划分与垂直分层的研究,将该区在平面上划分为a区、b区和c区,垂直分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四层。对支护结构方案进行分析和优选,力求做到安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工。最后运用"理正深基坑支护设计软件"对支护结构进行计算分析,以其中两个典型的支护结构断面为例,详细计算了各工况下支护结构内力、位移的变化,以及基坑开挖全过程的内力位移包络图和地表沉降图,并按照规范要求对支护结构进行相应的稳定性验算,计算结果均满足规范要求。(3)对基坑降水原则、降水方法及降水井滤管结构等关键技术进行了研究。在施工降水中合理采用多种降水井结构(不同井径、不同管材、井点疏密布设)和一井多用等合理措施,大大节约了基坑施工成本。基坑降水设计中这一基坑的不同区段开挖深度及围护结构形式,采取了分区分段的设计原则,同时兼顾各分区分段之间的相互影响。以J3区基坑降水方案为例介绍了降压井和疏干井的布置与结构,并对降水区域周边环境的影响做了分析。最后分析了利用回灌技术控制J3区降水造成的地面变形问题。这一基坑支护及降水设计方案被应用于实际工程,取得圆满成功,有效保证了整个工程的顺利实施。