【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，其滲透系數(shù)（取最大試驗(yàn)值，下同）KV=、 KH=，屬不透水土層， ③ 2粉質(zhì)粘土層，據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，其滲透系數(shù) KV=、 KH=，屬弱透水土層。勘察期間實(shí)測(cè)潛水穩(wěn)定 水位在 ~ 之間。蘇州地區(qū)降雨主要集中在 6~9 月份，在此期間，地下水位一般最高；旱季為 12 月份至翌年 3 月份，在此期間地下水位一般最低。年水位變幅為 。 據(jù)區(qū)域水文資料，蘇州市歷年最高潛水位標(biāo)高 ，最低潛水位標(biāo)高為 。 （ 2）微承壓水 含水層由晚更新統(tǒng)沉積成因的土層組成，主要為 ③ 3 粉土夾粉砂及 ④ 2 粉砂夾粉土蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 8 層，其透水性及賦水性中等。車站沿線該含水層組均有分布，其頂板埋深在 ~，厚度在 13m 左右。根據(jù)室內(nèi)滲透試驗(yàn)結(jié)果， ③ ④ 2 層滲透系數(shù) K 值按最大值考慮，可 取 ，為中等透水土層。 該含水層的隔水頂板為 ③ 粘性土層，隔水底板主要為 ⑤ 1粉質(zhì)粘土層。含水層的補(bǔ)給來源主要為微承壓水的越流補(bǔ)給及地下逕流補(bǔ)給，微承壓水頭埋深約 左右，相應(yīng)標(biāo)高在 左右，高于隔水層頂板，故具微承壓性。 據(jù)區(qū)域資料，蘇州市歷年最高微承壓水頭標(biāo)高為 ， 年變幅 1m 左右。 （ 3）承壓水 第 Ⅰ 承壓水 （ ⑤ 2粉土夾 粉砂層 ） 含水層由晚更新統(tǒng)沉積成因的土層組成，為 ⑤ 2粉土夾 粉砂層，該含水層分布 較 穩(wěn)定，承壓水頭埋深在 ~ 之間，厚度 在 35m 左右， 根據(jù) 團(tuán)結(jié)橋 站詳勘 抽水試驗(yàn) 成果， 水頭標(biāo)高 左右 ， ⑤ 2粉土夾 粉砂層滲透系數(shù)最大為 。 ⑤ 2粉土夾 粉砂層隔 水 層 底 板為 ⑦ 3 粉 質(zhì)粘 土 夾粉土 層， 根據(jù)初勘資料其 滲透系數(shù) 值 為， 屬 微 透水層，因此具承壓性。該含水層的補(bǔ)給來源主要為承壓水的越流補(bǔ)給及地下逕流補(bǔ)給，以地下逕流及人工抽吸為主要排匯方式。據(jù)區(qū)域資料，年變幅 1m左右。 第 Ⅱ 承壓水 （ ⑨ 粉 砂層） 承壓水主要賦存于深部的 ⑨ 粉 砂層 中，埋深大于 60m， 對(duì)本工程影響不大 。 基坑突涌的可能性評(píng)價(jià) 由于 ⑤ 2 承壓水層，且水頭較高 ，含水量高，透水性較好，地層穩(wěn)定性差，施工過程中易產(chǎn)生涌水、涌砂，開挖面不穩(wěn)等現(xiàn)象，承壓水可能對(duì)基坑坑底穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。因此基坑開挖過程中應(yīng)進(jìn)行坑內(nèi)將、排水，有效的降低承壓水層。 3 降水施工方案設(shè)計(jì) 降水目的 根據(jù) 團(tuán)結(jié)橋 站 基坑開挖和基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)施工要求，本工程降水的目的為： 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 9 （ 1）疏干開挖范圍內(nèi)土體中地下水，方便挖掘機(jī)和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)。 （ 2）降低坑內(nèi)土體含水量，提高坑內(nèi)土體強(qiáng)度，減少坑底隆起和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形量，防止坑外地表過量沉降。 （ 3）提高開挖過程中土體穩(wěn)定性，防止土層縱向滑坡。 （ 4）及時(shí)降低下部承壓含水層的水頭高度，防止基坑底部突涌的發(fā)生，確保施工時(shí)基坑底板的穩(wěn)定性。 降水要求 基坑開挖前須進(jìn)行基坑降水，降水后水位位于坑底下 ， 坑外觀測(cè)孔水位比原地下水位深度下降不宜大于 。疏干降水按需降水開挖至坑底施工底板時(shí)，在井點(diǎn)管位置設(shè)置底板泄水孔，然后拆除井點(diǎn)管，待車站頂板覆土施工完成后方可封孔?；又車喜繎?yīng)做好排水工作，防止雨水流入基坑，基坑頂部設(shè)置截水溝，地表裂縫處應(yīng)予封堵， 注意排走地勢(shì)低凹處的集水，防止地表水流入基坑內(nèi)和沖刷基坑 ； 基坑內(nèi)設(shè)置排水溝，及時(shí)排除滲 水。 降水井的設(shè)計(jì)方案 基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算 基坑開挖后，基坑與承壓含水層頂板間距離減小，相應(yīng)地承壓含水層上部土壓力也隨之減?。划?dāng)基坑開挖到一定深度后，承壓含水層承壓水頂托力可能大于其上覆土壓力，導(dǎo)致基坑底部失穩(wěn)，嚴(yán)重危害基坑安全。因此，在基坑開挖過程中，需考慮基坑底部承壓含水層的水壓力，必要時(shí)按需降壓，保障基坑安全。 基坑底板抗突涌穩(wěn)定性條件：基坑底板至承壓含水層頂板間的土壓力應(yīng)大于安全系數(shù)下承壓水的頂托力。即： hγs≥ FsγwH 其中： h — 基坑底至承壓含水層頂板間各層 土的厚度 (m)； γs — 基坑底至承壓含水層頂板間各層土的重度 (kN/m3)； H —承壓水位高于承壓含水層頂板的高度 (m)； γw — 水的重度 (kN/m3)，取 10kN/m3； Fs — 基坑抗突涌安全系數(shù)，取 ； 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 10 圖 31 基坑底板抗突涌驗(yàn)算示意圖 根據(jù)勘察資料可知，本工程基坑開挖較深， ⑤ 2 承壓含水層對(duì)基坑工程有影響，其最淺層頂 頂標(biāo)高 約 。針對(duì)這層承壓水對(duì)車站基坑抗突涌穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算，計(jì)算時(shí)承壓水位 標(biāo)高 。 基坑底板抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果如下： ⑤ 2 層承壓水突涌可能性計(jì)算： （ 1） 根據(jù)設(shè)計(jì)圖 標(biāo)準(zhǔn)段 基坑開挖標(biāo)高為： ,承壓水水頭 ,承壓水層頂標(biāo)高： PCZ=（ ） =， Pwy=（ ） =， FS= PCZ / Pwy =＜ ， 安全開挖 低標(biāo)高 ： H 安全 = Pwy/=247。=。 設(shè)計(jì)開挖低標(biāo)高： 安全水位標(biāo)高 ： Hw= PCZ /()= 247。247。=。 最小安全降深： hw= ==。 （ 2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖端頭井基坑開挖底 標(biāo)高為： ,承壓水水頭 ,承壓水層頂標(biāo)高 ： PCZ=（ ） =， Pwy=（ ） =， 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 11 FS= PCZ / Pwy =＜ ， 安全開挖 底 標(biāo)高 ： H 安全 = Pwy/=247。=。 設(shè)計(jì)開挖 底 標(biāo)高： 安全水位標(biāo)高： Hw= PCZ /()= 247。247。=。 最小安全降深： hw= ==。 表 31 基坑突涌性評(píng)價(jià) 基坑名稱 標(biāo)準(zhǔn)段 端頭井 最大開挖 標(biāo)高 (m) 承壓含水層頂板 標(biāo)高 (m) 承壓水位 標(biāo)高 (m) 地面高程 (m) 3 土的重度 19 19 PCZ(kPa) Pwy(kPa) PCZ/Pwy 安全開挖 標(biāo)高 (m) 安全水位埋深 (m) 安全水位標(biāo)高 (m) 最小安全水位降深 (m) 評(píng)價(jià)結(jié)果 突涌可能 較大 突涌可能 較大 降水設(shè)計(jì)思路 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，連續(xù)墻作為止水帷幕伸入⑦ 3 粉質(zhì)粘土， 根據(jù)初勘資料其 滲透系數(shù)值 為 ， 屬 微 透水層，因此具 承壓性。 潛水 根據(jù)勘察報(bào)告，本工程開挖范圍內(nèi)潛水、微承壓水水體主要賦存于粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂夾粉土。若不采取措施降低其含水量，土體較差的土體會(huì)影響開挖效率，且造成開挖面積水，影響開挖面上的施工，較大的含水量會(huì)影響開挖土體的穩(wěn)定性，施工機(jī)械很難在開挖面上進(jìn)行施工。較大的含水量還會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響。因此布設(shè)管井對(duì)其上部潛水、微承壓水進(jìn)行疏干降水。 承壓含水層 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 12 根據(jù)承壓水抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果，需 降低 ⑤ 2 層承壓水位， 單獨(dú)布置降壓井。 疏干降水設(shè)計(jì) 疏干井布置原則 由于 基坑 內(nèi)微承壓水含 水層處于基坑開挖深度范圍內(nèi)，且圍護(hù)結(jié)構(gòu)已割斷其基坑內(nèi)外的水力聯(lián)系，因此，僅需對(duì)其進(jìn)行疏干處理即可。根據(jù)地區(qū)降水施工經(jīng)驗(yàn)，單井有效降水面積為 120m2～ 250m2。結(jié)合本工程開挖深度區(qū)域地基加固對(duì)基坑降水的影響，在開挖深度范圍內(nèi)，單井有效降水面積取約 200m2，一般可滿足疏干性降水要求。根據(jù)基坑工程經(jīng)驗(yàn)，考慮到管井降水時(shí)的井損效應(yīng)，疏干井考慮深入至開挖面以下 6m。 疏干井布置 為確?；禹樌_挖，需降低基坑開挖深度范圍內(nèi)的土體含水量。 按照上述原則，采用下式計(jì)算確定： n＝ A/a 式中： n——井?dāng)?shù)（口）； A——基坑面積（ m2）； a——單井有效降水面積（ m2）。 按上式計(jì)算，開挖區(qū)域的布井?dāng)?shù)量如下（見附圖 1）： 基坑主體開挖面積約 3265＝ 3265/200+1≈17，根據(jù)基坑形狀、土層特點(diǎn)及施工情況，共布設(shè)潛水疏干井 17 井深為 24m，編號(hào) S1～ S17。 附屬結(jié)構(gòu)基坑根據(jù)基坑形狀、土層特點(diǎn)及施工情況，共布設(shè)潛水疏干井 14 口，井深為 15m，編號(hào) SF1～ SF14 根據(jù)工程實(shí)際情況， 基坑地下連續(xù)墻隔斷基坑內(nèi)外潛水的水力聯(lián)系，基坑開挖深度范圍內(nèi)總涌水量可按下式計(jì)算： 計(jì)算式： MAVW ????? ?? 式中： W—應(yīng)抽出的水體積（ m3） 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 13 V—含水層體積（ m3）， V=基坑面積 A疏干含水層厚度 M； A—基坑面積（ m2）； M—疏干含水層厚度（ m）； ?—含水層給水度。 根據(jù)本工程勘察資料，并查閱工程地質(zhì)手冊(cè)，結(jié)合土層的性質(zhì)計(jì)算本工程基坑土層涌水量（粘性土給水度經(jīng)驗(yàn)值為 ～ ，粉性土給水度經(jīng)驗(yàn)值為 ～ ，砂性土給水度經(jīng)驗(yàn)值為 ）。 表 主體基坑分層涌水量計(jì)算表 層號(hào) 給水度（經(jīng)驗(yàn)值） 層厚（ m） 基坑面積（ m2） 每層總涌水量（ m3） ① 3 素 填土 3556 ③ 1 粘土 3556 ③ 2 粉質(zhì)粘土 3556 ③ 3 粉 土夾粉砂 3556 ④ 2 粉砂夾粉土 3556 ⑤ 1 粉質(zhì)粘土 \ \ \ \ 總計(jì) 注：第 ① 2 層位于潛水水位以上 、 ⑤ 1層位于底板 以下， 因此這里不做考慮。 計(jì)劃采用 100SQJ645/ 潛水泵，抽水量為 144m179。/d，水泵效率按照 50%考慮，抽水天數(shù)約為 6 天，能夠滿足施工要求。 降壓降水設(shè)計(jì) 降壓降水布置原則 本工程止水帷幕采用落底式地下連續(xù)墻，伸入不透水層，理論上已完全隔斷承壓水層與外界聯(lián)系，但是考慮到地質(zhì)起伏導(dǎo)致部分地段可能未完全封堵住承壓含水層， 為安全起見。 根據(jù)地質(zhì)資料及工程特點(diǎn)，采用井點(diǎn)降水降低承壓含水層水頭高度，防止基坑突涌，保證基坑穩(wěn)定性。 根據(jù)勘察報(bào)告， ⑤ 2 粉土夾粉砂層隔水層底板為⑦ 3 粉質(zhì)粘土夾粉土層 厚 度取 M? 30m，取⑤ 2層綜合平均滲透系數(shù) k? /md。 （ 1）、基坑總涌水量 蘇州軌道交通 4號(hào)線土建工程Ⅳ TS07標(biāo) 降水方案 14 000lgrrRMskQ w?? 式中： Q — 基坑總涌水量 3( / )md； k — 含水層滲透系數(shù) ( / )md ； WS — 基坑水位最小安全降深 ()m ； M — 承壓含水層厚度 ()m ； 0R — 抽水影響半徑 ()m ； 0r — 基坑等效半徑 ()m 。 考慮到基坑開挖安全，基坑水位最小安全降深 WS? ； 基坑等效半徑： 0r ( ) / 4ab?? ? ? ?； 抽水影響半徑： 0R 10 S w K? ? ? ?； 均質(zhì)含水層基坑涌水量公式計(jì)算： Q? 3( / )md。 （ 2）、降壓井井深 根據(jù)地層特點(diǎn)，減壓井在基坑內(nèi)設(shè)置，設(shè)計(jì)減壓井井深為 ，濾管段為 ～ ，濾料段為 24～ 34m ， 19～ 24m 用止水粘土止水。 （ 3）、單井涌水量 單井最大涌水量： q=120 3krl? 式中： q——單井允許出水量， m3/d； K——濾水管所處地層滲透系數(shù)， m/d。 l——濾水管工作部分長(zhǎng)度；