第 34 卷 增 刊 岩 土 工 程 学 报 Vol.34 Supp. 2012 年.11 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Nov. 2012 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 研 究 摘 杨 迎 晓 1, 2 2 2 1 1 1, 龚 晓 南, 张 雪 婵, 靳 建 明, 张 智 卿, 徐 毅 青 (1. 浙 江 树 人 大 学 城 建 学 院, 浙 江 杭 州 310015;2. 浙 江 大 学 岩 土 工 程 研 究 所, 浙 江 杭 州 310058) 要 : 钱 塘 江 河 口 沿 江 的 水 文 地 质 条 件 复 杂, 江 边 粉 土 基 坑 面 临 洪 水 强 潮 威 胁 在 大 量 工 程 调 研 的 基 础 上, 选 择 钱 塘 江 杭 州 段 海 塘 和 地 质 典 型 断 面, 对 钱 塘 江 高 潮 位 及 设 计 洪 水 位, 分 基 坑 离 江 距 离 坑 底 加 固 开 挖 深 度 围 护 墙 插 入 深 度 对 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 的 影 响 进 行 了 数 值 研 究 结 果 表 明 : 江 边 粉 土 基 坑 在 江 水 位 作 用 下 变 形 大 ; 坑 底 加 固 对 粉 土 基 坑 效 果 显 著 ; 江 边 粉 土 基 坑 围 护 结 构 底 部 区 域 的 流 速 大 流 网 密 集, 应 采 取 措 施 尽 量 降 低 基 坑 内 外 水 头 差, 当 止 水 帷 幕 漏 水 时, 应 有 紧 急 应 付 漏 水 的 对 策 数 值 模 拟 结 果 为 工 程 设 计 提 供 依 据 和 参 考 关 键 词 : 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 ; 江 边 基 坑 ; 江 水 位 ; 变 形 ; 数 值 分 析 中 图 分 类 号 :TU44 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1000 4548(2012)S0 0750 06 作 者 简 介 : 杨 迎 晓 (1963 ), 女, 浙 江 嘉 兴 人, 博 士, 教 授, 主 要 从 事 土 力 学 等 方 面 的 研 究 与 教 学 工 作 E-mail: 770499445@qq.com Behaviors of alluvial silt foundation pits along Qiantang River YANG Ying-xiao 1, 2, GONG Xiao-nan 2, ZHANG Xue-chan 2, JIN Jian-ming 1, ZHANG Zhi-qing 1, XU Yi-qing 1 (1. Urban Construction College, Zhejiang Shuren University, Hangzhou 310015, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China) Abstract: The hydrological and geological conditions of Qiantang River estuary are very complicated. The foundation pits along it are threatened by floods and strong tides. Based on the intensive investigations of projects, seawalls and typical geological cross sections of Hangzhou reach of Qiangtang River are selected to conduct numerical studies on the effects of high tidal level and design flood level of Qiangtang River, distance of pit from the river, reinforcement of the pit bottom, excavation depth and insertion depth of enclosure walls on the bebaviors of the alluvial silt foundation pits. The results reveal that (1) the silt pits along the river undergo large deformations under the effects of water levels, (2) the improvement by the reinforcement of pit bottoms is noticeable, (3) the seepage at the bottom of the enclosure structures for the silt pits is fast and the flows are concentrated, thus measures should be taken to lower the water head differences between the inside and the outside of the pits, and when cut-off walls leak, emergency countermeasures should be taken. The numerical results offer references for engineering design. Key words: Qiantang River alluvial silt; riverside pit; water level; deformation; numerical analysis 0 引 言 钱 塘 江 河 口 是 举 世 闻 名 的 强 潮 河 口, 涌 潮 动 力 强 劲, 河 口 两 岸 临 江 海 塘 堤 长 共 约 400 km 平 原 地 面 高 程 比 钱 塘 江 高 潮 位 低 2~4 m 江 边 海 塘 基 坑 面 临 洪 水 强 潮 和 台 风 三 大 动 力 作 用 及 其 灾 害 威 胁 [1] 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 广 泛 分 布 在 钱 塘 江 河 口 冲 海 积 平 原, 钱 塘 江 流 域 正 在 开 展 大 规 模 的 建 设, 以 钱 塘 江 为 轴 线, 沿 江 开 发, 跨 江 发 展, 众 多 的 高 层 超 高 层 建 筑 及 市 政 生 命 线 工 程 均 建 于 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 上 [2] 粉 土 是 一 种 工 程 性 质 多 变 的 土 类, 其 物 理 力 学 性 质 介 于 细 粒 无 黏 性 土 和 黏 性 土 之 间 [3], 工 作 性 态 复 杂, 这 也 是 粉 土 地 基 工 程 事 故 屡 见 不 鲜 的 原 因 [4-5] 江 边 基 坑 邻 近 钱 塘 江, 地 下 水 补 给 充 分, 地 下 水 位 高 基 坑 所 处 的 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土, 渗 透 稳 定 性 差, 抗 渗 强 度 低 在 钱 塘 江 江 边 冲 海 积 粉 土 地 基 中 进 行 深 基 坑 开 挖 容 易 出 现 流 砂 管 涌 等 现 象, 引 起 土 体 流 失, 造 成 基 坑 邻 近 的 地 面 坍 塌, 进 而 危 及 周 边 建 筑 物 和 公 共 设 施 的 安 全 本 文 在 对 钱 塘 江 南 北 两 岸 大 量 工 程 调 研 的 基 础 上, 选 择 钱 塘 江 杭 州 段 海 塘 和 地 质 典 型 断 面, 对 钱 塘 江 高 潮 位 及 设 计 洪 水 位, 分 基 坑 离 江 距 离 坑 底 加 固 开 挖 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (51078377); 浙 江 省 科 技 计 划 资 助 项 目 ( 2008C33002 ); 浙 江 省 高 校 十 二. 五 重 点 学 科 资 助 项 目 ([2012]80-291) 收 稿 日 期 :2012 08 25
增 刊 杨 迎 晓, 等. 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 研 究 751 深 度 围 护 墙 插 入 深 度 对 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 的 影 响 进 行 数 值 研 究, 为 工 程 设 计 和 施 工 提 供 依 据 和 参 考 1 钱 塘 江 边 粉 土 基 坑 水 文 地 质 特 征 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 层 是 在 一 个 复 杂 的 地 质 地 理 环 境 中 形 成 的 距 今 0.25 万 年, 进 入 全 新 世 晚 期 (Q 3 4)~ 亚 大 西 洋 期, 钱 塘 江 喇 叭 口 已 发 育 成 雏 型, 并 出 现 钱 江 涌 潮, 由 于 潮 流 的 侵 蚀 堆 积 与 搬 运, 使 北 岸 不 断 受 到 侵 蚀, 岸 线 后 退, 南 岸 逐 渐 堆 积, 岸 线 不 断 外 伸, 进 而 形 成 钱 塘 江 河 口 冲 海 积 平 原 全 新 统 上 中 段 河 口 相 (al~m Q 4 2+3 ) 冲 海 积 粉 土 主 要 分 布 在 杭 州 市 钱 塘 江 两 岸, 呈 高 粉 性, 低 黏 性 的 地 区 特 点 1.1 水 文 特 征 钱 塘 江 河 口 是 举 世 闻 名 的 强 潮 河 口, 潮 波 从 外 海 经 杭 州 湾 传 入 河 口 段, 受 到 地 形 地 貌 影 响, 潮 位 和 潮 差 变 幅 大, 对 海 塘 基 坑 等 各 种 建 筑 物 破 坏 力 极 大 杭 州 市 钱 塘 江 防 洪 堤 属 浙 江 省 重 点 工 程, 结 构 设 计 标 准 按 百 年 一 遇 洪 水 考 虑, 属 于 一 级 水 工 建 筑 物 通 过 对 杭 州 市 钱 塘 江 防 洪 堤, 钱 塘 江 设 计 低 水 位 高 潮 水 位 和 洪 水 水 位 的 大 量 调 研, 确 定 钱 塘 江 高 潮 位 为 9.27 m, 设 计 洪 水 位 8.57 m 平 均 高 水 位 4.47 m, 以 及 平 均 低 水 位 3.87 m( 黄 海 高 程 ) 做 为 江 水 位 进 行 分 析 1.2 地 质 特 征 对 钱 塘 江 杭 州 段 南 北 两 岸 的 下 沙, 钱 江 新 城, 滨 江 几 十 项 工 程 近 千 个 钻 孔 进 行 研 究 分 析, 粉 土 颗 粒 组 成 特 征 及 基 本 物 理 力 学 性 质 具 有 如 下 特 性 (1) 矿 物 成 分 和 颗 粒 组 成 通 过 X 衍 射 试 验 及 电 镜 扫 描 试 验 得 到 矿 物 成 份 以 50 µm 左 右 粉 粒 级 а- 石 英 为 主, 约 占 50% 左 右 ; 微 长 石 正 长 石 次 之, 约 占 27% 左 右 ; 伊 利 石 为 15% 左 右, 绿 泥 石 7% 左 右 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 以 砂 质 粉 土 为 主, 主 要 粒 径 集 中 在 0.075~0.01 mm 之 间, 砂 质 粉 土 平 均 粉 粒 含 量 70%~90%, 平 均 黏 粒 含 量 在 1.5%~6.8%, 多 小 于 5% (2) 基 本 物 理 力 学 特 性 粉 土 的 天 然 含 水 率 在 25%~33%, 一 般 均 处 于 饱 和 状 态 ; 砂 质 粉 土 孔 隙 比 为 0.764~0.866, 静 力 触 探 锥 尖 阻 力 q c 的 平 均 值 在 3.73~7.92 MPa 之 间 ; 压 缩 模 量 均 值 为 8~12 MPa (3) 渗 透 特 性 竖 向 渗 透 系 数 砂 质 粉 土 为 1.1~7.2 10-4 cm/s, 砂 质 粉 土 夹 粉 砂 和 粉 砂 夹 砂 质 粉 土 为 1.2 10-5 ~ 5.5 10-3 cm/s 钱 江 新 城 某 工 程 现 场 抽 水 试 验 粉 土 渗 透 系 数 为 5.23~11.80 10-4 cm/s; 滨 江 某 工 程 现 场 抽 水 试 验 砂 质 粉 土 渗 透 系 数 为 7.54~14.30 10-4 cm/s, 砂 质 粉 土 夹 粉 砂 6.43~6.49 10-4 cm/s 现 场 抽 水 试 验 的 结 果 是 整 个 潜 水 含 水 层 渗 透 性 的 综 合 体 现, 夹 有 薄 层 或 透 镜 体 状 的 粉 砂, 增 强 透 水 能 力 2 计 算 模 型 与 参 数 2.1 模 型 建 立 通 过 对 钱 塘 江 杭 州 段 防 洪 堤, 钱 塘 江 设 计 低 水 位 高 潮 水 位 和 洪 水 水 位 的 大 量 调 研, 确 定 江 边 粉 土 基 坑 海 塘 和 地 质 典 型 断 面 见 图 1, 图 中 高 程 为 黄 海 高 程 原 始 基 坑 尺 寸 取 80 m 30 m, 基 坑 开 挖 深 度 取 20 m 支 护 结 构 采 用 1 m 厚 地 下 连 续 墙, 连 续 墙 插 入 坑 底 以 下 20 m 采 用 5 道 支 撑, 截 面 为 1 m 1 m, 支 撑 中 心 轴 线 标 高 为 -1,-5,-9,-13,-17 m [6-7] 连 续 墙 和 支 撑 的 弹 性 模 量 E=3 10 4 MPa 分 别 采 用 15 节 点 单 图 1 钱 塘 江 边 海 塘 和 地 质 典 型 断 面 图 Fig. 1 Typical geological cross section of seawalls of Qiangtang River
752 岩 土 工 程 学 报 2012 年 γ usat γ sat 表 1 模 型 计 算 参 数 表 Table 1 Parameters for model calculation 土 层 k x k v E 50 E oed E ur c ref nc 名 称 /(kn m -3 ) /(kn m -3 ) /(m d -1 ) /(m d -1 ) /(kn m -2 ) /(kn m -2 ) /(kn m -2 m ur K 0 ) /kpa /( ) 填 土 16.5 18.5 0.016 0.031 10000 10000 30000 1.0 10.4 20.6 0.2 0.648 砂 质 粉 土 17.0 18.8 3.361 0.320 13800 13800 41400 0.6 11.89 34.0 0.2 0.403 砂 质 粉 土 夹 粉 砂 17.0 19.1 4.795 0.538 17000 17000 51000 0.6 7.0 33.0 0.2 0.403 淤 泥 质 粉 质 黏 土 16.0 18.8 0.010 0.010 10000 10000 30000 0.9 4.0 29.5 0.2 0.577 坑 底 加 21.5 22.0 0.010 0.010 50.0 40 60000 60000 180000 0.9 固 层 0.2 0.357 注 : 表 中 E 50 为 三 轴 固 结 排 水 实 验 割 线 模 量 ;E oed 切 线 压 缩 模 量 ; E ur 为 卸 载 再 加 载 模 量 元 Plate 单 元 和 Anchor 单 元 来 模 拟 土 体 围 护 结 构 和 支 撑 地 下 水 分 布 情 况 在 有 限 元 分 析 的 初 始 条 件 中 设 定 土 体 的 本 构 模 型 采 用 了 可 以 考 虑 卸 载 再 加 载 和 初 次 加 载 时 土 体 模 量 不 同 的 Harding-Soil 模 型, 竖 向 应 变 ε 1 和 偏 应 力 q 之 间 为 下 式 的 双 曲 线 关 系 : 1 q 1, (1) 2E 1 q / q 50 a 建 立 了 土 与 结 构 接 触 面 单 元, 并 应 用 激 活 或 冻 结 类 组 和 结 构 对 象 来 模 拟 基 坑 开 挖 分 步 施 工, 使 计 算 结 构 与 实 际 工 程 接 近 模 型 底 部 固 定 于 距 地 表 50 m 深 处 的 基 岩, 为 标 准 固 定 边 界 ; 模 型 左 侧 取 基 坑 开 挖 中 心 线, 施 加 竖 直 滑 动 约 束 ; 模 型 右 侧 取 沉 井 出 去 8 m 处, 施 加 竖 直 滑 动 约 束 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 有 限 元 计 算 模 型 如 图 2 所 示 图 2 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 有 限 元 计 算 模 型 Fig. 2 Finite element model for alluvial silt foundation pits along Qiangtang River 2.2 计 算 参 数 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 显 着 的 特 性 之 一 是 在 剪 切 中 膨 胀, 剪 胀 主 要 与 粉 土 的 密 度 和 围 压 有 关 [8] 通 过 大 量 的 三 轴 固 结 不 排 水 CU 和 固 结 排 水 CD 试 验, 模 型 计 算 中 砂 质 粉 土 剪 胀 角 =1.2, 砂 质 粉 土 夹 粉 砂 剪 胀 角 =1.5 模 型 计 算 参 数 见 表 1 2.3 计 算 工 况 钱 塘 江 边 粉 土 基 坑 数 值 分 析 江 水 位 分 别 考 虑 高 潮 位 9.27 m 设 计 洪 水 位 8.57 m 平 均 高 水 位 4.47 m 以 及 平 均 低 水 位 3.87 m, 各 种 水 位 的 高 程 为 黄 海 高 程 分 以 下 几 种 情 况 进 行 分 析 (1) 江 水 离 开 基 坑 中 部 距 离 分 别 为 350,250, 150 m 分 析 离 江 距 离 对 基 坑 性 状 的 影 响 (2) 取 距 离 江 水 150 m, 基 坑 做 坑 底 加 固 处 理, 分 析 加 固 对 基 坑 性 状 的 改 良 作 用 (3) 同 样 取 距 离 江 水 150 m 的 基 坑, 分 开 挖 深 度 为 5,10,20 m, 取 围 护 墙 插 入 深 度 同 开 挖 深 度, 分 析 不 同 挖 深 情 况 下 的 基 坑 性 状 (4) 再 取 距 离 江 水 150 m 的 基 坑, 开 挖 深 度 取 定 20 m, 围 护 墙 插 入 深 度 取 20,17,14,11,8,5 m 分 析 墙 体 插 入 深 度 对 基 坑 性 状 的 影 响 3 计 算 结 果 与 分 析 3.1 离 江 距 离 对 基 坑 性 状 的 影 响 离 江 距 离 对 基 坑 性 状 的 影 响 如 图 3~6, 图 例 中 第 1 个 数 字 表 示 基 坑 离 江 距 离 ;w927 表 示 高 潮 位 w857 表 示 设 计 洪 水 位 w447 表 示 平 均 高 水 位 w387 表 示 平 均 低 水 位 由 图 3~6 可 以 看 出, 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 在 江 水 位 作 用 下 变 形 大 离 江 距 离 分 别 为 350, 250,150 m, 连 续 墙 变 形 在 70~100 mm, 地 表 沉 降 在 45~70 mm, 坑 底 隆 起 在 100~150 mm 范 围 由 于 高 潮 位 和 设 计 洪 水 位 比 较 接 近, 其 对 基 坑 性 状 的 影 响 基 本 相 同, 对 应 的 连 续 墙 变 形 地 表 沉 降 坑 底 隆 起 曲 线 近 似 重 合 随 着 江 水 位 的 升 高, 连 续 墙 变 形 和 坑 底 隆 起 显 著 增 加 混 凝 土 海 塘 由 于 挡 水 效 果 明 显,3 倍 基 坑 开 挖 宽 度 以 内, 江 水 位 高 时, 地 表 沉 降 也 较 大,3 倍 基 坑 开 挖 宽 度 以 外, 地 表 基 本 不 发 生 沉 降 只 有 处 于 平 均 低 水 位 时, 离 江 距 离 对 连 续 墙 变 形 有 显 著 影 响, 其 它 3 种 水 位 情 况 下, 离 江 距 离 对 连 续 墙 变 形 的 影 响 较 弱 离 江 距 离 远 近 对 坑 底 隆 起 的 影 响 较 小 从 图 6 离 江 距 离 对 安 全 系 数 的 影 响 看 出, 在 渗 透 性 强 的 临 江 粉 土 地 基, 用 混 凝 土 海 塘 做 挡 水 结 构 是 必 要 的 3.2 坑 底 加 固 对 基 坑 性 状 的 影 响 在 开 挖 面 4 m 范 围 内 做 满 堂 加 固, 加 固 区 模 型 计 算 参 数 见 表 1 坑 底 加 固 后, 连 续 墙 变 形 地 表 沉 降 和 坑 底 隆 起 都 有 显 著 减 小 连 续 墙 最 大 侧 移 减 小 34% 左 右, 地 表 沉 降 最 大 值 减 小 34% 左 右, 坑 底 隆 起 减 小
增 刊 杨 迎 晓, 等. 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 研 究 753 25% 左 右, 且 最 大 侧 移 点 稍 微 下 移, 最 大 沉 降 点 向 外 推 移 由 此 可 见, 坑 底 加 固 对 改 善 变 形 和 沉 降 有 显 著 的 效 果, 如 果 想 得 到 更 好 的 改 善 效 果, 可 以 采 用 加 大 水 泥 掺 入 量 和 提 高 龄 期 等 方 法 在 相 同 加 固 条 件 下, 土 层 渗 透 系 数 较 大, 土 体 受 渗 流 影 响 较 大, 当 进 行 坑 底 加 固 后, 坑 底 土 体 强 度 提 高, 渗 透 系 数 显 著 减 小, 所 以 改 良 效 果 较 好 当 地 质 条 件 坑 底 加 固 区 在 软 土 层 里, 坑 底 以 下 经 改 良 后 全 是 渗 透 系 数 较 小 的 土 层, 水 头 损 失 大, 渗 透 破 坏 影 响 减 小 图 6 离 江 距 离 对 安 全 系 数 的 影 响 Fig. 6 Effects of distance from the river on safety factor 图 3 离 江 距 离 对 连 续 墙 变 形 的 影 响 Fig. 3 Effects of distance from the river on wall deflection 图 4 离 江 距 离 对 地 表 沉 降 的 影 响 Fig. 4 Effects of distance from the river on surface settlement 图 5 离 江 距 离 对 坑 底 隆 起 的 影 响 Fig. 5 Effects of distance from the river on upheaving of pit bottoms 图 7 坑 底 加 固 对 安 全 系 数 的 影 响 Fig. 7 Effects of bottom strengthening on safety factor 3.3 开 挖 深 度 对 基 坑 性 状 的 影 响 开 挖 深 度 不 同, 墙 体 的 变 形 模 式 也 不 同 开 挖 5 m 时, 由 于 不 设 支 撑, 墙 体 向 坑 内 倾 斜, 当 水 位 较 高 时, 侧 斜 很 大, 所 以 在 离 江 较 近 处 开 挖 基 坑 即 使 只 开 挖 5 m, 也 很 有 必 要 设 置 一 道 支 撑 开 挖 10 m 时, 第 一 道 支 撑 设 在 地 表 下 1 m 处, 第 二 道 支 撑 设 在 开 挖 面 下 5 m 处, 此 时 墙 体 变 形 呈 现 踢 脚 破 坏 模 式 开 挖 20 m 时, 墙 体 侧 移 呈 现 出 开 挖 面 附 近 侧 移 最 大, 两 头 侧 移 较 小 的 模 式 地 表 沉 降 量 和 坑 底 隆 起 随 开 挖 深 度 的 加 大 而 加 大 挖 深 20 m, 沉 降 量 最 大, 挖 深 10 m 和 5 m 时, 地 表 沉 降 量 较 接 近 图 8 为 开 挖 深 度 对 基 坑 安 全 系 数 的 影 响 由 于 开 挖 10 m 和 20 m 时, 挡 墙 插 入 相 对 不 透 水 层, 所 以 基 坑 安 全 系 数 较 大 挖 深 10 m, 连 续 墙 20 m, 连 续 墙 在 软 土 隔 水 层 里 了, 由 于 完 全 阻 隔 坑 内 外 水 力 联 系, 且 基 坑 开 挖 深 度 相 对 开 挖 20 m 小 很 多, 所 以 安 全 系 数 最 大 如 果 连 续 墙 还 在 粉 土 里 存 在 一 定 的 渗 透 条 件, 其 安 全 系 数 比 上 种 情 况 小 很 多 开 挖 5 m 时, 挡 墙 位 于 相 对 透 水 层 内, 此 时 由 于 地 基 渗 透 性 较 大, 基 坑 安 全 系 数 较 小, 在 高 潮 位 和 设 计 洪 水 位 下, 其 安 全 系 数 只 有 1.5 左 右, 较 为 危 险 在 透 水 性 较 强 的 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 地 基 开 挖 深 基 坑 时, 挡 墙 或 止 水 帷 幕 插 入 到 相 对 不 透 水 层 内 能 大 大 提 高 基 坑 的 安 全 系 数
754 岩 土 工 程 学 报 2012 年 对 挖 深 5 m 挖 深 10 m 和 挖 深 20 m 的 基 坑 进 行 了 渗 透 分 析 由 流 速 云 图 计 算 结 果 可 以 看 出, 围 护 墙 插 入 深 度 增 大 后, 墙 底 处 的 渗 流 流 速 有 较 大 减 小 围 护 结 构 底 部 区 域 的 流 速 非 常 大 流 网 密 集 水 沿 着 围 护 结 构 向 坑 内 渗 流 图 11 为 挖 深 10 m 围 护 墙 附 近 沿 程 水 头 变 化 图 图 8 开 挖 深 度 对 安 全 系 数 的 影 响 Fig. 8 Effects of excavation depth on Safety factor 3.4 围 护 墙 插 入 深 度 对 基 坑 性 状 的 影 响 图 9,10 为 基 坑 离 江 150 m 距 离, 开 挖 深 度 20 m, 高 潮 位 下, 围 护 墙 插 入 深 度 对 基 坑 性 状 的 影 响 由 于 上 部 支 撑 设 置 一 致, 所 以 开 挖 面 以 上 支 护 变 形 基 本 一 致 围 护 墙 插 入 深 度 较 小 时, 支 护 结 构 呈 踢 脚 破 坏 模 式 ; 当 插 入 深 度 较 大 时, 呈 现 中 间 大 两 头 小 的 变 形 模 式 随 着 插 入 深 度 的 加 大, 地 表 沉 降 减 小,14 m 的 插 入 深 度 已 较 能 达 到 20 m 插 入 深 度 想 要 的 效 果 随 着 围 护 墙 插 入 深 度 的 加 大, 坑 底 隆 起 虽 有 一 定 的 减 小, 但 是 总 的 来 说 影 响 不 大 图 9 围 护 墙 插 入 深 度 对 连 续 墙 变 形 的 影 响 Fig. 9 Effects of insertion depth on wall deflection 图 11 挖 深 10 m 围 护 墙 附 近 沿 程 水 头 变 化 4 结 论 Fig. 11 Change of water head 通 过 对 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 的 数 值 分 析, 得 到 以 下 初 步 结 论 : (1) 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 在 江 水 位 作 用 下 变 形 大 3 倍 基 坑 开 挖 宽 度 以 内, 江 水 位 高 时, 地 表 沉 降 也 较 大,3 倍 基 坑 开 挖 宽 度 以 外, 地 表 基 本 不 发 生 沉 降 (2) 坑 底 加 固 后, 连 续 墙 变 形 地 表 沉 降 和 坑 底 隆 起 都 有 显 著 减 小 连 续 墙 最 大 侧 移 减 小 34% 左 右, 地 表 沉 降 最 大 值 减 小 34% 左 右, 坑 底 隆 起 减 小 25% 左 右 (3) 开 挖 深 度 不 同, 墙 体 的 变 形 模 式 也 不 同 地 表 沉 降 量 和 坑 底 隆 起 随 开 挖 深 度 的 加 大 而 加 大 地 表 沉 降 呈 现 漏 斗 状, 最 大 点 发 生 在 距 离 围 护 结 构 1 倍 开 挖 深 度 的 地 方 (4) 围 护 墙 插 入 深 度 较 小 时, 支 护 结 构 呈 踢 脚 破 坏 模 式, 当 插 入 深 度 较 大 时, 呈 现 中 间 大 两 头 小 的 变 形 模 式 挡 墙 位 于 地 基 渗 透 性 较 大 粉 土 层 内 时, 基 坑 安 全 系 数 最 小 (5) 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 围 护 结 构 底 部 区 域 的 流 速 大 流 网 密 集 在 保 证 工 程 周 边 环 境 安 全 的 基 础 上, 尽 量 降 低 基 坑 内 外 水 位 差, 并 且 当 止 水 帷 幕 漏 水 时, 应 有 应 付 漏 水 的 对 策 参 考 文 献 : 图 10 围 护 墙 插 入 深 度 对 地 表 沉 降 的 影 响 Fig. 10 Effects of insertion depth on surface settlement 3.5 渗 透 分 析 [1] 史 英 标, 林 炳 尧, 徐 有 成. 钱 塘 江 河 口 洪 水 特 性 及 动 床 数 值 预 报 模 型 [J]. 泥 沙 研 究, 2005, 18(1): 7 132. (SHI Ying-biao, LIN Bing-yao, XU You-cheng. Characteristic of
增 刊 杨 迎 晓, 等. 钱 塘 江 边 冲 海 积 粉 土 基 坑 性 状 研 究 755 the flood level in the Qiantang Estuary and mobile-bed model for forecast[j]. Journal of Sediment Research, 2005, 18(1): 7 132. (in Chinese)) [2] 杭 州 市 建 筑 业 管 理 局. 深 基 坑 支 护 工 程 实 例 [M]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社, 1996. (Hangzhou Construction Management Bureau. Examples of building foundation excavation engineering[m]. Beijing: China Architecture and Building Press, 1996. (in Chinese)) [3] GB50007 2002 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 [S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社, 2002. (GB50007 2002 Code for design of building foundation[s]. Beijing: China Architecture and Building Press, 2002. (in Chinese)) [4] FLETCHER Lara, HUNGR Oldrich, EVANS S G. Contrasting failure behaviour of two large landslides in clay and silt[j]. Can Geotech, 2002, 39: 46 62. [5] 上 海 轨 道 交 通 4 号 线 事 故 纪 实 简 介 [J]. 岩 石 力 学 与 工 程 学 报, 2003, 23: 1038. (A briefing document of the accident on the Shanghai Metro line 4[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003, 23: 1038. (in Chinese)) [6] JGJ120 99 建 筑 基 坑 支 护 技 术 规 程 [S]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社, 1999. (JGJ120 99 Technical specification for retaining and protection of building foundation excavations[s]. Beijing: China Architecture and Building Press, 1999. (in Chinese)) [7] 龚 晓 南. 深 基 坑 工 程 设 计 施 工 手 册 [M]. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社, 1998. (GONG Xiao-nan. Handbook for design and construction of deep excavation pits[m]. Beijing: China. Architecture and Building Press, 1998. (in Chinese)) [8] 杨 迎 晓, 朱 向 荣, 金 兴 平, 等. 钱 塘 江 冲 海 积 粉 土 剪 胀 性 三 轴 试 验 研 究 [J]. 岩 土 力 学, 2010, 31( 增 刊 2): 48 52. (YANG Ying-xiao, ZHU Xiang-rong, JING Xing-ping, et al. Triaxial testing study of dilatant characteristics of Qiantangjiang alluvial silts[j]. Rock and Soil Mechanics, 2010, 31(S2): 48 52. (in Chinese)) ( 本 文 责 编 黄 贤 沙 )