[發明專利]基坑支護止水體系缺陷引發土體滲透破壞的判斷方法

有效

• 申請號: 201410356597.3
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104141294A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 陳文華;王燁晟
• 申請（專利權）人: 中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及基坑工程技術領域，具體涉及基坑支護止水體系存在缺陷時引發基坑周邊土體滲透破壞的判斷方法。

背景技術

隨著城市建設步伐的加快，很多城市均開展了軌道交通工程建設，而富水砂層地區基坑圍護結構施工過程中，因地質因素導致墻體夾泥等缺陷時有發生，且在開挖過程中，因缺陷導致的滲漏水往往不容易發現，或易忽視，隨著土體開挖進行，坑內外水頭差的加大，導致突發性的滲漏水甚至涌水涌砂破壞的情況時有發生。目前，針對基坑滲透破壞的研究主要集中于粉砂土及軟土地質，且基本假定圍護結構未存在缺陷情況下，發生繞流滲透破壞情況，對于因支護止水體系缺陷引發滲流的情況研究很少。而通過對實測數據分析發現，其砂層基坑開挖過程中，支護體系變形普遍很小，加之地下水補給迅速，滲漏發生時地下水位監測變化亦不明顯，加之止水帷幕底部基本嵌入巖層，發生繞流破壞的可能性極低，但卻往往發生突發性的墻體局部涌水涌砂事件，而使得風險預防控制工作陷于被動。鑒于此，為更好地開展和指導今后對于此類突發涌水涌砂事件的防控，有必要就考慮支護止水體系存在缺陷情況下的土體滲流破壞判別方法進行探索。

如圖1所示，根據滲透破壞原理，砂層基坑發生流土破壞的計算公式如下：

(2·D+0.8D1)·γ′Δhγw≥KSe]]>

式中，

K_se—流土穩定性安全系數；安全等級為一、二、三級的支護結構，K_se分別不應小于1.6、1.5、1.4；

γ’-土體浮重度，kN/m³；

γ_w-水的重度，kN/m³；

△h-坑內外水頭差，m；

H-基坑開挖深度，m；

D-截水帷幕底面至坑底的土層厚度，m；

D₁─潛水水面或承壓水含水層頂面至基坑底面的土層厚度(m)。

上述計算公式可以解決基坑支護止水體系未存在缺陷情況下的基坑土體發生繞流滲透破壞(流砂)問題，但無法分析判斷管涌破壞發生或支護止水體系自身存在缺陷時土體滲透破壞的可能性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種基坑支護止水體系缺陷引發土體滲透破壞的判斷方法，為判斷基坑工程是否發生滲透破壞提供可靠的參考，以便進一步做好砂質地層地下工程施工風險管控。

本發明所采用的技術方案是：基坑支護止水體系缺陷引發土體滲透破壞的判斷方法，其特征在于，對于缺陷位于基坑開挖面以上的情況，步驟如下：

S101、通過土工試驗獲取土顆粒相對密度值d_s、滲透系數值k、土體孔隙率n和土體內摩擦角

S102、分別利用公式和公式i_cr＝(d_s-1)(1-n)+0.5n計算出兩個值，并取其中的小值作為缺陷點處的臨界水力梯度i_cr；式中C為常數42，d₃為土中小于某粒徑的顆粒重量占總重3％時的該粒徑值，單位cm；

S103、現場測量得到基坑的開挖深度H、缺陷點距基坑開挖面的距離L和坑外地下水位埋深值a；

S104、將步驟S102和S103得到的各參數代入不等式中，若該不等式成立，即判定缺陷點處已達到或超過臨界破壞狀態；若不等式不成立，即判定缺陷點處尚未達到臨界破壞狀態。

基坑支護止水體系缺陷引發土體滲透破壞的判斷方法，其特征在于，對于缺陷位于基坑開挖面以下、坑內地下水位以上的情況，步驟如下：