昆明北市区某基坑止水帷幕计算.doc

贡献1个规范没有的计算，叫止水帷幕绕流计算 TYC基坑悬挂帷幕绕流计算 1、引言 对于深基坑悬挂式止水帷幕渗流技术来讲，当止水帷幕插入坑底以下的弱透水土层时，基坑内外水体被帷幕墙隔离，帷幕下端无渗流。只需疏干降水，地下水控制很容易成功。当基坑有厚度很大的强透水土层如砂土层，帷幕没有插入到下面的不透水层（或一定范围内根本没有不透水层），帷幕下端的水体内外是联通的且有渗流压力，此时控制不好，极易发生坑内抽不干，坑外沉降大，甚者有垮塌的可能，所以有必要进行针对深基坑悬挂式止水帷幕渗流技术开展相关的技术探讨。 关于悬挂止水帷幕底的绕流计算，现行基坑规范尚无完善公式，本文想要通过分析实例TYC基坑止水帷幕绕流量计算过程，来弄清绕流计算公式的定义。2、工程概况：地点在昆明市北市区，土质以圆砾为主，地勘报告涌水量100151m3/d，影响半径平均300m，k=45m/d。基坑最深为8.63m（后改为10.13m）。大多数剖面前排采用长螺旋钢筋混凝土压灌桩φ600@1600另加锚索做桩锚结构承受土压力，后排采用长螺旋水泥土置换桩φ600@400做止水帷幕控制地下水。 桃源村 厚度 重度 压缩模量 内摩角 黏聚力 14基坑剖面 h y Es12 φuu Cuu Zk9地勘孔 m kN/m3 MPa kPa kPa ①杂土 0.4 17.2 2.2 8 11.5 ②粉黏 5.6 17.8 3 10 18.8 ④圆砾夹漂石 4.2 21 13 30 6 ⑥圆砾夹漂石 7.8 22 15 30 4 ⑦圆砾 17.8 22.5 15 30 5 2011年4月开工做支护桩和止水帷幕桩，原基坑最深8.63m，至2011年10月，因业主及规划原因，地下室深度改变，部分基坑加深1.5m，此时大部分止水帷幕已经完工。设计单位提出止水帷幕更改方案，其中止水帷幕更改的基本思路按照同济大学应慧清教授止水帷幕绕流理论计算确定，方案主要计算过程如下： 参照应慧清2003版《基坑支护工程图集设计施工》，有止水帷幕的基坑涌水量计算式：Q=kBH(M-h)/(b+M+T)。 Q=基坑绕流涌水量（m3/d）；k=渗透系数（m/d）；B=帷幕长度（m）；H=降水深度（m）；M=含水层厚度（m）；h（hw）=静止水位到帷幕底深度（m）；b=帷幕厚度（m）；T=设计降水水位到帷幕底深度（m）。 3、展开分析： 1）当M-h小于0的时候，表示帷幕已经插入弱透水层(插入深度可按报批版第7章)，地下水被彻底隔离，无渗流,很安全。 2）当M-h等于0的时候，帷幕底刚接触弱透水层顶，地下水渗流处于临界渗流，认为是性价比较好。下面是应慧清对此时的情况专门画的计算简图，图中可以看出h（hw）与M默认值等长。如下图 3）当M-h大于0的时候，帷幕处于悬挂状态，帷幕底容易产生地下水渗流。 根据上述公式，含水层M越大，基坑渗透的涌水量越大。帷幕底的砂层有多深，含水层M就取多大，没有限制，此处应慧清教授也未说明，结果会发生有的帷幕计算涌水量偏大，导致帷幕加长，浪费经济，甚者会发生帷幕计算涌水量会大于无帷幕时（勘察报告涌水量），实为昆明基坑界第一笑话。 如基坑14剖原深度8.63m，到帷幕底总深度=放坡2+桩长13=15m（嵌入=15-9.63+2=7.87m）。后基坑变更加深1.5m，基坑深度变为10.13m。设计院重新设计止水帷幕，帷幕总深度为放坡2+桩长19=21m（嵌入=19-10.13+2=10.87m），采用应慧清帷幕涌水计算式：Q=kBH(M-h)/(b+M+T)。 设计院14剖数据：Q=基坑绕流涌水量（m3/d）；k=渗透系数，取自地勘报告45m/d；B=基坑周长约1340m；H=降水水头差9.53m；M=含水层厚度32m；h（hw）=静止水位到帷幕底深度15.4m；b=帷幕厚度0.6m；T=设计降水水位到帷幕底深度=嵌入深度=5.87m。 代入原深度（8.63m）涌水量：Q=45*1340*9.53(32-15.4)/(0.6+32+5.87)=247968m3。 247968 m3/d远远大于原地勘报告100151m3/d，设计院这个结果显示，有止水帷幕的基坑比无止水帷幕基坑的涌水量更多，那么还做止水帷幕干嘛，这就是昆明基坑界第一笑话的实例。那么，错在什么地方呢，是应慧清公式不对，还是设计院计算错误，审查时做如下分析： 1）算数审查，手工验算和软件验算均为24968，说明算数正确。 2）公式审查，应慧清公式，是同济大学审查过，应无大的的原则问题。经过上面的分析，只可能有的参数取值不确定，而取值者是模糊取值，如M取值便是，到底是否如此，下面会继续深入分析。 3）参数审查，k是地勘报告数据经查地勘报告原件无误；B为基坑周长实量无误；H为降水水头，到场地实测无误；h=15.4m经