浅析软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术论文_陈亮

浙江省水利水电勘测设计院 浙江杭州 310002

摘要:隔水帷幕渗漏技术是基坑工程中非常重要的一项技术,尤其是在软土基坑施工中,隔水帷幕渗漏会对工程的稳定性造成较大的影响,因此,发展隔水帷幕渗漏检测技术,保证工程安全是非常有必要的。本文现就,软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术,进行简单的论述。

关键词:软土基坑;隔水帷幕;渗漏检测技术;

隔水帷幕就是在基坑施工时,沿基坑侧壁连续分布,由水泥土桩相互咬合搭接形成,主要作用就是隔水、超前支护以及保证基坑施工稳定性的作用。而软土基坑具有一定的特殊性,其的地基是由软土构成,土壤成分以软土为主,是一种不良的工程地基,此种地基具有较大的空隙,较高的含水量、且压缩性非常高,同时强度较低,非常不利于施工。因此我们在进行软土基坑施工时,必须利用相关技术,提高地基的稳定性,固定地基的结构,隔水帷幕对于此方面有非常好的效果。但是,我们在应用隔水帷幕时,容易发生渗漏现象,进而破坏基坑的稳定性,因此,我们还需实施隔水帷幕渗漏检测技术,提高隔水帷幕的使用效果,保证软土基坑工程的顺利发展。

一、对隔水帷幕渗透的数值进行模拟

要想合理的应用隔水帷幕渗漏检测技术,我们首先需要做的就是对隔水帷幕的渗漏数值进行模拟。这就需要应用到数值模拟技术,此项技术可对各种物理场的分布规律进行介绍。在对基坑隔水帷幕渗漏的数值进行模拟时,我们常会用限元法、限差法等,此两种方法可以有效的对渗漏异常的情况进行检测。以下将以青岛某软土基坑施工为例,进行数值模拟计算。

图1 基坑个税帷幕数值模型示意图

如图1所示,X方向为模型宽度,数值为18m,Y方向为模型长度,数值为20m,Z方向为模型深度,数值为2.4m。

正常情况下,在基坑降水之前,就物理力学性质以及地层结构而言,基坑内外无任何差异。而基坑降水结束之后,较之基坑外侧地层而言,在含水量方面,内层处于较低水平,此时若是有渗漏点存在于帷幕上,就会有地下水从基坑外侧向内侧渗漏,进而增加内侧土层的含水量,并且受到局部丧失水分的情况影响,导致“漏斗”状低含水量区域形成于基坑外侧。因此,在设置模型的时候,需要将基岩层、含水砂层和填土层设置在基坑外侧,并将漏斗状地含水量区域单独设置在砂层当中。同时,设置四个层位在基坑内侧,其中第二层位以及第三层位与基坑外侧的含水砂层相对应,而另外两层与基坑外侧无差异。填土层参数值:基坑内外侧的层厚以及电阻率均为为0.6m、100Ω·m;含水砂层参数值:该部分分为两层,第二层基坑内外侧的层厚以及电阻率分别为1.2m、35Ω·m和1.6m、15Ω·m,第三层基坑内外侧的层厚以及电阻率分别为15m、35Ω·m和1.6m、0.4Ω·m;基岩层参数值:基坑内外侧的层厚以及电阻率均为0.2m和240Ω·m。

二、计算并分析模型数据

(一)三维电阻率法数值模拟

利用电阻率法检测渗漏的时候,漏点存在与否的判断依据主要为基坑内外地层电阻率的变化。在原始软土地层中,地下水含量十分丰富,并且仅有较低的地层电阻率存在,当降水发生之后,就会减少基坑内侧地层含水量,提高电阻率。如果有渗漏的情况发生在隔水帷幕处,受到压力的影响,基坑外侧地层中的地下水将会进入到基坑内层中,使得低阻区形成,此时,受到地下水位下降的影响,会提高局部地层的电阻率。而电阻率检测的地质基础则是电阻率在抽水前后发生的变化,进而可以对是否有隔水帷幕渗漏的情况予以确定,并对渗漏点进行判断。除此之外,当存在于后剖面中的高阻隔水帷幕得到清晰反映的时候,低阻异常的情况会出现在模型的填土层中,尽管最下层的基岩层反映较好,不过与设计模型相比较,其范围之间存在差异。并且即便存在于帷幕两侧的含水砂层也有低阻异常的表现,但是却不存在向帷幕聚焦的迹象,继而使得渗漏点的位置判断准确度降低,导致这一情况发生的因素主要是全测量方式的二极装置,其供电电极为每个电极轮流担任,测量电极则为非供电电极,继而导致较大的差距产生于测量电极之间,进而降低了分辨率。

(二)探地雷法数值模拟

电磁波反射的产生基础主要是地下介质的电性差异,通常情况下比较接近于同一地层的电性特征,而产生于各层之间分界面上的反射波具有相同的周期、振幅以及波形,同一组波形在剖面上的表现主要为同相轴,该同相轴具有光滑连续的特点。当没有渗漏损失发生在基坑外侧含水层的时候,将不会造成各层介电常数的变化,同时,预支相对应的反射波同相轴呈现为平直以及光滑的状态,此外,以反射波旅行时间对各层位深度进行计算的时候,最终极端结果与数值模型之间无任何差异。当基坑发生渗漏之后,就会有新的反射界面发生于饱和含水砂层内,其形状与顶点为渗漏点的双曲线相似。导致这一情况发生的因素主要是以隔水帷幕为沿线,存在于基坑外侧含水层中的地下水向基坑内流入,继而导致“漏斗”状不饱和区域形成于基坑外侧,进而改变了“漏斗”区域内的地层电性,使得明显的电性分界面形成于“漏斗”周围砂层之间,促进反射电磁波的产生[1]。

三、结束语

综上所述,在软土基坑工程中应用隔水帷幕渗漏技术,有非常积极的意义。根据实际的施工情况,我们可知,在软土基坑施工中隔水帷幕渗漏是非常常见的一种现象,不仅会降低基坑的稳定性,还增加了安全事故发生的概率。因此,我们在实际的施工中,还需加强隔水帷幕渗漏检测技术应用的科学性以及合理性,准确找出渗漏点,可以促进隔水帷幕使用效果的提升,确保软土基坑工程的顺利发展。

参考文献

[1]孟庆生,韩凯,刘涛,等.软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术[J].吉林大学学报(地),2016,46(1):295-302.

论文作者:陈亮

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期

论文发表时间:2018/12/7

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