悬挂式止水帷幕基坑降水开挖对临近高铁桥墩影响

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2022.06.015

山东科学 ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (6): 116-122.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2022.06.015

悬挂式止水帷幕基坑降水开挖对临近高铁桥墩影响

李鹏举¹(), 钱林根², 吴强³, 黄山⁴, 陈甦⁴^,^*()

1.中铁十四局集团有限公司,山东济南 250000
2.上海申元岩土工程有限公司,上海 200040
3.苏州轨道交通市域一号线有限公司,江苏昆山 215300
4.苏州大学轨道交通学院,江苏苏州 215021

收稿日期:2021-11-12 出版日期:2022-12-20 发布日期:2022-12-02
通信作者: 陈甦 E-mail:540623738@qq.com;xiaowozi@hotmail.com
作者简介:李鹏举(1985—),男,工程师,研究方向为轨道交通施工。E-mail:540623738@qq.com
基金资助:
苏州轨道交通市域一号线有限公司项目(SURT02SG1S10014)

Impact of foundation pit dewatering and excavation with suspended waterproof curtain on adjacent high-speed railway piers

LI Peng-ju¹(), QIAN Lin-gen², WU Qiang³, HUANG Shan⁴, CHEN Su⁴^,^*()

1. China Railway 14th Bureau Group Co., Ltd., Jinan 250000, China
2. Shanghai Shenyuan Geotechnical Engineering Co., Ltd., Shanghai 200040, China
3. Suzhou Urban Railway Transit Line One Co., Ltd., Kunshan 215300, China
4. School of Rail Transportation, Soochow University, Suzhou 215021, China

Received:2021-11-12 Online:2022-12-20 Published:2022-12-02
Contact: CHEN Su E-mail:540623738@qq.com;xiaowozi@hotmail.com

摘要/Abstract

摘要：

当含水层深厚时,基坑工程中常采用悬挂式止水帷幕,此时止水帷幕深度对基坑降水开挖引起的周边地表和建筑物变形有着重要影响。为了研究不同止水帷幕深度条件下基坑降水开挖对临近高铁桥墩变形的影响,采用三维有限元软件,对苏州某地铁车站基坑降水开挖过程进行数值模拟。结果表明:随着止水帷幕深度增加,临近基坑的高架桥墩沉降量逐渐减小,当止水帷幕深度41、91 m时,距基坑42.5 m处的高铁高架桥墩沉降量分别为31.88、4.18 mm;在悬挂式止水帷幕条件下,止水帷幕深度大于91 m才能满足基坑降水对临近高铁桥墩的沉降控制要求(≤5 mm)。

关键词: 基坑, 悬挂式止水帷幕, 降水开挖, 桥墩沉降, 数值模拟

Abstract:

In the case of a deep aquifer, a suspended waterproof curtain is typically used in foundation pit engineering. The depth of the waterproof curtain exerts a crucial impact on the deformation of surrounding surface and buildings owing to dewatering and excavation of foundation pit. To study the impact of the dewatering and excavation of foundation pit on the deformation of adjacent high-speed railway piers under different depths of the waterproof curtain, a three-dimension finite element software was used to numerically simulate the dewatering and excavation of a subway station foundation pit in Suzhou. Results show that with increasing depth of the waterproof curtain, the settlement of piers adjacent to the foundation pits gradually decreases. When the depths of the waterproof curtain are 41 and 91 m, the pier settlements of the high-speed railway are 31.88 and 4.18 mm, respectively. Moreover, the settlement of the pier meets the control requirements (≤5 mm) only if the depth of the waterproof curtain exceeds 91 m.

Key words: foundation pit, suspended waterproof curtain, dewatering and excavation, settlement for high-speed railway piers, numerical simulation

中图分类号:

TV551.4

李鹏举, 钱林根, 吴强, 黄山, 陈甦. 悬挂式止水帷幕基坑降水开挖对临近高铁桥墩影响[J]. 山东科学, 2022, 35(6): 116-122.

LI Peng-ju, QIAN Lin-gen, WU Qiang, HUANG Shan, CHEN Su. Impact of foundation pit dewatering and excavation with suspended waterproof curtain on adjacent high-speed railway piers[J]. Shandong Science, 2022, 35(6): 116-122.

图/表 12

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表1

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表3

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参考文献 18

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标号	土体名称	土层厚度/m	重度/(kN·m^-3)	压缩模量/MPa	黏聚力/kPa	内摩擦角/(°)	泊松比	渗透系数/(cm·s^-1)
①₁	杂填土	2.40	18.0	2.01	12.0	15.0	0.35	1×10^-6
②₁	粉质黏土	3.40	19.5	4.63	22.2	13.5	0.33	5×10^-6
③₁	黏土	4.80	20.1	6.99	53.6	14.5	0.28	2×10^-6
③₂	粉土	8.30	19.3	9.76	5.9	26.8	0.35	1.5×10^-3
④₂	粉砂夹粉土	22.10	19.2	10.98	6.5	31.7	0.31	3.5×10^-3
⑦₂	粉土夹粉砂	17.00	19.4	9.34	60.0	27.3	0.29	6×10^-3

名称	单元类型	重度/(kN·m^-3)	弹性模量/GPa	泊松比	截面面积/m²	惯性矩×10^-2/m⁴
混凝土支撑	1D梁单元	25	33.600	0.20	0.800	4.27
钢支撑	1D梁单元	70	210.000	0.24	0.049	0.37
冠梁	1D梁单元	25	34.400	0.21	1.600	34.13
格构柱	1D梁单元	70	210.000	0.24	0.064	0.41
立柱兼抗拔桩	1D梁单元	25	32.700	0.20	0.567	2.56
高铁桩基础	1D梁单元	25	32.700	0.20	0.785	0.05
高铁桥墩、桥台	3D实体单元	25	33.500	0.20	—	—
地下连续墙	2D板单元	25	35.500	0.21	—	—
全方位高压喷射法(MJS)隔水帷幕	3D实体单元	24	0.028	0.28	—	—

悬挂式止水帷幕基坑降水开挖对临近高铁桥墩影响

Impact of foundation pit dewatering and excavation with suspended waterproof curtain on adjacent high-speed railway piers

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