2. 3. 2 钢板桩“前长后短”情况下抽水过程的数值模拟( 见图 5)。
2. 3. 3 两种情况下抽水过程数值模拟对比分析由于东侧淤泥质黏土层较西侧厚,导致其围堰钢板桩在水压力下变形较西侧更大,故只取东侧迎水面钢板桩和东侧背水面钢板桩的位移情况进行比较( 取东侧迎水面钢板桩桩顶位移作为参考值) ,如表 3,图 6 所示。
由图 6 可以看出,在抽水速度一定的情况下,随着抽水深度的增加,水平位移也随之逐渐增加,而前长后短情况下引起的水平位移较前短后长情况下小。同时由计算结果可知随着降水速率的加快,围堰钢板桩水平位移的累计量增大较为明显( 从0. 48m 到 0. 75m) ,水平位移的增量增大较为明显( 从 0. 025m/次到 0. 253m/次) .综合考虑,降水速率不能过快,否则会引起钢板桩水平位移过大,建议抽水速率宜为 20cm/次,并且在刚开始抽水时速率可以适当快,随着水位的降低,应放缓抽水速率。围堰“前长后短”结构形式,相对于实际中“前短后长”结构形式,在围堰抽水阶段对围堰变形具有明显改善效果。
3 抽水过程的实际监测数据分析( 见图 7,8)。
实际测量中最终位移在 1m 左右,时间是从2013 年 11 月 25 日-2014 年 1 月 8 日,按照20cm / d的速率进行降水。中间实时监测,如果位移过大会相隔几天再进行抽水。数值计算中所取次数的概念是根据水的渗透对于土质参数的影响所大致对应的时间,可认为是实际中的 1 ~ 2d.由结果可知数值模拟的结果和实际大致相同,趋势基本一致。
4 围堰变形预警控制及预控措施。
根据《建筑基坑工程监测技术规程》GB50497-2009,对一级基坑的报警绝对值为 50 ~ 60mm.通过现场实际监测变形数据情况分析,在抽水阶段围堰变形极易达到 50 ~ 60mm,导致工程施工无法开展。为确保施工顺利进行,在结合钢板桩围堰柔性结构特点和现场监测数据分析后,经过多次召开专家论证会,最终确定依托工程实际预警控制措施,并经现场证实预警值控制效果较好。
1) 一级预警 从抽水阶段开始,累计水平位移达到100mm( 背水面钢板桩) 和150mm( 迎水面钢板桩) ,或抽水及清淤阶段变形速率连续 3d 达到8mm / d,此时应引起重视,加密观测频率,观测间隔时间不得大于 24h.