一種基於深基坑降水對高鐵路基安全性影響的預判方法與流程

2023-05-30 17:51:31

本發明涉及土木工程技術領域，具體地指一種基於深基坑降水對高鐵路基安全性影響的預判方法。

背景技術：

隨著鐵路的運營，基坑開挖、降水已成為引起運營高鐵產生附加變形的重要因素，在臨近高鐵的相關工程中，若基坑支護形式、降水措施選擇不當勢必會引起高鐵橋基側移、路基豎向及水平向位移等問題。目前深基坑開挖與降水引起運營高鐵路基變形主要靠實際監測，且測得多為路基坡腳位置處的變形，其中測得的豎向變形值為開挖因素與降水因素兩個疊加作用的結果，即基坑開挖造成的土體側移引發的路堤變形，和基坑開挖造成的地下水降水引發的路基沉降變形。實際施工時，只能測量出路堤變形，但不能分辨出是哪種因素造成的變形，而不能分析出路堤變形的具體原因，就不能制定出切實可行的挽救措施，不能做到有的放矢。實際情況，大多是兩種補救措施同時進行，這樣的處理方式雖然能夠避免路堤的進一步沉降，但是工程量太大，施工時間長，大幅度增加了工程成本。

技術實現要素：

本發明的目的就是要解決上述背景技術中提到的現有技術不能分析出造成高鐵路基沉降的具體原因、導致補救措施需要耗費大量時間和成本的問題，提供一種基於深基坑降水對高鐵路基安全性影響的預判方法。

本發明的技術方案為：一種基於深基坑降水對高鐵路基安全性影響的預判方法，其特徵在於：包括以下步驟：

1)、在基坑開挖區域正對高鐵路基之間的位置開挖一口主井，在主井順路基方向的兩側開挖若干輔井；

2)、通過主井內水位下降高度h1，計算主井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值s1，通過輔井內水位下降高度h2，計算輔井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值s2；

3)、將主井影響值s1與輔井影響值s2之間的差值δs與《鐵路維修規則》中的管理值h0進行對比，

當δs>0.2h0時，可判斷為主井與該輔井之間的路基區段沉降主要受降水影響，控制降水避免路基繼續變形；

當δs≤0.2h0時，可判斷為主井與該輔井之間的路基區段沉降主要受基坑開挖影響，控制基坑開挖避免路基繼續變形。

進一步的所述的步驟1)中，開挖主井的方法為：在基坑開挖區域正對高鐵路基之間的部分的中心處開挖主井。

進一步的所述的步驟1)中，開挖輔井的方法為：劃定基坑開挖區域的降水影響範圍，在降水影響範圍內順高鐵路基的方向在主井兩側開挖輔井，相鄰主井與輔井或是相鄰兩個輔井之間間隔10～30m。

進一步的劃定基坑開挖區域的降水影響範圍的方法為：以基坑開挖區域順路基兩端靠路基一側的端點為圓心，根據下列公式計算降水影響半徑：

潛水含水層

承壓含水層

其中：sw——井水位降深(m)；

k——滲透係數(m/d)；

h——潛水含水層厚度(m)；

以r為半徑畫圓，圓內區域為降水基坑影響範圍。

進一步的所述的步驟2)中，計算主井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值s1的方法為：根據下列公式計算高鐵路基沉降影響值s1：

其中：s1——主井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值；

δpi——主井對應的高鐵路基第i層土層複合土的附加應力；

ei——主井對應的高鐵路基第i層土層的壓縮模量；

hi——主井對應的高鐵路基第i層土層的厚度；

ms——經驗係數，取值範圍為0.24～0.48。

進一步的所述的步驟2)中，計算輔井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值s2的方法為：根據下列公式計算高鐵路基沉降影響值s2：

其中：s2——輔井測點位置降水對高鐵路基沉降影響值；

δpj——輔井對應的高鐵路基第j層土層複合土的附加應力；

ej——輔井對應的高鐵路基第j層土層的壓縮模量；

hj——輔井對應的高鐵路基第j層土層的厚度；

ms——經驗係數，取值範圍為0.24～0.48。

進一步的當δs>0.2h0時，可判斷為主井與該輔井之間的路基區段沉降主要受降水影響，控制降水避免路基繼續變形的方法為：當0.2h00.2h0時，可判斷為主井與該輔井之間的路基區段沉降主要受降水影響，控制降水避免路基繼續變形的方法為：當0.2h0<δs＜0.5h0時，可判斷為降水對高鐵路基變形影響很大，需要禁止降水；當δs≥0.5h0時，可判斷為降水引起的高鐵路基變形超過警戒值，需要立即禁止降水，必要時，需要向基坑所在區域進行地下水回灌處理，避免降水加劇地層沉降。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等同物界定。