浅析软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术

浅析软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术

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.