深基坑降水開挖引發(fā)的地面沉降及其控制措施研究.pdf

1、在城市地下空間開發(fā)快速發(fā)展建設(shè)過程中，基坑工程的規(guī)模越來越大。由于濱海地區(qū)地下水位高，降水已經(jīng)成為基坑工程的必要環(huán)節(jié)。深基坑施工過程中降水引起的臨近地面沉降影響范圍遠大于開挖卸荷作用，不僅危害周邊地下工程結(jié)構(gòu)的安全，也加劇了區(qū)域性地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度。因此，亟須深入研究深基坑降水開挖引發(fā)的地面沉降規(guī)律，分析針對性的防治措施。
　　本文采用現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了深基坑降水開挖引發(fā)的地面沉降特征及其控制措施的效果

2、，探討了深基坑降水開挖引起的地面沉降的演變規(guī)律，分析不同的控制措施對基坑降水降壓引起地面沉降的治理效果，主要內(nèi)容及成果如下：
　?。?）降水開挖數(shù)值分析中土體本構(gòu)模型適用性研究。根據(jù)基坑降水開挖的工程特點，采用考慮飽和土流固耦合特征的有限元方法建立深基坑工程的二維分析模型，分別采用生死單元和節(jié)點滲流量控制來模擬基坑開挖和降水過程?；谠撃Ｐ?，分別采用土體線彈性模型、摩爾庫倫模型以及修正劍橋模型進行數(shù)值分析，比較不同本構(gòu)模型對土體內(nèi)

3、滲流場、圍護結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境變形的影響。結(jié)果表明，相對于線彈性模型和摩爾庫倫模型，修正劍橋模型分析的地面沉降和圍護結(jié)構(gòu)水平位移的更為合理，更適用于分析基坑降水開挖工程問題。
　?。?）深基坑降水開挖引起地面沉降的規(guī)律研究。首先采用修正劍橋模型，應(yīng)用節(jié)點流量控制的瞬態(tài)分析法對基坑降水開挖進行數(shù)值分析，研究深基坑降水開挖引發(fā)的地面沉降變化規(guī)律；對上海地區(qū)基坑降水開挖案例的現(xiàn)場試驗進行數(shù)值模擬，分析結(jié)果與實測結(jié)果基本吻合，驗證了上述本構(gòu)模

4、型的合理性；進而探討了降水井深度和回灌井位置等不同參數(shù)對地面沉降的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在止水帷幕未阻隔承壓水層時，降水井深度并不影響地面沉降分布，而回灌井位置則對地面沉降有較大的影響。
　　（3）針對降水開挖引起地面沉降的控制措施效果分析。首先對上海地區(qū)深基坑工程典型案例進行數(shù)值模擬分析，結(jié)合測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，承壓水減壓降水是引起大面積地面沉降的主要原因；以該工程實例為基礎(chǔ)，研究調(diào)整止水帷幕和采取坑外人工回灌等不同措施對地面沉降的作用