深基坑降水開(kāi)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(kāi)發(fā)快速發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，基坑工程的規(guī)模越來(lái)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(guò)程中降水引起的臨近地面沉降影響范圍遠(yuǎn)大于開(kāi)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(kāi)挖引發(fā)的地面沉降規(guī)律，分析針對(duì)性的防治措施。
　　本文采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了深基坑降水開(kāi)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(kāi)挖引起的地面沉降的演變規(guī)律，分析不同的控制措施對(duì)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：
　　（1）降水開(kāi)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(kāi)挖的工程特點(diǎn)，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(diǎn)滲流量控制來(lái)模擬基坑開(kāi)挖和降水過(guò)程?；谠撃Ｐ?，分別采用土體線彈性模型、摩爾庫(kù)倫模型以及修正劍橋模型進(jìn)行數(shù)值分析，比較不同本構(gòu)模型對(duì)土體內(nèi)

3、滲流場(chǎng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境變形的影響。結(jié)果表明，相對(duì)于線彈性模型和摩爾庫(kù)倫模型，修正劍橋模型分析的地面沉降和圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移的更為合理，更適用于分析基坑降水開(kāi)挖工程問(wèn)題。
　?。?）深基坑降水開(kāi)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(diǎn)流量控制的瞬態(tài)分析法對(duì)基坑降水開(kāi)挖進(jìn)行數(shù)值分析，研究深基坑降水開(kāi)挖引發(fā)的地面沉降變化規(guī)律；對(duì)上海地區(qū)基坑降水開(kāi)挖案例的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，分析結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合，驗(yàn)證了上述本構(gòu)模

4、型的合理性；進(jìn)而探討了降水井深度和回灌井位置等不同參數(shù)對(duì)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(shí)，降水井深度并不影響地面沉降分布，而回灌井位置則對(duì)地面沉降有較大的影響。
　　（3）針對(duì)降水開(kāi)挖引起地面沉降的控制措施效果分析。首先對(duì)上海地區(qū)深基坑工程典型案例進(jìn)行數(shù)值模擬分析，結(jié)合測(cè)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(shí)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(duì)地面沉降的作用