深基坑降水与回灌过程的数值模拟分析

武汉地区部分超深基坑基底已揭穿承压含水层,地下水势必对基坑开挖造成影响,必须对地下水进行有效控制。以武汉市妇女儿童医疗保健中心综合业务楼深基坑降水工程为例,对深基坑降水与回灌过程进行三维数值模拟,分析探讨了模拟的可行性及准确性,并研究了不同回灌方法的回灌效果、回灌对坑外水位变化及地面沉降的影响。结果表明：回灌对提高坑外水位有明显作用,且回灌量越大,水位恢复越多。采用坑外回灌可控制降水引起的地面沉降,且回灌量越多,能控制的沉降量也越大。     

考虑承压含水层间越流的地下水回灌现场试验研究

当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时,基坑内降水可引发基坑止水帷幕墙底以下的承压含水层的水头下降,并相应引起坑外多个含水层水位降低,若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高,此时可对某一层回灌,通过越流对其他含水层进行水位补给。通过在天津地铁某车站基坑所在场地开展抽水试验、单井回灌试验、先抽后灌试验对基坑内外的水力联系、不同含水层间的水力联系和隔层回灌的效果进行了研究。结果表明,由于各含水层间之间有一定水力联系导致竖向越流补给较强,基坑内疏干降水可引起坑外承压含水层水头下降并引起坑外地层沉降。对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用,通过隔层回灌从而控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对基坑外第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用,但是尚不足以使其因基坑内降水引起的坑外水位下降值完全恢复,建议结合设置此层的备用回灌井以控制其水位下降。     

上海陆家嘴地区回灌试验分析

地下水回灌试验表明地下水水位对地面沉降有直接的影响,当进行地下水回灌时,地下水位逐渐回升,地面产生回弹。地面沉降规律与地下水水位变化较为一致,水位回升越大,地面回弹也越大。地面沉降和回弹较地下水水位的变化有一定的滞后性。地下水水位的变化与所在点周围的地面沉降具有较好的时空对应关系。基坑降水设计可采取地表水回灌措施有效抑制地下工程施工过程中因工程降水引起地下水变化引起的地面沉降,基坑降水中选择坑内降水井抽出的地下水对坑外回灌井通过密闭管道在还原环境下实施回灌。     

深基坑第二承压含水层降水综合控制实践

以某隧道35.55 m超深工作井基坑为例,首先分析隔水帷幕与第二层承压水降水关系,要充分预知水文地质条件的变异性;其次从第二承压含水层特性分析、专项水文地质试验、抗稳定性分析、降水性能试验和回灌功效试验等角度,对第二层承压水降水性能、回灌功效进行深入分析。随后,采用地下水渗流3D数学模型及数值模型和分层沉降理论对4种降水井布置和回灌井布置方案进行比选分析,确定实施降回灌一体化方案和沉降预测值。最后,在基坑开挖和降水过程中,坚持"分块开挖、分区降水、合理回灌"的原则,确保周边建(构)筑物的安全,同时将实际沉降与预测进行对比分析,以期对今后30 m以上的超深基坑第二承压含水层降水回灌控制管理提供借鉴。     

天津第二粉土粉砂微承压含水层回灌试验研究

天津、上海等地已尝试采用回灌措施控制基坑降水引起的承压含水层水头下降及引起的沉降,然而目前回灌理论尚缺乏研究,在粉土粉砂微承压含水层中进行回灌的可行性也急需研究。因此本文在邻近天津某地铁基坑工程的场地外开展了一系列单井回灌、群抽群灌试验以及单抽单灌现场试验。试验结果表明,在粉土、粉砂为主的土层进行回灌是可行的。采用抽水试验得到的水文地质参数可以用于预测回灌的水位抬升,但是相同流量下,在距中心井较近距离内(约5~7 m内),回灌产生的水位上升值显著大于抽水导致的水位降落值。加压回灌可以显著提高回灌效率。回灌量与抽水量维持在相近水平可以有效控制周边地表及建筑物沉降。当回灌停止后,周边地表沉降有快速发展的趋势,因此在实际工程中,抽水停止后应适当延长回灌时间,逐步减小回灌量,使地下水位逐步回稳,避免抽灌活动结束后沉降的快速发展。采用双井组合回灌技术可有效的控制回灌井回扬时引起的含水层水位的下降。     

地下水自动回灌高铁隧道保护应用研究

地下水回灌是应对基坑降水所引起的周边建构筑物变形的有效方法之一,本文通过地下会回灌技术在临近高铁隧道基坑中的成功应用,选择隧道坐落的承压含水层作为回灌目的层,在高铁隧道控制要求极其严格的条件下,通过一整套的自动化回灌控制系统,将坑外承压水水位始终控制在较小的范围波动,将整个基坑降水对隧道结构的影响见到了最低,在确保隧道结构变形满足要求的前提下,基坑顺利开挖至基底。     

超深管井现场原水真空缓堵回灌试验研究

地下水回灌具有控制水位下降、保护环境、节约水资源等功能,超深基坑开挖推进了回灌技术的研发,堵塞所导致的回灌水量的不断减少是地下水可持续回灌的瓶颈。结合上海张江硬X射线工程,采用气举反循环工艺成孔,采用真空缓堵技术,进行了第二、第三承压含水层的回灌试验,取得较好的回灌效果。讨论了提高回灌效果的一些技术问题,并提出了今后的发展方向。超深管井地下水回灌技术的讨论。     

上海深基坑降水对周边环境影响分析

以上海某深基坑工程为背景,基于深基坑抽水试验,研究了上海潜水和承压水目标含水层降水引起坑内外水位变化及对地表沉降的影响。此外,通过坑外回灌监测数据,研究了回灌与坑内外水位及沉降的影响,为今后类似工程提供参考。     

深基坑降水引起的地面沉降预测

由于上海地区有较高的承压水位,深基坑施工时,为了基坑的稳定,有时需要大深度的降水来保证。由于基坑内外地下承压水连续相通,降水影响范围大,引起坑外地面产生沉降,对周围建筑物和管线造成不利影响。针对浅层承压含水层基坑降水,以粘弹性理论和随机介质理论为基础。推导了一种新的基坑降水引起地面沉降的计算方法。该方法通过Merchant流变模型模拟抽水条件下土的应力一应变关系来反映抽水引起含水层变形的时间效应,以随机介质理论反映地面沉降的空间分布规律,能够较好地预测基坑降水引起的地面沉降。最后通过计算实例对该方法进行了验证。     

深基坑降水引起的地面沉降预测

由于上海地区有较高的承压水位,深基坑施工时,为了基坑的稳定,有时需要大深度的降水来保证.由于基坑内外地下承压水连续相通,降水影响范围大,引起坑外地面产生沉降,对周围建筑物和管线造成不利影响.针对浅层承压含水层基坑降水,以粘弹性理论和随机介质理论为基础,推导了一种新的基坑降水引起地面沉降的计算方法.该方法通过Merchant流变模型模拟抽水条件下土的应力-应变关系来反映抽水引起含水层变形的时间效应,以随机介质理论反映地面沉降的空间分布规律,能够较好地预测基坑降水引起的地面沉降.最后通过计算实例对该方法进行了验证.     

软土深基坑单井回灌参数优化与现场测试分析

为解决因深基坑降水和基坑渗漏引起的地表沉降问题,通常在坑外进行地下水回灌,而回灌参数会影响地表沉降控制效果.为了选取合适的回灌参数,采用ABAQUS有限元程序进行滤管长度、回灌井井径、井深、回灌压力对地表沉降影响的敏感性分析,得到如下结论:回灌压力和回灌井井深为控制地表沉降的关键因素,对控制基坑周边的沉降变形相对敏感,...     

悬挂式止水帷幕基坑降水控制措施研究

为了优化深基坑降水控制技术,以天津某地铁换乘站基坑降水为背景,利用有限差分软件Visual Modflow,对基坑开挖降水引起的基坑内外地下水水位变化进行数值模拟计算,模拟计算结果与监测数据基本吻合。同时,在此模拟计算基础上对止水帷幕插入深度、降水井的抽水速率、滤水管插入承压含水层深度及降水时间等几种控制措施在降水控制中所发挥的作用进行深入研究。结果表明,降水过程中止水帷幕深度插入比宜达到1:0.9～1:1之间,滤水管插入承压含水层深度宜控制在0.5～0.7倍含水层厚度区间范围内,降水井抽水速率的大小需根据以上两种措施确定后再进行优化。此研究结果不但能有效减少基坑降水对周围环境的影响,还能保护地下水资源,节约工程造价。     

悬挂式围护深基坑外地下水回灌技术的研究

在深基坑施工中采用悬挂式围护可以大幅降低围护费用,但由于围护不能隔断承压含水层,所以在土方开挖时需不间断抽水,而长时间大量抽取地下水又会对周边环境产生严重影响.工程研究表明,采取地下水回灌措施虽可以在一定程度上减少降压对周边环境的影响,但盲目使用也会产生一定的次生灾害,需要引起高度重视,注意防范.     

济南西郊基坑工程地下水加压回灌试验分析#br#

济南是举世闻名的“泉城”,地下水资源的保护对济南的经济社会发展具有十分重要意义。为了解决城市建设过程中,基坑降水引起的地下水资源的过度流失问题,在济南西郊开展地下水加压回灌试验,得出以下结论：①在济南西郊富水卵石层地质条件下,加压回灌对于回灌井工作效率的提高具有显著效果,从现场试验数据来看,当井口压力增加至0.07MPa时,各井回灌量均表现出相比常压状态下50%左右的增长量;②随着回灌井口压力增加,回灌影响范围相应扩大,井口压力达到0.05MPa时,回灌影响半径相比常压状态下增长达80%以上。虽然加压回灌对于增加回灌井工作效率具有显著效果,但应考虑回灌目的层以上土层的渗透风险和回灌井周密封措施的抗渗强度,须按最不利情况设定回灌井口压力上限值。试验表明,加压回灌适用于济南西郊强透水卵石层,回灌量大且效率高,能有效补偿由于基坑降水引起的地下水资源的流失,对于“护泉”具有重要意义。     

地下水位变化对邻近地铁结构的影响研究

为了研究地下水位变化对邻近地铁结构的影响,以天津某基坑为研究对象,通过统计基坑施工过程中地下水位的变化,进一步研究基坑周边地下水位的变化及邻近地铁结构的变形.结果表明基坑施工过程中降水会影响周边地下水位的变化,进而会导致邻近地下构筑物的变形,其中承压水对周边环境的影响尤其显著;今后基坑施工过程中的降水一定要注重对周边环...     

复杂地层中基坑降水引发的水位及沉降分析与控制对策

在深大基坑工程中,若止水帷幕设置不合理,基坑内外水力联系将不能被完全截断,这样基坑内降水不但会引起坑外土体沉降,还会引发围护结构变形。在天津地铁5号线某车站基坑工程中,由于场地地层较为复杂,含水层不连续且存在大量透镜体,因此在开挖前进行了预降水试验,判断基坑内外水力联系。文章通过对预降水试验进行数据分析得出,该基坑内外承压含水层连通,且各含水层存在水力联系,原设计的落底式止水帷幕未能彻底截断承压含水层,造成了较大的围护结构变形与显著的建筑物沉降。因此,当场地承压含水层构造较为复杂时,应当在勘察阶段进行场地抽水试验,或者在基坑开挖前进行预降水试验,以全面掌握场地水文地质情况及基坑内外含水层水力联系。同时预降水前应在坑外合理设置回灌井,避免降水引发坑外沉降,并提前施工基坑第一道水平支撑,增加围护结构抗侧移刚度,减小降水引发的围护结构变形。     

松散承压含水层地区深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合模型

以上海环球金融中心基坑降水为例,根据基坑降水过程中有效应力和孔隙水压力的转化关系,建立了基坑降水与地面沉降的耦合模型,并采用有限差分数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达145 m、基坑周围挡水连续墙埋深达34 m、抽水井埋深达55 m、抽水井过滤器埋深为34～55 m,单井抽水量为1420 m3/d的8口抽水井联合降水情况下,基坑中心下伏第Ⅰ承压含水层上部降压段水位降至埋深26 m时的地下水复杂流动状态及其地面沉降特征。经后续工程验证,该结果正确、可靠,该理论用于模拟预测此类地区深基坑降水引起的地下水流场变化及其地面沉降具有较高的可信度。