地下水渗流对悬挂式止水帷幕基坑变形影响

以某透水性土层较深的悬挂式止水帷幕基坑为背景,采用ABAQUS建立考虑分级降水开挖全过程的三维流固耦合模型,研究降水对于基坑变形发展的影响规律和不利因素,分析开挖前预降水深度、止水帷幕深度对基坑变形性状的影响. 研究表明：渗流与开挖支护具有明显的耦合效应,降水引起的围护结构侧移增量模式随开挖和支撑施作情况不同而差异较大,降水引起的地表沉降是由土体固结和渗流引起的围护结构侧移引发的地表沉降组成;地表沉降影响范围较经验预测值明显偏大,在基坑西侧地表沉降最大点,降水施工期累积产生的沉降约占48%;各级降水中第1级降水对基坑变形最不利,围护结构初始侧移随第1级降水深度的增加而快速增长,使得竣工后的最大围护结构侧移和坑外地表沉降呈指数增长;止水帷幕对于减少坑外水位下降和控制地表沉降有显著作用,随着帷幕深度的增加,地表最大沉降和沉降影响范围降低,存在最优止水帷幕深度使得帷幕超过最优深度后地表沉降趋于稳定.     

过滤管、止水帷幕对周边地面沉降影响的研究

通过分析非完整井和隔水帷幕的减降作用，得出选用非完整井比完整井效果好的结论，继而引出减降系数的概念。在降水优化设计模型的建立中，以减降系数为目标函数，在保证基坑降深的前提下，使周边地面产生的沉降最小。通过国际证券大厦降水工程实例，利用程序进行计算，在保证基坑降深的前提下，找出水头降最低的止水帷幕的深度和滤水管长度的最佳组合值，为深基坑降水优化设计提供了一种思路。     

考虑渗流-应力耦合基坑开挖降水数值分析

运用GTS（Geotechnical and Tunnel analysis System）软件对基坑开挖降水过程进行了详细数值模拟,对比分析了基坑开挖时,考虑降水引起的地下水渗流作用和不考虑渗流作用下的基坑周围土体位移、支护结构位移以及内力,同时分析了止水帷幕、渗透系数及降水深度对基坑力学性能的影响.分析结果表明：渗流对基坑工程影响不容忽视,深基坑稳定性分析应当充分考虑地下水渗流的作用;设置止水帷幕可以有效地减小基坑周围土体的变形,渗透系数与降水深度的加大均会使地表沉降值增大.     

黄河三角洲地区基坑实例研究

山东东营地区位于黄河三角洲,地下水位高,土质以粉土及粉质粘土为主,基坑施工难度大且施工扰动与降水会引起周边建筑物的不均匀沉降.针对该地区基坑支护的特点和难点,围绕某基坑支护方式、地下水控制、施工难点及变形监测等方面展开研究.结果表明：（1）该区桩锚支护中的锚杆可采用自钻式锚杆,但应采取施工措施保证锚杆注浆充分;（2）基于土层特性,地下水控制只能采用悬挂式止水帷幕,坑内降水井的深度宜小于止水帷幕1～2m,大于坑底深度4m;（3）桩锚支护能有效控制基坑的侧向位移,但因锚杆施工扰动会引起周边建筑物的沉降与不均匀沉降,影响范围约为基坑开挖深度的10倍.     

止水帷幕作用下基坑渗流场特性分析

基坑开挖卸荷导致土体应力场和地下水渗流场发生改变。为了分析止水帷幕对地下水渗流的影响,选取典型的基坑计算模型,利用FLAC3D对止水帷幕作用下基坑开挖过程进行三维流固耦合计算。分析得出基坑开挖过程中孔隙水压力、渗流场的速度特征、地表沉降量、坑底隆起量等的变化规律。结果表明,加宽止水帷幕的宽度,加深插入深度可以有效地控制这些地下水的不利因素,降低基坑开挖对周围环境的影响。     

基于深基坑群井抽水试验的落底式止水帷幕隔水效果分析

为查明某超大深基坑地下连续墙止水帷幕的隔水效果,通过选取现场20口抽水井和坑外21口、坑内14口观测井开展了群井抽水试验,观测了各组试验井中地下水深随时间的变化,同时对周边建筑和道路进行沉降监测,并通过理论公式对降水过程中产生的地面沉降量进行计算。结果表明:虽然落底式止水帷幕无法完全阻隔坑内外水力通道,但可以延长地下水从坑外涌入坑内的渗流路径,从而大幅度减缓坑内外水位的下降速率,可见在该工程中采用落底式止水帷幕能保证施工安全的需求。     

地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应

针对地下构筑物改变了地下水渗流条件这一问题,建立三维有限元模型.该模型是地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型,采用该模型分析地下构筑物对地下水渗流的阻挡效应.该方法在地下水渗流计算中考虑三维地下水渗流,在土体固结计算中采用基于Terzaghi固结理论的一维固结方法.结果表明,地下构筑物对地下水及地面沉降的影响程度与构筑物在含水层中的埋置深度及挡水宽度有关.地下构筑物的埋置深度越深,抽水侧水位降深及沉降量越大.构筑物对水流的阻挡宽度越大,对地表沉降的影响越大.     

南京地铁基坑工程地下水控制与渗流分析

通过对南京市地铁10号线绿博园站基坑工程悬挂式隔渗帷幕抽水试验的研究,结合基坑地质水文条件,基坑所采取的支护结构以及基坑开挖深度,利用试验建立的地下水三维渗流模型进行数值分析,得出地下连续墙的嵌固深度对深基坑涌水量、基坑水位降深的效果。结果表明,在隔渗帷幕内试验,帷幕绕流阻水效果明显。     

水环境作用下采动诱发冲积层沉降特征及机理分析

为了研究水环境作用下采动诱发冲积层沉降机制,基于3个矿井的实测数据,分析了厚含水冲积层下采动地表沉降特征,基于有效应力原理,构建了潜水含水层和承压含水层土体压缩计算模型,研究了水环境变化对土体压缩量的影响,并结合现场实测资料对模型进行了分析和验证.结果表明:在厚含水冲积层下开采,地表沉陷波及范围远超一般地质采矿条件下的影响范围,水环境和冲积层的联合作用是导致地表沉陷异常的根本原因.潜水含水层土体压缩量与水位降深之间呈抛物线增长关系,承压含水层土体压缩量与水头降深呈线性增长关系,水头降深越大,土体的压缩量就越大.模型预测均方根误差为±8mm,相对中误差为6.5%,实测值与理论计算值相吻合,采用所构建的土体压缩模型能够对矿井疏排水产生的地层压缩量进行合理计算和预测.     

不同含水和密实状态下珊瑚砂地基承载特性试验研究

珊瑚砂工程性质特殊,研究珊瑚砂地基的承载特性对岛礁工程建设具有重要意义。通过不同相对密实度（50%、65%、72%、80%和85%）、不同含水状态（干燥和饱和）及水位升降等工况下的珊瑚砂地基平板载荷模型试验,研究相对密实度和含水状态对珊瑚砂地基承载特性、颗粒破碎、分层沉降和土压力传递规律等的影响。结果表明：随着相对密实度的增大,干燥状态下珊瑚砂地基极限承载力增大,沉降减小;相对密实度80%以上的珊瑚砂颗粒破碎较明显;承压板正下方的土压力随深度增大而减小。饱和珊瑚砂地基的极限承载力约为干燥状态的44%,地基破坏时的沉降约为干燥状态的2倍,两次水位升降对地基承载力和沉降影响较小;距离承压板中心不同位置处,饱和（含水位升降）与干燥状态下珊瑚砂地基分层沉降呈现出不同的规律;3种工况下土压力传递规律相似。     

隔水帷幕对深基坑降水开挖变形控制的影响

依托杭州沿江大道地下综合管廊深基坑工程,土体采用HSS模型进行有限元数值模拟,分析基坑降水开挖下基坑及邻近管线的变形,模拟结果与监测结果吻合较好,验证了有限元计算模型和参数选取的合理性。基于模拟提出隔断式基坑降水优化方案,并研究稳态渗流下隔水帷幕插入深度不同时基坑及邻近管线的变形响应。结果表明：随着悬挂式隔水帷幕深度加深,坑内外水头差线性增大,围护结构侧移峰值线性增大,管线竖向位移、坑外地表沉降线性减小;相较于悬挂式隔水帷幕,隔断式隔水帷幕对控制基坑降水引起的坑外地表沉降及邻近管线变形均有着显著优势,但对于围护结构变形控制则不利。     

某软土深基坑降水开挖地表沉降及影响因素分析

基于某软土地铁站深基坑工程项目,依据勘察与抽水试验数据采用有限元软件Midas GTS建立三维模型,研究渗流-应力耦合作用下基坑降水开挖过程中孔隙水压力及地表沉降变化规律,分析土体渗透系数及降水深度、降水速率等设计参数对地表沉降的影响。研究表明:基坑降水开挖使得地下水渗流路径呈降落漏斗形,基坑底部出现凹弧形等孔压线;地表最大沉降点与基坑的距离约为降水深度的1.0~0.75倍,孔压消散是地表沉降的主要因素;最终降水深度每增加1 m相应地表最大沉降量增加约2 mm,采取回灌措施比未采取引起的基坑周边地表最大沉降小26.2%。     

特殊双排结构围护基坑周围地面沉降控制

介绍一种特殊的双排桩围护结构,为了了解该围护结构周围的地面沉降,有效地控制该围护结构周围地面的变形,运用有限元法分析该结构基坑的周围地面沉降情况,通过对比说明该双层围护结构的使用起到了降低基坑周围地面沉降的作用. 对该双层结构设计参数进行分析,分析表明,基坑周围地面沉降量随两道围护结构叠加深度和内部围护结构嵌入比的增加而减小,当基坑外超载5～10 kN/m2和20～30 kN/m2时超载影响范围分别为0.5和1倍的开挖深度. 支撑刚度的增加能够有效地降低基坑周围地面沉降量. 分析得到的基坑外侧最大沉降量与内外结构间距大致呈线性关系.     

深基坑降水对周围建筑物沉降的影响

应用有限差分程序FLAC3D的流固耦合功能和三维数值模型分析了基坑降水时影响周围地表及建筑物沉降的主要因素,包括地表建筑物的存在与否、建筑物与基坑的相对位置、基础特性(如基础面积、埋深、刚度和基础形式等)以及相邻建筑物的相互作用等.计算结果表明:建筑物的附加应力场及其基础形式对地表沉降预测有影响,不考虑建筑物的基础形式时,对于浅基础建筑物,预测结果偏小,对于桩基础建筑物,预测结果偏大;浅基础建筑物的最大沉降及最大差异沉降与基础的埋深和刚度有关,埋深增加时,最大沉降减小,但最大差异沉降会有所增加,刚度增大时,二者都会变小;相邻建筑物的影响取决于建筑物与基坑的相对位置,在基坑轴线方向的影响要大于平行基坑边缘方向的影响.     

基坑开挖变形稳定颗粒流数值模拟研究

为了分析基坑开挖对周围环境的影响,基于颗粒流数值模拟方法,利用边界伺服法构建理想颗粒体系,利用线性接触黏结模型标定岩土体的细观力学参数。结果表明:基坑开挖后距离基坑壁60～70m地表变形约5mm;60～70m远处的管道相对变形量不超过3 mm,不会引起管线不均匀沉降而破坏;桩墙失效基坑周围的素填土以及淤泥质黏土将会向基坑滑塌,其滑塌范围从基坑内壁向外约影响10m,约为基坑开挖深度的2～3倍范围。     

邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析

针对渗流作用下基坑整体稳定性分析这个基坑工程中的难点,在考虑基坑邻近水体水位变化及其非稳定渗流基础上,同时考虑连续墙的影响,对常规边坡临界滑动场法进行改进,提出了邻近水体多层地基深基坑整体稳定分析方法。以合肥地铁1号线大东门站基坑工程为依托,分析了邻近水体水位变化及其渗流作用下基坑开挖过程中整体稳定性变化,并与圆弧滑动法计算结果进行了比较,可得如下结论：该方法可搜索出任意形状危险滑动面,相比于传统设计方法假定圆弧滑动面更合理,计算结果也更可靠;渗流作用是影响邻水基坑整体稳定性的主要因素之一,渗流场的变化会造成滑动面位置的改变。