基坑开挖及降水对坑外地表沉降的影响

考虑降水、支护结构变形以及基坑隆起3个因素引起的基坑周围土体的沉降,根据降水引起土体沉降的机理,运用修正的分层总和法单独计算出由降水引起的周围土体沉降。通过研究基坑开挖引起坑外土体沉降的规律,推导出由基坑开挖引起的坑外土体沉降理论公式。把降水引起的沉降及基坑开挖引起的沉降进行叠加,加入修正系数,最终以简化的理论公式合理地计算出基坑周围土体沉降。具体工程验证表明,推导的理论解析解与实测数据十分接近,能有效预估基坑周围土体沉降,为施工方案编制提供可靠的理论依据,最大限度减少基坑施工对周围环境的影响。     

深基坑周边土体在超大堆载作用下地表沉降分析

深基坑开挖施工过程中其周边土体会产生相应的下沉,因此为保证基坑开挖的安全、减少基坑周边土体地表沉降,要求基坑周边一定范围内不宜堆载超大载荷。为研究在超大堆载作用下深基坑周边土体的地表沉降程度,文章以天津某深基坑工程开挖施工过程中的地表沉降为研究对象,同时使用大型岩土有限元模拟软件Plaxis对其进行理论分析,对比分析理论计算和监测数据,从而找出基坑周边超大载荷堆载与地表沉降变化之间的内在关系。     

渗流对基坑周边沉降的影响

基坑开挖卸荷，使应力场发生变化，引起坑周地面沉降。基坑开挖降水措施引起的地下水渗流，形成渗流场，用流网进行描述，应用井流原理，由裘布依公式求出水面线，水面线上部的土体由浮重度变化为饱和重度，下部的土体产生了渗透力，这些变化增大了坑周土体固结值。把由开挖产生的应力场与渗流场叠加，并通过有限元模拟，求取基坑周边地表沉降值。通过对一实际工程的对比，其计算值与实测值接近。     

考虑时空效应的隧道开挖及降水引起的地层变形计算

隧道降水及开挖引起的地层变形在时间上和空间上是不断发展变化的,目前国内外针对这一问题的研究大多只考虑最终的地表沉降。本文采用随机介质理论和岩土固结压密理论,考虑隧道开挖前降水以及隧道开挖施工引起的地层变形随时间的变化过程,对隧道开挖及降水引起的地层沉降和变形进行分析,推导相应的计算公式。工程算例分析表明,推导的计算方法具有较好的可靠性。进一步的计算分析表明,隧道降水引起的地层沉降较大,对隧道周边建筑设施不利,当降水井距隧道较近时,降水及开挖引起的地层变形在最大值处相互叠加,使得最终的地层变形值很大。因此,为保护隧道周边的建筑设施,降水井应距离隧道有一定的距离。     

基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析

虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上,考虑土体小应变特性,基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据,通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移,总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律,并由统一表达式来表示,同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式,通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比,验证了该方法的合理性。     

承压水降水引起地面沉降的实用预估方法研究

以地下水渗流理论和太沙基固结理论为基础,本文探讨了一种新的与现场测试相结合的两步沉降预估法,介绍了该法预测地表沉降的具体思路,并且推导了相应的计算公式。通过现场抽水试验获取计算参数和地表沉降分布规律,利用多井试验反演所得的降深与地表沉降关系,运用数值模拟手段对场地内的地表沉降进行预测。实例预测结果表明,该法能较好的预测承压水降水引起的地面沉降,是一种预测基坑降水引起周围地面沉降的有效方法。     

核岛基坑降水有限元分析

根椐地下水三维非稳定渗流理论,考虑应力场和渗流场的耦合作用,采用三维有限元法对砂土厂址上的核岛基坑降水开挖过程进行了数值模拟分析,得到了基坑的内外水头、孔隙水压力和周边地表沉降分布规律。结果表明,基坑降水设计合理,满足工程实际要求,基坑降水开挖数值模拟可以为设计与施工提供理论参考。     

基于MidasGTS软件的上海某深基坑降水开挖变形特性研究

基于Midas GTS软件对上海某深基坑降水开挖过程进行数值模拟,对比分析了基坑降水开挖不考虑渗流作用和考虑渗流作用时,基坑围护结构水平位移、地表沉降变形的变化规律,并与现场基坑的实测数据相互印证;同时分析了止水结构嵌固深度对基坑降水开挖变形的影响。研究结果表明:地下水渗流作用对基坑降水开挖有显著影响;止水结构的嵌固深度能有效减小变形。     

深基坑降水施工对地表沉降影响分析

天津站交通枢纽后广场基坑开挖面积大,水源补给充分,通过模拟计算和实测数据对比分析,总结出深基坑降水施工引起周围地表变形规律。研究结果表明:降水施工会对约45m范围内的土体均产生较大沉降影响;第三、四步降水主要引起地表沉降;降水施工引起墙后土体向基坑外侧位移,基坑开挖使墙后土体向基坑内侧位移。     

深基坑开挖过程渗流应力耦合有限元分析方法

运用有限单元法对考虑渗流影响的基坑施工过程进行分析,并给出了基坑降水及开挖引起的侧向位移曲线、坑后沉降位移曲线。运用考虑渗流影响的基坑开挖三维有限元模型对实际基坑工程进行施工过程模拟,通过与实际监测数据的对比验证了该有限单元法的正确性,并分析了降水、开挖对基坑变形的影响。分析表明,前期基坑降水将导致基坑侧向位移的增加,随着开挖深度的增加,后期基坑降水对侧向位移的影响很小,开挖对侧向位移的影响明显大于降水的影响;降水和基坑开挖都将逐渐增大基坑后土体的沉降位移,其中降水引起的沉降位移均小于开挖引起的沉降位移。     

基坑降水引起的环境变形研究

基于二维稳定渗流理论推导基坑工程井点降水引起的水位降低空间分布,根据有效应力原理建立地面沉降计算模型,并简化为分层总和法形式的计算公式.三个工程实例对比了水位降低,理论地面沉降和实测地面沉降,验证了建议的计算公式.认为：从空间分布看,地面沉降与水位降低深度的平方成正比;地面沉降比降水影响范围小,但其相关性随土层侧限压缩模量离散性增大而减弱.基坑周围环境中的堆载、运输等活动对地面沉降大小和分布都会产生影响.     

考虑流固耦合作用的深基坑有限元分析

基于比奥固结理论和修正剑桥模型,利用流固耦合模型对复杂地质条件下深基坑降水开挖过程中基坑的时间效应进行研究,并以地铁车站深基坑为例,对基坑降水开挖过程中的渗流固结进行了有限元计算。计算结果揭示了基坑渗流场分布及基坑水土压力和地下连续墙变形、周围地面沉降及基坑底部回弹的分布规律;并将计算结果与现场实测数据进行了对比,发现考虑流固耦合的计算结果与实测数据较为接近,能够比较真实地反映基坑渗流与变形特征。     

基坑开挖中地下水抽取对周围环境的影响分析

深基坑工程中,地下水的渗流将会使基坑周围形成降水漏斗.随着开挖的进行,地下水自由面不断下降,从而使坑外土体的有效应力增加,墙后土体将发生不均匀沉降.为分析基坑开挖过程中,周围土体的沉降及地下水位的变化,对基坑建立三维有限元分析模型,这是一个地下水渗流与地面沉降计算的一体化模型.利用该模型分析了在软土地区深基坑开挖引起地下水渗流场的变化.结果表明,地下水头计算值与工程现场的实测值吻合,此方法可以较好的模拟实际工程.还用该模型分析了基坑开挖地下水抽取引起的地面沉降问题.     

济南轨道交通某深基坑降水与回灌数值分析

基坑降水会改变基坑周围地下水位,进而引起不均匀沉降,影响周围建筑物安全性,实践证明,回灌法是解决此类工程问题的有效手段之一。以济南轨道交通R1线某深基坑降水工程为研究目标,利用Visual Modflow软件分析基坑降水与回灌,分别模拟基坑在止水帷幕与回灌不同工况条件下降水与回灌对周围地下水位与沉降的不同影响效果。仅回灌模拟结果表明:回灌井设在基坑周围10 m处,保持回灌量大于等于抽水量,地下水位控制效果相对较好;回灌结合止水帷幕模拟结果表明:回灌量控制在抽水量的2/3左右,回灌井设在基坑周围30 m处,回灌在整个模型区域地下水位控制效果最好,沉降小于0.1 cm。根据模拟结果得出适用于该工程地下水位扰动最小的回灌方式及最优方案,为工程施工提供理论依据与参考。     

基坑降水引起的地基附加应力及沉降简化计算

探讨了基坑降水导致周围地基沉降的机理,通过借鉴水库水位下降时的水面曲线计算公式,并简化和分解由降水导致的附加荷载后,推导出一套计算基坑降水引起的地基附加应力和地表沉降的理论计算方法。本方法可以综合考虑水位降深和水面曲线形状等因素的影响,计算结果能比较准确的反映水面曲线以下附加应力的衰减效应,相比传统计算方法更具合理性。笔者利用本理论计算方法对某基坑工程降水实例进行了计算,通过对比分析本方法计算结果及数值模拟和实测值后发现,本方法计算得到的地基附加应力和地表沉降分布规律与数值模拟和实测值基本吻合,误差范围均在15%以内,验证了本计算模型的有效性。     

邻江特大异型基坑降水与基坑变形关系研究

以上海市紧邻黄浦江的渔人码头特大异型超深基坑工程为背景,采用基于弹性理论的基坑降水计算方法,探讨了基坑降水对周围环境的影响;计算了考虑降水和不考虑降水两种情况下基坑开挖导致的沉降差异,并以基坑周围建筑物和管线为例做了对比分析,研究结论可为今后类似工程提供有益的指导。     

地铁深基坑开挖对紧邻建筑影响的有限元模拟与监测研究

以临近北京地铁朝阳门站深基坑某高层建筑为背景,采用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑位移场、渗流场情况下的深基坑开挖对临近高层建筑影响的三维数值模型,对工程降水、基坑开挖引起的高层建筑变形与沉降进行了分析计算,并结合实测数据探讨了基坑和高层建筑相对位置与开挖深度对地基基础的卸载或加载作用。结果表明:数值计算结果与实测结果比较接近,可为深基坑开挖对周边环境的影响分析及类似工程提供参考。     

采用抽渗结合的基坑降水施工技术

北京中关村科贸中心工程基坑占地约1．7万m^2,基底深20m,水文地质和周边条件复杂。基础施工采用自渗为主、抽水为辅、抽渗结合的方案,利用管井和渗井相结合进行基坑降水,既满足了结构施工阶段无水作业的要求,又达到了保护地下水资源、保障周边建筑物稳定并防止地面沉降的效果。     

深基坑开挖周边土体沉降形态的模拟研究

为了解深基坑工程中开挖对周边土体沉降变形的影响。在归纳影响基坑开挖周边土体变形行为因素和总结当前地面沉降计算方法的基础上,结合具体工程实例采用以Mohr-Coulomb本构模型的有限差分法模拟基坑支护、降水和开挖过程,分析基坑开挖对周边土体沉降的影响。