复杂挖深超深基坑地下水控制研究

摘要

近年来，基坑工程多为多建筑群综合体基坑，特点是基坑深度大、平面形状复杂、竖向不同深度基坑形成交叉。当同一个基坑内存在不同挖深时，在不同挖深处抽降地下水影响不同，需采取不同的处理措施。针对基坑内存在深浅不同挖深的情况，根据深层承压水截断方式的不同，止水帷幕设置方式可分为深浅坑共同截断、深坑单独截断、局部截断与不截断。在深浅基坑共同存在的条件下，根据基坑的不同挖深差异、基坑面积，如何选取和设置降水和止水措施，分析确定深基坑抽降承压水层对浅基坑及周边环境的影响是目前亟待解决的问题。
　　本文依据天津地铁6号线宾馆西路站工程现场抽水试验，对试验结果运用解析法和数值模拟反分析，确定水文地质参数，为止水帷幕优化设置提供依据。
　　对四种止水帷幕设置方式下基坑降水效果进行对比分析，结果表明在该试验场地地质条件下，全部截断与深坑单独截断方式具有良好的控制周边水位下降与地表沉降的作用;局部截断与不截断方式下周边地面沉降值远大于全部截断与深坑单独截断方式。相对于不截断方式，局部截断对深层承压水被截断一侧的地面沉降具有显著的减小作用，并且降水时间越短，距离止水帷幕越近，该减小作用越明显。此外，局部截断方式深层承压水止水帷幕越长，对该侧地面沉降控制效果越好，但深层承压水止水帷幕两端周边会产生较大的不均匀沉降。
　　改变深浅坑深度差时，全部截断方式下周边水位和地面沉降值变化较小，深坑单独截断方式下基本不发生变化，两者具有很好的控制周边地面沉降的作用。当深坑开挖深度较小时，不截断与局部截断方式下基坑周边含水层水位降深及地面沉降较小，但随着深坑开挖深度的增大均显著增大。
　　当止水帷幕设置为全部截断深层承压水方式时，由于浅坑水位降深基本与深坑相同，故改变深坑开挖面积，基坑降水设计可保持不变，周边地面沉降亦不发生变化。当深坑开挖面积较小时，采用深坑单独截断方式基坑周边地面沉降与全部截断方式相差不大，但当深坑开挖面积较大时差值明显增大。深坑开挖面积较小时，基坑内承压水降水范围较小，局部截断方式与不截断方式基坑周边沉降值亦较小，但随深坑开挖面积的增大亦显著增大。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和研究意义

1．2 基坑降水引起地面沉降研究现状

1．2．1 降水引起地面沉降机理研究现状

1．2．2 降水引起地面沉降计算方法研究现状

1．2．3 降水引起地面沉降控制措施研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 天津地铁6号线宾馆西路站降水数值模拟

2．1 试验场地水文地质概况

2．1．1 水文地质条件

2．2．2 试验场区地层概况

2．2．3 场地含水层划分及特征

2．2 抽水试验方案

2．2．1 抽水试验布置

2．2．2 抽水试验过程

2．3 解析法求解水文地质参数

2．3．1 渗透系数K

2．3．2 影响半径R

2．3．3 含水层之间的水力联系

2．4 数值模拟反演求解水文地质参数

2．4．1 抽水试验模型

2．4．2 数值模拟求参结果

2．5 本章小结

第三章 截断方式对复杂挖深基坑降水效果及周边环境的影响研究

3．1 基坑降水模型

3．1．1 模型几何尺寸

3．1．2 止水帷幕设置

3．1．3 基坑安全水位埋深

3．2 不同截断方式下基坑内水位降深对比分析

3．3 截断方式对基坑周边含水层降深的影响

3．3．1 基坑周边潜水降深对比分析

3．3．2 基坑周边第一承压水降深对比

3．3．3 基坑周边第二承压水降深对比

3．4 截断方式对周边地面沉降的影响

3．4．1 基坑降水引起地面计算方法

3．4．2 截断方式对周边地面沉降的影响

3．5 局部截断深层承压水止水帷幕水平布置长度对周边环境的影响研究

3．5．1 局部截断方式深层承压水止水帷幕长度对周边水位降深的影响

3．5．2 局部截断方式深层承压水止水帷幕水平布置长度对周边地面沉降的影响

3．6 本章小结

第四章 不同开挖条件下截断方式对基坑降水效果及周边环境的影响研究

4．1 不同深浅坑深度差条件下截断方式对基坑降水效果及周边环境的影响

4．1．1 不同深浅坑深度差条件下截断方式对周边含水层降深的影响

4．1．2 不同深浅坑深度差条件下截断方式对周边地面沉降的影响

4．2 不同深坑开挖面积条件下截断方式对基坑降水效果及周边环境的影响

4．2．1 不同深坑开挖面积条件下截断方式对基坑外含水层水位降深的影响

4．2．2 不同深坑开挖面积条件下截断方式对基坑周边地表沉降的影响

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢