城市地下空间建设越来越受重视,长三角地区地下水位埋深较浅,基坑工程建设大多需要采取工程降水措施。在低渗透地基中采用常规疏干降水方法,地下水难以疏干,影响基坑施工进度,土体固结效果欠佳。在地下有承压含水层的区域,工程减压降水容易引起地表沉降及其他次生危害问题,如何采取有效的围护措施和减压降水控制方法减小地表沉降,显得尤为重要。本文针对深基坑降水工程存在的这些难题,采用室内试验、现场试验和数值模拟的手段,对真空疏干降水工艺、减压降水优化设计和深基坑工程减压降水智能化系统进行研究和开发。本文研究的主要内容如下:(1)提出了可提高低渗透性地基真空疏干降水效率的新方法。为解决低渗透性地基疏干降水真空漏气、抽水效率低和加固效果差的难题,结合真空原理对常规井管进行内外腔双管改进,提出了适宜低渗透性地基真空疏干降水新工艺,提高降水效率和效果。室内试验模拟表明了新方法比常规方法提高了抽水速率和影响半径。采用了数值模拟考察了真空度对单井涌水量、孔隙水压力和地表沉降的影响规律。通过现场试验,检验了新方法对提高真空疏干降水和土体固结效果的实际作用。(2)研究了深基坑工程承压水减压降水优化设计新方法。为探索深基坑工程承压水减压降水的规律,在对上海市水文地质条件分析的基础上,选取代表性工程进行深入研究。通过对深基坑降水进行数值模拟和现场试验,研究了在不同降水模式下减压降水引起渗流场变化的规律。对地下水位降深和地面沉降影响区进行定量化分析,揭示了围护结构对地下水的渗流影响规律,随围护结构的加深,抽降地下水对周围环境的影响越小,围护挡水结构插入承压含水层应大于其总厚度的1/3。研究了减压降水引起的地表沉降分布特征,按沉降速率分为两个阶段六个时期:抽水阶段的滞后期、加快期及缓和期,水位恢复阶段的回弹期、微弹期和稳定期。根据地表沉降大小,分为地面沉降剧烈区、显著区和微小区。结合承压水降水规律的分析结果,提出了深基坑工程减压降水宜采用基坑内多井联合降水方式、降水井深度小于围护结构底部深度,且宜距离约2~6m处的优化布置方法。(3)研发了深基坑工程减压降水智能化控制系统。为减小承压水降水不当或失效引起的工程事故风险,基于深基坑工程减压降水环境影响规律,采用VB计算机编程语言对系统进行开发。采用SQL Server创建系统数据库,将信息管理技术应用到基坑减压降水工程中,开发了智能化控制系统,实现了数据管理、地面沉降的三维仿真,初步工程应用检验表明良好效果。