基坑工程中的承压水问题是个老问题,曾被认为也是个简单的问题,即如何抽降承压水。近三十年来,在以上海为代表的富水软土地区基坑工程大规模实践中,承压水对基坑工程危害的多样性备受关注,其中抽降承压水诱发过量沉降是最为常见的现象。与此同时,现有的地层沉降机理大多照搬荷载诱发固结的理论,与实际情况差异很大。因此,有必要针对承压水抽取和回灌诱发地层变形机理及控制方法进行研究,并提出相应的沉降控制方法与措施,为工程实践提供理论依据和技术指导。本文通过现场试验、室内试验和数值模拟分析相结合的方法,研究了承压含水层在降压回灌作用下的土层变形特性,提出了“以水位控制为前提、以沉降控制为核心”的承压水危害治理原则,最终形成了承压水“隔-降-灌”综合治理方法。本文主要内容和结论包括:(1)上海地区施工抽降承压水以往很少进行回灌,有个别案例也不成功,研究很少涉及此类地层中抽-灌联合作用下地层沉降。通过对上海地区第一与第二承压含水层的现场抽水-回灌试验,研究了浅层承压含水层在抽-灌作用下的渗流及变形特性。结果表明:上海地区进行群井回灌可构成“水墙”,有效保护一定距离上的建构筑物;回灌流态与抽水流态接近,即回灌与抽水的渗流场是基本对称的;经过优化设计可抵消70%以上的水位降落,有效控制沉降。(2)通过对上海典型软土层进行室内模拟实验,并结合现场测试,研究减压降水与回灌作用下土层的变形特性及规律。结果表明:降水阶段,渗透系数随着孔隙比的减小而减小,而回灌时,由于堵塞等原因,渗透系数反而随着孔隙比的增大而出现减小;降水阶段,孔隙比越小压缩模量越大,且随着降水的进行,土体压缩的越缓慢,回灌阶段的回弹模量比压缩模量要大,且回灌造成的回弹量比降水引起的压缩量要小;在现场降水试验中还发现浅层土层出现“逆向回弹”现象,体现了渗流驱动固结过程中地层变形规律的特异性。这些发现揭示了荷载驱动固结与渗流驱动固结的不同规律,以及降水与回灌过程中本构关系的非对称性。(3)采用考虑Biot固结理论的有限元方法,分析了在降水与回灌作用下基坑与周边土体的变形规律。通过对基坑工程降排水施工与降水回灌联合作用的数值分析,同时对不同止水条件下与回灌条件下的基坑变形进行参数分析,研究了地下水位变化与周边土体变形的规律。结果表明:承压水层的降排水对地表沉降有较大的影响作用,且影响范围达十倍降深以上;加大隔水帷幕的插入深度可有效增强其隔水效果,隔断情况下效果最好;坑外回灌能有效减小坑外水位变化,减小坑外土体变形。(4)综合以上研究成果,提出“以水位控制为前提、以沉降控制为核心”的承压水危害治理原则,形成了承压水“隔-降-灌”综合治理方法。将本原则与方法用于上海地铁9号线宜山路站基坑工程和上海地铁13号线汉中路站基坑工程的降水方案设计分析与实施,说明了方法的实用性和可操作性。与实测结果的对比分析验证了本方法的有效性。