基坑降水引起的地表沉降及围护结构位移分析研究

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在地下水位较高的地区进行深基坑施工时,必须在开挖之前进行降水,控制地下水位便于施工并保证基坑的稳定性。降低地下水位从而减少基坑内外水头差是比较常用、有效且经济的措施,但其也会对周围环境造成不良影响,如引起地表不均匀沉降、围护结构变形等。本论文结合某基坑开挖降水实例,分析渗流对基坑外地表沉降及围护结构影响。首先简要介绍了目前基坑工程的发展现状,指出基坑降水存在的问题、常用降水方法及适用范围。通过Midas Gts软件进行有限元模拟,使建立的模型正确反映基坑开挖降水过程。随着基坑开挖深度的增加,支护结构变形逐渐增大,并且最大变形位置发生在开挖面附近;基坑的沉降变形随着开挖深度增加而增大,最大沉降位置发生在16m位置(即一倍开挖深度):在此基础上,研究考虑渗流与不考虑渗流状态下对基坑开挖的影响。其次对不同开挖阶段下的孔隙水压力、流速等值线进行了研究。离地下连续墙近的孔隙水压值变化最大,离地下连续墙越远,降水开挖对孔隙水压变化影响越小;开挖面墙体附近的流速等值线分布较密,墙体下端地下水在此处有较高的流速;而离墙体越远的地方,流速等值线分布越来越稀疏。最后研究基坑开挖不同影响因素,分别从土体的渗透系数和基坑内的水位变化情况进行分析。得出同时改变x、y、z方向渗透系数,对围护结构、坑外地表沉降及基坑隆起z方向影响远大于xy平面方向的影响:随着基坑内部水位增加,基坑外地表沉降逐渐减少同时,支护结构水平位移随之减少,并随着水位增加发生最大水平位移位置逐渐向上移动趋势,同时抑制基坑底部隆起。
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