基坑降水引起的地表沉降分析VIP免费

基坑降水引起的地表沉降分析胡长明1，周正永1，李永辉2，林源1（1．西安建筑科技大学土木工程学院，西安，710055；2．中国京冶工程有限公司，北京）[摘要]地铁车站基坑很深，为了基坑的稳定，必须通过大降深的降水来保证。大降深的降水施工引起基坑外地面产生沉降，对周围环境产生不利影响。以随机介质理论、渗流理论和粘弹性理论为基础,导出了考虑渗流作用的基坑降水地表沉降计算公式,再利用叠加原理,得到最终的由开挖和降水引起的地表沉降分布计算公式。本文推导的计算方法能充分反映基坑降水对周边地表下沉的影响,是一种计算基坑开挖及降水引起的地表沉降的有效方法。[关键词]地面沉降；随机介质理论;渗流理论；粘弹性理论AnalysisoftheSurfaceSubsidenceCausedbyDewateringinDeepFoundationPitHuchang-ming1,Zhouzheng-yong1,Changtao2,Liyong-hui1（1.SchoolofCivilEngineering,Xi’anUniversityofArch.&Tech.,Xi’an710055,P.R.China;2.ChinaRailwayFirstGroup,Xi’an710055,P.R.China)Abstract:Thepitoftheundergroundstationisverydeep,dewateringindeepfoundationpitissometimesintegrant,forthestabilityofthedeeppit.Surfacesubsidenceinducedbypullingoutwaterfromconfinedaquifer,isdetrimentaltocircumstancenearby.Basedonstochasticmediumtheory,seepagetheoryandvisco-elasticitytheory,anewcalculationmethodwhichtakingtheseepageintoaccountwasconcluded,combiningwiththeaddingtheory,thispapereducedthedistributedformulaforthesurfacesubsidence.Theformulainthispapercanreflecttheinfluenceofsurfacenearbycausedbythedewateringindeepfoundationpit,whichisaeffectivemethodforcalculatingthesurfacesubsidence.Keywords:Surfacesubsidence;stochasticmediumtheory;seepagetheory;visco-elasticitytheory1引言近年来，随着城市高层建筑的不断增加以及城市地铁建设的发展，深基坑工程越来越多。在地下水较为丰富的城市，绝大多数基坑的开挖必然受到地下水的影响，为了防止基坑渗透破坏，在基坑开挖时，通常需要采取一定的降水措施。基坑开挖导致坑底隆起，坑周墙体侧移，从而使土体产生地层损失，基坑降水一方面使坑周土体骨架的有效应力增加，另一方面由于水头差的存在使得土体中产生渗流动水压力，这两种应力的存在都在导致土体固结压密，从而导致地表产生沉降。深圳处于东南沿海地区，沉积层厚度大，其间发育多层承压含水层，各含水层又以透水性很弱的粘性土层分隔，并且具有较高的承压水位。为了防止基坑底板隆起或突水产生流砂，深基坑开挖时有时必须靠大深度的降水来保证。因承压含水层一般埋藏较深，维护结构的深度不足以把基坑内外的承压含水层完全分隔开。基坑内外地下承压水连续想通，降水影响范围较大，会引起坑内外地面产生沉降，对周围建筑物和市政设施的安全产生不利的影响。基坑开挖引起的地表沉降已有较多的文献进行了研究，但对基坑降水对周围地表沉降的影响问题进行研究的文献并不多见。目前对抽水引起含水层变形的研究主要集中在粘性土层，认为在砂性含水层的变形是弹性的，或者认为砂土层的变形对地面总沉降的贡献可以忽略不计。此外，对基坑降水引起的地面沉降的研究，基本上都是针对潜水降水。为了更准确地预测深基坑降水对周围环境的影响，本文采用粘弹性理论、稳定状态渗流理论和随机介质理论相结合的方法，综合研究了基坑开挖及降水引起的地表沉降。2抽水引起的地表沉降计算2.1抽水作用下土的应力应变本构律承压含水层是由固相的土和液相的孔隙水组成的两相介质。土体所受的荷载，由土粒和孔隙水共同承担。当土体中的孔隙水位由于抽水降低后，孔隙水压力的降低导致土体颗粒所承担的应力增加，即土的有效应力增加，从而使土体产生固结压密。对于土的抽水压密过程，可分为弹性压缩变形过程与粘滞压缩变形过程。相应地，总压缩应变也可分为弹性压缩应变和粘滞压缩应变，而且，，土的抽水压密过程的力学机制，可用图1所示的三单元粘弹性固体模型所反映的应力—应变关系进行描述。图1抽水压密模型Fig1Modelofsoilduetodrainingoutth...