悬挂式止水帷幕深度对基坑降水影响效应研究

基坑工程降水引发的渗流场对周围环境的影响是不容忽视的。本文以安庆市某社区改造项目为依托,通过Midas GTS软件建立三维渗流-应力模型研究悬挂式止水帷幕在不同的插入深度下对基坑支护结构及周围建筑物的变形影响。研究结果表明：止水帷幕从0.0 m增加至15.0 m时,支护结构的最大水平位移变化较小,最大水平位移减小为9.1%～28.8%;而对于周围建筑物沉降变形则有明显的影响,竖向位移减少为57.8%～69.9%。综合考虑周围建筑物沉降变形规律和工程造价,本项目止水帷幕设计深度最终取值为12.0 m。将数值分析结果与场实际测量值对比分析,两者较为吻合。     

悬挂式止水帷幕涌水量计算数值模拟及验证

在基坑工程中,为合理保护地下水资源和节约工程成本,悬挂式止水帷幕在工程中的应用越来越广泛.为更好地研究悬挂式止水帷幕基坑涌水量及影响半径的影响范围,依托北京市东城区第一人民医院基坑项目,进行了悬挂式止水帷幕基坑涌水量的数值模拟,并现场进行数据监测,从而对数值计算结果进行验证.结果表明:(1)利用有限元数值模拟软件分析的...     

落底式止水帷幕条件下基坑涌水量计算研究

涌漏点的存在使得落底式止水帷幕条件下基坑涌水量的计算成为一个有待解决的技术难题。在承压含水层中开挖落底式深基坑时,针对落底式止水帷幕渗漏的不确定性,建立承压含水层中落底式基坑非完整井降水水文地质模型。基于Theis非完整井非稳定流理论,结合映射原理,推导等效渗透系数计算公式,并提出涌漏系数法用以评价落底式止水帷幕隔渗效果以及计算基坑涌水量。以武汉某深基坑降水工程为例,采用该方法评价止水帷幕的隔渗效果以及对其基坑涌水量进行计算,并与实测结果和传统方法计算结果分别进行对比验证。结果显示涌漏系数法计算误差较小,且计算过程简便,兼具安全性和经济性。研究结果可应用于指导工程设计,具有一定实际应用价值。     

悬挂式截水帷幕深基坑内涌水量经验系数计算方法研究

随着城市地下综合体、轨道交通和海绵城市等实体和概念的发展,建筑空间日益向地下延伸,地下水控制在施工中的地位越发突出,其对环境和水安全的影响也越来越受到重视,特别是对多层地下水逐层研究控制方案,优先选用截水帷幕结合少量降水的组合式控制方法成为深基坑设计的发展方向。通过对实际案例分析,对上层地下水采用落底式帷幕进行阻挡,对下层地下水采用悬挂式帷幕方法进行控制,并对悬挂式截水帷幕基坑内涌水量计算的经验系数进行研究和统计。     

基于改进阻力系数法的悬挂式帷幕基坑渗流计算

帷幕结合基坑内降水的方案是深基坑工程中地下水控制的主要趋势,由于基坑渗流场的复杂性和尺度效应,业内尚无成熟且精确的解析计算方法.在分析悬挂式帷幕基坑与闸坝渗流场特点异同的基础上,对闸坝改进阻力系数法进行修正,提出了承压水条件下悬挂式帷幕基坑渗流段的分段方式,推导了新的考虑基坑特殊段"水平汇流段"的等效阻力系数计算公式,...     

地下水渗流对悬挂式止水帷幕基坑变形影响

基坑挖前抽水可诱发明显围挡变形,而常用的墙顶支撑方案尚不能很好地防控围挡深部位置变形。近期,有学者针对软土地区基坑施工常用的“坑内布设隔墙的分区段施做方法”,提出了“考虑隔墙支护效应”及“优化布置隔墙”的变形防控理念,实现了基坑挖前抽水引发变形的有效控制。为进一步优化坑内隔墙的布置,本文开展了隔墙高度对挖前抽水引发变形的影响研究。针对某具体基坑工程,通过一系列数值分析,探究了在不同抽水深度、隔墙高度条件下挖前抽水引发的基坑围挡变形特性,并基此提出了隔墙在深度方向的优化布置方案。研究表明,隔墙在深度方向的布置范围对其变形控制效果有很大影响,具体地,在降水深度范围内布设隔墙可显著减小抽水引发的围挡侧移,而降水深度以下的隔墙布设对围护结构侧移的控制作用十分有限。为兼顾经济性与变形控制效果,建议将隔墙顶面设置在降水深度(H_d)以上0.33~0.67H_d位置处,隔墙底面设置在H_d处;但当坑外存在对变形敏感的深埋结构时,可将隔墙底面进一步向下延伸1/3H_f(H_f为降水深度至围护结构底面距离)以达到控制深埋结构变形的目的。     

矩形基坑涌水量计算方法研究

通过对矩形基坑渗流模型的理论研究及实践分析,以达西定律及裘布依假定为理论依据,推导了潜水完整矩形基坑涌水量的计算方法。并通过工程实例,分析了本文计算方法、大井法、瀑布法适用的基坑涌水量计算类型,认为本文计算方法更适合于长宽比较大时矩形基坑涌水量的计算。     

悬挂式帷幕基坑底侧突涌的坑内水头抬升研究

基坑采用悬挂式帷幕减压降水时,因隔水帷幕局部存在缺陷,而导致坑内承压含水层水头抬升所诱发的基坑底侧突涌事件常有发生。为研究这种现象,以某地铁线风井基坑为范例,建立了三维非稳定流的地下水数值模型,重点考虑了渗透系数的各向异性,对隔水帷幕无缺陷,28~33m、33~38m、38~43m深度的缺陷,加大流量抽取等7种情况,进行了模拟和比较分析。研究结果表明,悬挂式帷幕降水帷幕无缺陷时,帷幕内外的水头差在含水层顶最大,并沿帷幕向下递减;在帷幕缺陷形成的渗流通道附近,渗流场的等势线非常密集,补给的地下水抬升了坑内水头,并加剧了坑外的水头下降;经缺陷处的渗流通道流入坑内的地下水,渗流速度矢量以水平向为主;帷幕缺陷位于渗透系数较大的含水层时,相应补给量也较大;加大流量抽取,可以减小水头抬升的平面范围,但缺陷附近过大的流速也会诱发地层流土;缺陷位置与帷幕底竖向距离越远,坑内水头的抬升率越大,缺陷位置与帷幕底竖向距离越近,抬升率越小。研究成果对分析承压水底侧突涌的致灾机制、预测预警以及基坑动态风险评估等有一定的参考意义。     

悬挂式止水帷幕深基坑减压降水的简化计算方法

采用悬挂式止水帷幕结合坑内减压降水的墙-井系统可有效减小坑内降水量或坑外水头降深。将基坑按面积相等等效为井壁进水的大直径承压水非完整井,幵令流入井内的水量等于止水帷幕内坑底承压水含水层内的竖直向渗流量,以此建立坑内减压抽水量与坑外承压水头降深的关系式。该理论公式计算结果在止水帷幕插入比大于0.6且基坑半径与承压含水层厚度之比小于2.0时与有限元计算结果比较接近。因未考虑渗流方向变化时的水头损失,数值计算结果和工程案例实测数据均表明理论公式计算结果偏大。利用参数分析研究承压含水层渗透系数各向异性、基坑平面面积、止水帷幕插入长度等因素对减压降水的影响规律。坑内减压抽水量或坑外水头降深与墙-井系统三维渗流场有关,渗流场越接近竖向渗流,坑外水头降深越小,水位接近初始状态。相比数值分析,理论公式简便直观,可用于减压降水的初步分析。     

悬挂式帷幕防渗作用的有限元模拟

建立了二维渗流方程的有限元表达式,比较了某工程实例防渗帷幕建造前、后渗流速度和出溢处水力坡降的变化情况。计算表明,除帷幕底部小范围内渗流速度有所上升外,其它地区的渗流速度及下游出溢处的水力梯度均显著降低。在运用悬挂式防渗帷幕时,要注意提高帷幕底部的抗冲刷能力。     

悬挂式止水帷幕地下水渗流数值模拟

悬挂式止水帷幕在基坑工程中得到了广泛应用.采用地下水渗流软件GMS对室内地下水渗流模型试验进行数值模拟,数值模拟结果与试验结果相互对比,进而验证地下水数值模拟软件的可靠性.在确定软件准确性的基础上,进一步研究在相同悬挂式止水帷幕插入深度下,不同形状基坑中地下水渗流变化规律,为实际工程降水设计提供参考依据.结果表明:数值...     

悬挂式止水帷幕条件下深基坑开挖变形特性研究

降水条件对基坑开挖的变形特性具有重要影响。为了研究悬挂式止水帷幕结合承压非完整井组成的墙井系统条件下基坑开挖过程中的变形问题,以某悬挂式止水帷幕深基坑为例,通过定义降水井和地表渗流边界条件建立了考虑分级降水和基坑开挖实际工况的三维流固耦合有限元数值分析模型,使用现场监测数据与数值模拟结果互相验证的方法研究了悬挂式止水帷幕情况下基坑开挖过程中地下连续墙变形和地表沉降的变化特征,对比分析了悬挂式止水帷幕和落底式止水帷幕条件下的地表沉降。结果表明：在不同分级降水情况下,降水深度初次达到场地第一承压水含水层降水期间产生的地下连续墙水平位移增量最大,地表沉降也主要在这一期间产生;悬挂式止水帷幕情况下的地表沉降最大值约为落底式止水帷幕的2.7倍,最大值位置距地下连续墙边缘的距离比落底式止水帷幕大0.85 m;地下连续墙水平位移峰值处,降水期间产生的位移占28%,地表沉降峰值处,降水期间产生的沉降占49%;使用悬挂式止水帷幕时,距地下连续墙边缘12倍开挖深度处,地表沉降与地表沉降峰值的比值为0.1、该距离比落底式止水帷幕大13 m左右。研究成果对确定深基坑降水方案、保证深基坑开挖施工安全具有一定的参考价值。     

悬挂式止水帷幕深基坑降水方案模拟优化

为研究深基坑降水工程中悬挂式止水帷幕和抽水井过滤器最佳组合深度,优化深基坑降水方案,以南通市地铁1、2号线换乘站青年路站深基坑降水工程为背景,以地下水渗流理论与太沙基一维固结理论为基础,建立考虑土体参数随固结过程变化的深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合数学模型,并采用有限单元法进行求解。使用抽水试验资料对可视化数值模型进行识别验证,通过对坑内水位和坑外地面沉降量的控制,优化抽水井的数量及抽水量,模拟预测止水帷幕插入含水层1/3、1/2、2/3深度处3种方案下过滤器的最佳位置,并对3种方案从工期、造价及安全可靠性等方面进行对比分析。结果表明,在止水帷幕插入含水层1/2深度下,抽水井过滤器插入含水层9/50～9/20深度处,即止水帷幕底部埋深为46.2 m、过滤器埋深为33.7～42.7 m时,采用17口抽水井进行降水的方案为最优方案。     

既有落底式止水帷幕对新建基坑降水的影响

近年来,落底式止水帷幕（如落底式地下连续墙）在武汉市深基坑工程中广泛使用。许多地铁车站基坑的降水工程中采用了落底式止水帷幕止水+管井降水的思路,取得了较好的工程效果。但在某些换乘车站的建设上,新建地铁车站的降水设计是未考虑既有车站的落底式帷幕的,这种既有帷幕对新建基坑的影响可能无法忽视。本文使用Visual Modflow渗流数值模拟软件,研究了在典型的长江一级阶地水文地质模型基础上建立的8种工况,探讨了既有帷幕对新建基坑的降水影响。研究表明：新建基坑中最大、最小降深均随着既有帷幕和新建基坑的距离的增加而呈现先变大后变小的趋势。     

坑中坑基坑等效计算深度初探

基坑工程中的坑中坑问题是一个非常普遍但又没有进行深入研究的问题,如何将坑中坑设计等效为常规设计是一个具有现实意义的难题。基于外墙最大墙体变形的等效原则,分析了等效方法的可行性,并通过对坑趾系数X、内外坑开挖宽度比扒内外坑开挖深度比卢的分析,就等效计算深度的公式进行了初步探讨。     

落底式止水帷幕条件下基坑涌漏量计算

如何判定落底式止水帷幕的止水效果,定量计算坑外地下水通过落底式止水帷幕向基坑内的涌漏量,是对于设置了落底式止水帷幕的基坑进行降水设计的重要依据.通过对存在落底式止水帷幕的基坑进行现场抽水试验及连通试验,总结落底式止水帷幕建立前后试验井流量、降深变化的规律,定义落底式止水帷幕的综合止水系数,探讨止水效果等级划分方法,在此基础上,提出了基坑岩土体表观渗透系数的概念,从而计算基坑涌漏量,在一定程度上,填补了落底式止水帷幕对基坑降水影响定量评价的空白,为存在落底式止水帷幕的基坑降水设计提供了一定的理论依据.     

宝鼎矿区深部水文地质条件研究及涌水量计算

宝鼎矿区浅部资源行将枯竭,深部开采已迫在眉睫,而预测深部涌水量成为其首要解决的问题。通过对矿区深部水文地质条件研究与矿井充水因素的分析,认为矿区各含水间水力联系差,同一含水层组的不同地段间的含水裂隙的连通性亦差;断层多为高角度压性逆断层,导水性差,富水性弱;矿区上部水平及下部水平的浅埋区的充水水源主要为大气降水和老窑水,而下部水平主要的充水水源为上覆水平的采空区积水和地下水。运用比拟法和地下水动力学对延深的第一接替水平四个区段的较大涌水量和一般涌水量进行了计算,经过比较,采用了比拟法的计算结果：矿井的一般涌水量为2860.88m3/d,据此提出了切实可行防治水措施,从而为矿井深部建设提供了水文地质依据。     

深厚砂层基坑支护悬挂式止水方案技术可行性分析

通过渗流理论分析及数值计算的方法,论证了在丰富地下水补给的深厚砂层中,基坑支护采用悬挂式止水方案的可行性及适用条件,以期用于指导中粗砂层内深基坑的设计与施工实践。     

止水帷幕对基坑环境效应影响的有限元分析

采用Biot固结理论分析了止水帷幕对基坑工程环境效应的影响,包括止水帷幕不同打设深度的效果,以及两种封闭式止水帷幕发生漏水意外时对地下水位和坑外土体位移的影响等。在有限元编程中,将开挖土体置为空气单元可以简化处理过程。算例分析结果表明,深厚透水地基中增加竖向止水帷幕的深度并不能有效减小对周围环境的影响;漏水部位周围土体的渗流等势线较为密集,渗流速度较大,容易诱发扩大破坏;竖向封闭式止水帷幕漏水引起的坑边土体的沉降和地表土体的侧移相对较大,水位下降迅速等。其结果可供基坑工程漏水事故环境效应的评价和对策研究时参考。     

桩间特定深度帷幕止水在深大基坑工程中的应用

主要介绍了在某深基坑开挖工程中,针对特定的地下水赋存情况,有针对性地采取了桩间特定深度帷幕止水措施及施工工艺,达到止水目的,节约工期和工程造价。