下载文档原格式
地下施工降水工程对已有建筑物地基沉降的分析与计算摘要：随着城市建设的飞速发展，高空和地下空间资源正在越来越多的被利用和开发。
而开发地下空间的施工过程中常常需要降低地下水位，这样势必引起已有建筑物地基土体内水位的变化和应力场的改变造成周围建筑物的附加沉降。
本文结合某降水工程为例对其周边已有建筑物的基础沉降经行分析与计算。
关键词：地基；施工工程一、工程概况某公司在锦州中央大街和平路至南京路段投资建设地下人防工程。
基坑开挖深度约10m。
由于基坑开挖降水工程将引起地下水水位变化,周边已有建筑物将产生不均匀沉降，对其是否满足建筑物的地基变形允许值需作出分析计算。
二、建设场地临街建筑物概况、地质及水文地质条件锦州商行凌云支行A坐（高72m）, 基础类型为平板式筏型基础;据该项目岩土工程勘察报告，地层结构从上至下依次为①杂填土层：松散，层厚0.30-2.00m，②1粉土层：松散，层厚0.40-3.40m，埋深1.20-5.00m，②2粉质粘土层：层厚2.00-6.00m，层底埋深4.50-7.00m，③园砾层：层厚9.90-13.60m，一般粒径为2-20mm，层底埋深8.87-12.62m，④砾岩层：层顶埋深8.87-12.62m。
地下水类型为第四系松散岩类孔隙水，主要赋存于圆砾层中。
通过观测井实际监测水位埋深在4.43-5.94m之间。
三、降水对已有建筑物的影响评价计算根据该工程项目的水文地质环境，地层结构等具体情况对由此产生的沉降量进行计算分析，以确认地基产生的沉降变形是否超过建筑物允许范围。
确保生产安全。
该地段的含水层主要为圆砾层，也是主要建筑物的基础持力层。
其地下水水位埋深在4.43-5.94m之间。
在计算时采用潜水完整井公式，沉降计算的压缩模量分段取值，即计算点降水曲线上部地层取平均值（ES1），降水曲线下部地层取平均值（ES2）。
最终沉降量为降水曲线上部因降水而增加的竖向附加应力所产生的沉降与降水曲线下部因水的渗流而增加的平均竖向附加应力所产生的沉降的总和。
基坑降水引起的地表沉降分析摘要：随着时代的不断向前发展，人们的生活方式以及工作方式发生了很大的变化，各个行业都获得了较大的发展，我国的建筑行业在时代发展的浪潮中也取得了一定的进步，但是与此同时，也面临着一些挑战。
在基坑施工的过程中，由于各种因素的影响，很有可能会引发地表沉降现象的发生，这不仅严重影响了施工的质量与安全，同时对于邻近建筑也造成了一定的影响，难以推进施工的顺利进行。
因此，这就要求有关施工人员能够重视基坑施工环节，在基坑施工的过程中，为避免地表沉降的发生，要事先进行优化设计，同时有关人员还要掌握一定的施工要点，这样才能保证基坑施工的质量，符合施工的基本要求。
关键词：基坑降水；地表沉降；分析1 降水引起沉降原理基坑降水直接引起地下水位下降，降低图层内的水分含量以及浮托力，使基坑土体固结与压缩更为容易，这样一来地面上建筑物便会由于土体压缩而产生不均匀沉降。
降水期间土体受应力作用影响出现压密变形，导致这一现象另外一个关键性原因在于土体骨架弹性性质，土体有效应力不断变化，土体线性发生改变。
土体有效应力发生变化，主要影响因素是土层内水渗流排泄量，如果土层内水渗流量不断增多，土体压密固结程度就会不断加深，由此便开始了降水压密。
降水压密发展到第二阶段，土体内的有效受应力和压缩变形会出现变化，且压密变形也会慢慢稳定。
基坑降水引起的地面沉降的发生理论，一般由于以下两部分组成：（1）含水层的压缩变形。
由于含水层中砂粒自身有一定的强度，且王体内部物质间存在承压水，当水被抽取的较少时，原本的水位降深较低，砂粒之间的位置没有太大的移动变化，此时，土体被压缩的程度很小，呈现弹性状态，土体能很快的趋于稳定且恢复。
（2）粘性土层的释水压密，符合太沙基一维固结理论。
在工程降水过程中，随着地下水的不断被抽出，土层中水的止压力开始不断的减小，一般认为土的孔压改变量与水位的降深成正比，随着孔隙水压力的不断减小，使土层所受的压力不断加大随着抽出的地下水越来越多，土层被压实一段时间后，其密度开始庭于稳定，不再有太大的压缩变化，当压实密度稳定后，上部隔水层开始释水压密。
深基坑工程降水沉降分析计算1. 引言1.1 深基坑工程降水沉降分析计算概述深基坑工程是指在城市中心或繁华商业区建设的高度超过一定数值的基坑，通常用于建造高层建筑或地下商业空间。
由于基坑深度较大，土层承受的压力也会增加，因此在施工过程中需要考虑降水沉降分析计算。
降水是指由于人工挖土、降雨等原因导致基坑内水位升高的情况，如果不及时排水处理，可能会导致基坑失稳甚至发生塌陷。
降水量的计算与分析对于深基坑工程至关重要。
除了降水量，还需要考虑降水对工程的影响，包括地基土壤的稳定性、土壤压力分布等方面。
地下水位的变化也会影响沉降情况。
当地下水位下降时，可能导致土层产生松动而引起沉降，而地下水位上升则可能导致土层变得密实而减缓沉降速度。
在进行沉降计算时，需要考虑地下水位变化对沉降的影响。
为了准确地进行深基坑工程降水沉降分析计算，需要建立相应的计算方法与模型。
通过实例分析不同工程条件下的降水沉降情况，可以验证计算方法的准确性，为实际工程建设提供参考依据。
深基坑工程降水沉降分析计算是一个综合性的工程问题，需要系统地分析各种因素的影响，以确保工程的安全与稳定。
2. 正文2.1 降水量计算与分析降水量的计算与分析在深基坑工程中起着至关重要的作用。
深基坑工程施工过程中，需要考虑地下水的影响，尤其是降水对工程的影响。
降水量的计算是确定降水对工程的影响程度的关键步骤。
降水量计算通常基于降水量的统计数据和气象学原理进行。
常用的降水量计算方法包括传统统计方法、数值预报方法和概率预测方法。
传统统计方法主要基于历史气象数据和统计分析，通过对历史降水量数据的分析来推测未来降水量。
数值预报方法则是基于数值模型进行降水量预测，利用大气环流动力学原理推算未来一段时间内的降水量。
概率预测方法则是将降水量视为一个随机过程，通过概率统计分析来推测未来降水量的可能范围。
在深基坑工程中，降水量的计算与分析需要考虑多种因素，如地形地貌、气象条件、工程施工方式等。
基坑开挖降水引起的地面下沉计算公式地面下沉量的计算公式如下：
ΔG=ΔH×γ
其中，ΔG表示地面下沉量，ΔH表示地下水位上升量，γ表示土体
压缩系数。
地下水位上升量的计算公式如下：
ΔH=Σ(Δh)
其中，ΔH表示地下水位上升量，Δh表示每个降水期间的地下水位
上升量。
每个降水期间的地下水位上升量的计算公式如下：
Δh=A×(1-S_s)/(S_w×(1+e))
其中，Δh表示每个降水期间的地下水位上升量，A表示降水量，S_s
表示地下水位下方土层的饱和度，在无降水条件下，该土层的饱和度为1；S_w表示吸力饱和饱和度，表示地下水位上方土层的饱和度，在无降水条
件下为0；e表示地下水位下的土层的孔隙比。
土体压缩系数的计算公式如下：
γ=e/(1+e)
其中，γ表示土体压缩系数，e表示地下水位下的土层的孔隙比。
综上所述，通过以上公式可以计算出基坑开挖降水引起的地面下沉量。
然而，需要注意的是，这些公式是根据土体力学和水文地质方面的理论推
导得出的，实际应用时还需要进行现场监测和实测数据的验证，以提高计算结果的准确性和可靠性。
深基坑降水引起地面沉降的机理分析[摘要]在城市降水施工中，特别要注意由地下水位下降而引起的地面沉降问题。
因地面沉降往往会造成场地周边原有建筑物的裂缝、倒塌等灾害发生。
因此要求工程设计人员首先要了解土体结构和引起地面沉降机理，掌握有关土体力学指标，然后计算其沉降量。
根据所计算的沉降量，确定防止地面沉降措施，以此达到基坑降水目的。
【关键词】基坑降水；土体类型；地面沉降1、引言近年来哈尔滨市区多数楼体建筑带有地下工程。
特别是位于道里、道外及松北区一带，出现了大量的深基坑工程、深基坑的支护与降水，深基坑降水是保证基坑稳定的最主要的工作内容，尤其是在地下水埋深较浅地区开挖基坑，基坑降水必不可少，因此降水成为基坑工程的重要组成部分。
深基坑降水给基坑施工带来很大的方便,但同时基坑的深井、群井抽水也引起了一系列的环境问题，给降水基坑周围建筑物带来了不良影响。
长时间的抽水降低地下水位，会引起周围建筑物基础与地面产生不均匀沉降，沉降范围由基坑边缘逐渐向外扩展。
一般来讲，距基坑较近的建筑物基础或地面沉降较大；距基坑较远的建筑物基础或地面沉降较小。
对于设计与施工人员来说，在基坑开挖前通过基坑降水井的合理布设，预测降水开始后不同时间段基坑周围地面沉降量，采取有效防护措施，降低基坑抽水对周围环境的影响具有很大意义。
2、地面沉降形成机理哈尔滨市楼体地下工程施工需要降水地带所处地貌单元多为松花江漫滩或一级阶地。
土体类型为砂性土和粘性土，砂性土一般为粉细砂、细砂、中粗砂；粘性土多为粉质粘土和淤泥质粉质粘土。
在降水施工中，由于大量抽取地下水，使地下水位快速大幅度下降，从而在含水层中产生两种压缩作用：一是含水层孔隙水压力降低而压密；二是相对隔水的粘性土释水压缩固结。
这两种作用都会引起松散土层压缩变形，导致地面沉降的发生。
由砂性土组成的含水层由于孔隙水压力降低而产生的颗粒间被压缩，是属弹性变形，弹性变形速度快、沉降量小，具有水位恢复后可全部回弹的特点；而粘性土层释水后产生的压缩固结是塑性变形，速度慢，沉降量较大，水位恢复后回弹量很小，地面变形显著。
深基坑降水引起的地面沉降分析摘要：结合北京中冠大厦基坑降水工程实例，分析了中冠大厦基坑降水所引起地面沉降的机理。
通过应力面积法基本原理计算法对基坑降水引起的地面沉降进行了理论计算，揭示出降水所引起的地面沉降与水位降深呈正比，与压缩模量呈反比；离基坑越近，单位间距内地面沉降增量越大，所造成的差异沉降越明显；其降水影响半径约为131.8m，最大沉降量约为35mm，对离基坑10m远的中关大厦影响不大，而离红线1m左右的高压线和电信线必须将其移走或采取有效措施。
关键词：深基坑；降水；地面沉降；应力面积法城市地下空间开发利用的规模深度和广度日益加强，基坑降水工程不可避免的引起基坑周围土层中地下水位和应力场的改变，这必然导致基坑周围地面的沉降水平位移和支护结构的变形，从而影响相邻建筑物和市政管线的正常使用甚至破坏[1-6]。
因此，研究和探讨基坑工程降水所引起的地面沉降变形机理，从理论上指导降水工程的设计和施工对保护深基坑周边环境具有重要意义。
本文结合北京中冠大厦基坑工程，用应力面积法基本原理计算法对基坑降水引起的地面沉降进行了理论计算，对基坑工程降水引起的地面沉降进行了分析。
揭示了基坑降水引起地面沉降的规律，对工程实践起了很好的指导作用。
1工程概况中冠大厦工程位于北京海淀区海淀南街北侧，大厦地上13层，地下3层，地面标高约52.4m，基底埋深-16.05m，基坑开挖深度为-16.15m。
东侧约10m处为已完成新中关大厦，其基础埋深约20m，其基坑采用护坡加锚索支护；其余各侧均为马路。
另西侧距离红线1m左右（局部至红线）有高压线和电信线。
根据勘察资料，场地地层构成及土层参数见表1，钻探40.0m深度范围内存在3层地下水见表2。
表1场地地层构成及土层参数Tab.1formationofstratuaandparametersofthesoil表2地下水埋藏情况场地水文地质条件，第一层台地潜水不连续，局部可见；第二层层间潜水，水量不大；第三层潜水普遍存在，水位于基底以下较深处，无承压性。
基坑降水引起的地表沉降分析胡长明S周正永S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，导岀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Analysis of the Surface Subsidence Caused by Dewatering in Deep Foundation Pit1 12 1Hu chang-ming , Zhou zheng-yong , Chang tao , Li yong-hui(1. School of Civil Engineering, Xi 'an University of Arch. & Tech., Xi 'an 710055, PR. China; 2. China Railway First Group, Xi 'n 710055, P.R. China) Abstract: The pit of the underground station is very deep,dewatering in deep foundation pit is sometimes integrant, for the stability of the deep pit. Surface subsidence induced by pulling out water from confined aquifer, is detrimental to circumstance nearby. Based on stochastic medium theory, seepage theory and visco-elasticity theory , a new calculation method which taking the seepage into account was concluded, combining with the adding theory,this paper educed the distributed formula for the surface subsidence.The formula in this paper can reflect the influence of surface nearby caused by the dewatering in deep foundation pit,which is a effective method for calculating the surface subsidence. Key words: Surface subsidence; stochastic medium theory; seepage theory; visco-elasticity theory1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。
降水引起的地层变形计算
1.1 降水引起的地层变形量可按下式计算：
∑=∆∆=n i si i zi w E h s 1'σψ （1.1）
式中： s ──降水引起的地层变形量 (m)；
ψw ──沉降计算经验系数，应根据地区工程经验取值，
无经验时，宜取ψw ＝1；
'zi σ∆──降水引起的地面下第i 土层中点处的附加有效
应力 (kPa)；对粘性土，应取降水结束时土
的固结度下的附加有效应力；
Δh i ──第i 层土的厚度(m)；
E si ──第i 层土的压缩模量(kPa)；应取土的自重应
力至自重应力与附加有效应力之和的压力段
的压缩模量值。
1.2 基坑外土中各点降水引起的附加有效应力宜采用地下水渗流分析方法按稳定渗流计算；当符合非稳定渗流条件时，可按地下水非稳定渗流计算。
附加有效应力也可根据本规程第1.3.5条、第1.3.6条计算的地下水位降深，按下列公式计算（图1.2）：
1 计算点位于初始地下水位以上时
0'=∆zi σ （1.2-1）
2 计算点位于降水后水位与初始地下水位之间时
0'a w zi γσ=∆ （1.2-2）
3 计算点位于降水后水位以下时
i w zi s γσ=∆' （1.2-3）
式中： γw ──水的重度（kN/m 3）；
14－
1.3 确定土的压缩模量时，应考虑土的超固结比对压缩模量的影响。
基坑降水及地面沉降变形计算------------------------------------------------------------------- 计算项目: 降水计算 1------------------------------------------------------------------- [原始条件]：计算模型: 潜水完整井;基坑远离边界水位降深 7.500(m)过滤器半径 0.375(m)水头高度 8.500(m)渗透系数 35.000(m/d)单井出水量 360.000(m3/d)沉降计算经验系数 1.000----------------------------------------沉降影响深度内土层数：3场区内丰水季节地下水埋深: 5.000(m)层号层厚度(m) Es(MPa)1 4.000 5.0002 8.000 28.0003 5.000 35.000----------------------------------------基坑轮廓线定位点数：8定位点号坐标x(m) 坐标y(m)1 420.578 357.1292 515.742 355.4413 519.539 571.5314 411.469 573.1485 409.758 474.5316 414.883 461.8097 414.141 427.3018 418.703 400.180----------------------------------------降水井点数：27个（各井间距22.0米）井点号坐标x(m) 坐标y(m) 抽水量(m3/d)1 516.724 354.423 360.0002 517.150 378.656 360.0003 517.576 402.888 360.0004 518.002 427.121 360.0005 518.427 451.353 360.0006 518.853 475.586 360.0007 519.279 499.818 360.0008 519.705 524.051 360.0009 520.131 548.283 360.00010 520.556 572.516 360.00011 498.542 572.845 360.00012 476.528 573.175 360.00013 454.514 573.504 360.00014 432.500 573.833 360.00015 410.486 574.163 360.00016 410.053 549.208 360.00017 409.621 524.254 360.00018 409.188 499.300 360.00019 408.755 474.346 360.00020 413.879 461.626 360.00021 413.139 427.228 360.00022 417.707 400.075 360.00023 418.663 378.110 360.00024 419.620 356.146 360.00025 443.896 355.715 360.00026 468.172 355.285 360.00027 492.448 354.854 360.000----------------------------------------任意点降深计算公式采用：基坑工程手册公式沉降计算方法:岩土工程勘察规范方法, 即不考虑应力随深度衰减的方法----------------------------------------[计算结果]：1.基坑涌水量计算:按《规范》附录F计算得：根据《规范》F.0.7 确定降水影响半径 R = 258.723(m)根据《规范》F.0.7 确定基坑等效半径 r0 = 84.472(m)基坑涌水量 = 5595.100(m3/d)2.降水井的数量计算:按《规范》8.3.3计算得：单井出水量按360.000(m3/d)计算，需要降水井的数量 = 18井单井出水量按240.000(m3/d)计算，需要降水井的数量 = 26井3.单井过滤器进水长度计算:按《规范》8.3.6验算得：单井过滤器进水长度 =6.000(m)4.各点降深与地表沉降计算:降深按《基坑工程手册》计算按用户指定的井数(27)、井位、各井抽水量，计算得:在指定范围内: 最小降深=0.010(m) 最大降深=8.500(m)在指定范围内: 最小沉降=0.0(cm) 最大沉降=2.1(cm)5.建筑物各角点降深与沉降计算:选取人民医院住宅楼为计算模型，角点分布：建筑物角点1: 降深=4.093(m) 沉降=1.309(cm)建筑物角点2: 降深=8.500(m) 沉降=2.057(cm)建筑物角点3: 降深=8.500(m) 沉降=2.057(cm)建筑物角点4: 降深=4.230(m) 沉降=1.342(cm)建筑物各角点: 最小降深=4.093(m) 最大降深=8.500(m)建筑物各角点: 最小沉降=1.3(cm) 最大沉降=2.1(cm)选取计算的住宅楼为砌体承重结构，建筑物长66.39米，宽10.2米，基础埋深约1.5米，地基土为一般粘性土和中密以上砂土，为中等压缩性土，建筑各角点之间最大倾斜率 = 千分之 0.137，小于《建筑地基与基础设计规范》（GB50007-2011）规定的限值。
