深基坑工程降水沉降分析计算

第２４卷第２Ｏ期　２００８年１０月　甘肃科技　Ｇａｎｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｆ．２４Ⅳ０．２Ｏ　Ｏｃｔ．２０ｏ８　深基坑工程中降水施工技术问题的分析　焦小明　（甘肃省第七建设集团股份有限公司，甘肃兰州７３００００）　摘要：分析了水的渗流对基坑设计中常规土压力计算方法的影响，阐明了地下水的存在状态、渗流的方向以及不　同的土体结构，均会产生相应的实际水土压力。阐述了在施工中，地下水对基坑施工的影响因素，提出了降水与排　水相结合的控制措施。文章还分析了地下水引发工程事故的原因，结合工程实例介绍了兰州地区常见深基坑的地　质构造，在开挖降水施工过程减少产生流砂现象、以及从施工角度需采取的有效控制措施。　关键词：基坑工程；地下水；渗流；土压力　中图分类号：ＴＵ４７３．２　１地下水渗流对基坑设计的影响　在基坑工程的设计中，土压力的计算是设计的　基础。《建筑基坑支护技术规程》中，对于砂土及碎　石土，采用的是“水土分算”；对于粉土粘性土采用　的是“水土合算”。前者是比较合理的，而后者却有　些不妥。　水土合算法在不存在渗流的情况下一般适用粘　土和粉土，但如果有渗流存在，则情况将有所不同：ａ　有渗流时，地下水的一部分表现为渗流力作用于土　体骨架，剩下的才是孔隙水压力；ｂ渗流力对于土体　自重将产生影响；ｃ渗流力在主动区与被动区的方　向不一致，导致主动土压力增大，被动土压力减小。　对此得出如下结论：　ｅａｉ＝Ｈａｉ＋（　＋洳）Ｋａｉ（１一ｉ）ｙｗ一２ｃ　一　ｙｗｉｓｉｎａ　Ｅｐｉ＝Ｈｐｉ（一ｙ　一ｉ—ｙｗ）Ｈｐｉ＋ｉｃｐｉ（１＋ｉ）　ｗ一２ｃ　一ｙｗｉｓｉｎ／３　其中：渗流力与水平方向夹角，在主动区为ａ，　在被动区为』Ｂ。因此在设计中可根据经验，对于粘　性土与粉土判断其有无渗流，并考虑渗流对土压力　的影响，使设计结果更接近实际、更科学。　基坑水土压力计算常常采用朗肯和库伦土压理　论，其中朗肯理论由于简便而被广泛使用。土中水　的问题是土压力计算的难点，简单的水土合算与分　算并不能解决实际工程中的复杂问题。土中水的存　在状态有多种形式，而地下水存在的形态有上层滞　水、潜水和承压水。在基坑开挖过程中，基坑的水常　常处于流动状态。由于在一些土中为静水压力或者　水压力为一维渗流情况，只有朗肯理论才适用，但有　平面渗流的情况就不适用。库伦土压力理论由于考　虑土楔体的极限平衡，因而更为适用在有渗流的情　况下计算水土压力。当挡土墙墙后水为二维渗流　时，由于渗透力方向不全是竖直方向的，故朗肯理论　不适用。这是朗肯理论与库伦理论计算的结果有很　大的不同。此外，渗透方向的不同，将影响基坑的水　土压力。当土结构后面的土中存在二维分布的超静　孔压时，不宜用朗肯理论而应用库伦土压力理论。　２施工中控制降水效果的措施　在深基坑工程的挖土与地下室施工中，要保证　在“干”状态下施工。为解决这个问题采取降水与　排水两方面措施。　１）降水是使地下水位保持在基坑底面０．５一１．　０ｍ以下，方便挖土与底板“干”作业，降水方法有轻　型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、与深井井点　等。以管井井点降水为例，在实际中常有以下情况　发生：１）开挖前降水过量；２）在淤泥质中降水效果　不明显，开挖时在机械挤压下又有水流出；３）水泵　不能连续运转。这些都有可能导致周边地面的不均　匀沉降与开裂，给周边的管线、建筑与道路的正常使　用带来威胁。　２）排水是解决上部土层滞水与将雨积水的疏　排。对于土层滞水常用截水沟、集水井的方式明排　水；对于降雨积水则应在雨后做好及时的疏排，特别　是在基坑边已发现裂缝的情况下，防止雨水回灌，裂　缝进一步发育，最终导致地面塌陷，甚至基坑整体失　稳。　３）对雨季中正在开挖的深大基坑，应做好防汛　抢险措施，防止基坑被淹。包括抢险人员的安排，

第３Ｏ卷第４期　安徽理工大学学报（自然科学版）　２０１０年ｌ２月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖｏ１．３０　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２０ｌ０　

深基坑开挖降水引起地铁隧道沉降的分析预测　刘　波，徐薇，杨春英　（中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院，北京１０００８３）　摘要：地铁是对变形要求极为严格的建筑，在紧邻已运营的地铁处开挖的深基坑对地铁以及　周围建筑产生的影响的分析预测显得尤为重要。通过理论计算结果和实际监测结果反分析对　比得出针对本工程的沉降修正系数。选取不同工况，对基坑开挖结束后的大型工程桩降水开　挖对地铁结构的影响进行了预测，提出了在工程的后续施工中应采取的措施。所述方法对本　工程的施工和分析类似工程有参考价值。　关键词：深基坑降水；ｔｇ铁结构；沉降预测　中图分类号：Ｕ４７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２—１０９８（２０１０）０４—００１７—０５　、　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｔｒｏ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　Ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　。　ＬＩＵ　Ｂｏ，ＸＵ　Ｗｅｉ，ＹＡＮＧ　Ｃｈｕｎ—ｙｉｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３．；Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｈａｓ　ａ　ｖｅｒｙ　ｓｔｒｉｃｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＳＯ　ｉｔ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｄｉｃｔ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｄｊａｃｅｎｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｓｕｒ％ｕｎｄｉｎｇ　ｃｏｎ－　ｓｔｒｕｅｔｉｏｎｓ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｂａｃｋ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｗｉｔｈ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒ－　ｉｎｇ　ｐｉｌｅ　ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ　ｏｎ　ｍｅｔｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗａｓ　ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗ—ｕｐ　ｃｏｕｎ—　ｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｖａｌｕａｂｌｅ　ｆｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｊｅｅｔ　ａｎｄ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｐｉｔ；ｍｅｔｒｏ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　随着城市建设的高速发展，兴建的高层和超　高层建筑越来越多。基坑的开挖越来越深，有些深　基坑已超过４０ｍ…。在深基坑开挖的过程中，基　坑降水必不可少，如何控制好地下水是确保基坑安　全施工的关键。深基坑开挖降水虽然给基坑施工　带来很大的方便，但是也引发了～系列的环境问　题，给降水基坑周围的建筑物带来不良影响。长时　间、大范围的基坑降水会导致基坑周围的建筑物与　地面产生不均匀沉降，特别是当新开挖的深基坑紧　邻已运营的地铁附近时将会出现这种情况。地铁　是对变形要求极严格的设施，所以在基坑开挖前通　过合理的降水布置，预测开挖降水的不同阶段、考　虑不同施工工况下地面沉降量及对地铁结构的影　响，采取积极有效的防护措施是十分重妻的。　目前常用的基坑工程施工环境变形预测方法　有经验公式法、安全系数法、数值分析法和反分析　法、地层损失法、系统分析法、时空效应法等　。　由于不同地区地质情况不同，本文针对具体的工　程，通过现有理论公式和监测数据进行反分析对　比，引起理论与实践误差的关键修正系数如何确定　并预测基坑开挖和大型工程桩降水对邻近地铁线　路的影响。　’　收稿日期：２０１０—１ｌ一１２　基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７４１２６，５０６７４０９５）；教育部科学技术研究重点资助项目（１０９０３４）；教育部新世纪优秀人才　支持计划资助项目（ＮＣＥＴ－０８－０８３５）；北京市优秀人才资助项目（２００７１Ｄ１６００７００４１４）　作者简介：刘波（１９７０一），男，湖南湘潭人，教授，博士，主要从事城市地下工程及矿山建设工程等领域教学与科研工作。

深基坑工程沉降观测及数据分析

摘要：基坑开挖前，土体呈静压状。由于基坑开挖，基坑内部结构外的土体变为被动或土压力形状，应力状态的变化使维护结构承受荷载，导致支架和土体变形，挡土桩和挡土墙的任何一个标准值的基坑内土体突出、顶部沉降和基坑周围土体的侧向位移应达到最大允许值，这将破坏基坑的稳定性，并对基坑范围内的自然环境产生负面影响。基坑开挖深基坑工程项目都伴随着大规模的城市工程基础设施。基坑开挖引起的周围土体变形会改变周围地下管线和建筑物的平衡状态。如果变形过大，相邻的结构、设施和设备也会损坏或失效。因为基坑附近建筑物带来的集中荷载会导致地下水渗漏，从而促进土壤变形。

关键词：深基坑；沉降观测；数据分析

1 变形监测的特点

1.1 周期性重复观测

变形观测的主要任务是周期性地对观测点进行重复观测，以求得其在观测周期内的变化量。周期性是指观测的时间间隔是固定的，不能随意更改；重复性是指观测的条件、方法和要求等基本相同。

在观测时，每一期观测应等精度进行，测量人员、仪器、作业条件都应相对固定。比如在进行沉降观测时，要求在规定的日期，按照设计的路线和精度进行观测，水准网形原则上不准改变，测量仪器一般也不能更换，对于某些测量要求较高的情况，连测站位置也应基本不变。

1.2 精度要求高

变形监测的精度要求一般比常规工程测量的精度要求要高，比如《建筑变形测量规范》（JGJ 8—2016）里规定，特高精度要求的特种精密工程的变形测量沉降观测的精度要求测站高差中误差要小于0.05 mm，很多工程变形场合要求精度达到毫米级甚至是亚毫米级，像这样的精度在一般的工程测量中很少遇到。 2基坑沉降变形

2.1沉降变形危害

由于基坑开挖导致周围建筑物的基本承载力发生变化，基坑开挖严重影响了基础的综合性，降低了基础的承载力。由于设施力或其他荷载的影响，基坑外路面将下沉。基坑外路面沉降有两个主要危害：（1）导致地面、底部和管道开裂和坍塌；（2）导致相邻建筑物不均匀沉降。

第５期（总第１５５期）　２０１　１年１０月　中国　跋譬　

ＣＨＩＮＡ　ＭＵＮＩＣＩＰＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｎｏ．５（Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１５５）　Ｏｃｔ．２０１１　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４—４６５５．２０１１．０５．０２０　

深基坑工程降水技术设计和地面沉降控制措施　

张卫国　，　肖长来　，　张冬冬　

（１．上海地矿工程勘察有限公司，上海２０００７２；２．吉林大学环境与资源学院，吉林长春１３００２６）　

摘要：通过工程实例，介绍深基坑工程中降水技术的设计、计算方法及地面沉降的控制措施。根据场地工程地质及水文　地质条件，计算出基坑涌水量，并设计抽水井；然后根据降水深度要求及土层渗透系数，选择井点降水方法，确定井径、　井深、单井涌水量及井数。对降水引起地面沉降因素进行分析，指出控制地面沉降的措施。对于深基坑的降水技术设　计具有重要的指导意义。　关键词：深基坑；降水技术；沉降控制　中图分类号：ＴＵ４６３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—４６５５（２０１１）０５—００５５—０３　

１　工程概况　上海浦东新区某楼地上部分由２８层办公主楼与　

５层裙房组成，建筑高度为１２８．７　ｍ。地下共４层，基　

坑尺寸９７．１　ｍ×５５。ｌｍ，面积为５　３５０　ｍ　，周长为　

３１０　ｍ，基坑大部分区域开挖深度达到１７．２　ｍ，主楼核　

心筒区开挖最大深度为２２．５　ｍ。　

场地土层分布比较稳定，地面标高４．４　ｍ。①层　

为杂填土，厚２．０　ｍ左右；②层为粉质黏土（硬壳层），　

自上而下逐渐变软；③层为淤泥质粉质黏土，软塑状　

态；④层为淤泥质黏土，流塑状态；⑤层为粉质黏土，　

可塑状态；⑥层为粉质黏土，是划分Ｑ　与Ｑ　的标志　

层，层顶埋深约２３．５　ｍ；⑦层为粉性土，呈中密～密实　

状态，层顶埋深约２８．０　ｍ，总厚度约３５．０　ｍ；⑨层为粉　

砂层，局部夹少量粉质黏土及中粗砂，土性变化较大，　

厚度约３０．０　ｍ，顶面埋深一般约６３．０　ｒｎ。