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基坑抽水引起周围地面沉降机理及防治措施

岩土力学 2005年第10期26卷 61-65页

作者：仵彦卿张建山李哲西安理工大学西安710048 上海交通大学西安710043 西安理工大学上海200240 西安710048 机械工业勘察设计研究院

抽水引起周围地面沉降和构筑物地基沉降已成为工程建设中的一个环境灾害问题。根据抽水引起周围地面沉降的机理分析,提出了由抽水引起地下水水头压力变化、含水层颗粒迁移、含水层压缩和水体的膨胀的更具普遍意义的地下水运动方程,该方... 详细信息

抽水引起周围地面沉降和构筑物地基沉降已成为工程建设中的一个环境灾害问题。根据抽水引起周围地面沉降的机理分析,提出了由抽水引起地下水水头压力变化、含水层颗粒迁移、含水层压缩和水体的膨胀的更具普遍意义的地下水运动方程,该方程可以简化成Biot和Helm的地下水运动方程。在此基础上,通过实例分析和方案对比,提出了抽水引起周围地面沉降的防治措施,并分析了各种措施的适用范围及优缺点。

关键词：基坑抽水含水层颗粒迁移地下水运动方程地面沉降防治措施

复杂越流含水层基坑抽水引发围挡变形发展规律

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岩土工程学报 2021年第S2期43卷 125-128页

作者：王硕曾超峰薛秀丽李明广蔡钢湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室上海交通大学土木工程系

依托某基坑开挖前抽水试验,利用ABAQUS建立有限元模型,探讨了复杂越流含水层中基坑抽水引发围挡变形的发展规律。研究发现:当基坑内外存在水力联系时,受弱透水层影响,基坑抽水过程中各土层围挡两侧孔压差值(ΔP)先增大后减小最后趋于稳... 详细信息

依托某基坑开挖前抽水试验,利用ABAQUS建立有限元模型,探讨了复杂越流含水层中基坑抽水引发围挡变形的发展规律。研究发现:当基坑内外存在水力联系时,受弱透水层影响,基坑抽水过程中各土层围挡两侧孔压差值(ΔP)先增大后减小最后趋于稳定,从而导致基坑围挡发生同样规律的变形(即,增大后再减小最后趋于稳定)。而当基坑内外无水力联系时,基坑抽水导致的各土层围挡两侧孔压差值(ΔP)将单调增大并很快趋于稳定,此时,基坑围挡变形不再出现前述先增大后减小的规律,而同样表现出单调增大的规律。

关键词：越流含水层基坑抽水围挡侧移数值模拟

复杂越流含水层基坑抽水/回灌引发围挡及环境变形规律

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复杂越流含水层基坑抽水/回灌引发围挡及环境变形规律

作者：王硕湖南科技大学

学位级别：硕士

基坑抽水会引发围挡及环境变形,常采用回灌控制坑外水位下降以减小环境变形,目前已有大量这方面的研究,但仍有以下不足:(1)在复杂越流含水层体系中,当基坑内外存在水力联系时,由于弱透水层的阻隔作用,基坑抽水时坑外各含水层水位变化将... 详细信息

基坑抽水会引发围挡及环境变形,常采用回灌控制坑外水位下降以减小环境变形,目前已有大量这方面的研究,但仍有以下不足:(1)在复杂越流含水层体系中,当基坑内外存在水力联系时,由于弱透水层的阻隔作用,基坑抽水时坑外各含水层水位变化将不同步,这将导致围挡及环境变形的空间分布规律和时间发展规律复杂,但该规律尚未被很好揭示;(2)目前的抽水/回灌模型试验未能模拟挡墙的自由变形,无法得到考虑围挡变形时基坑抽水/回灌引发的地下水渗流和土体变形规律;(3)城市新建基坑附近往往存在既有地下结构,其会在一定程度上阻隔地下水渗流及土体运动(即,屏障土和屏障水),进而影响围挡以及环境变形,但目前研究尚未揭示既有地下结构在抽水/回灌发挥的屏障水、屏障土耦合作用机制,且当前回灌设计也未考虑既有地下结构的屏障效应。在地下结构密集的复杂越流含水层区域,解决上述已有研究不足对于基坑设计施工有重要意义。为此,本文开展如下研究:(1)以实际基坑抽水试验为工程背景,利用ABAQUS建立了三维有限元模型,分析了复杂越流含水层基坑抽水引发围挡及环境变形的空间分布规律和时间发展规律。(2)设计出了可考虑围挡变形以及平面渗流/井流的室内模型试验系统,并按照相似理论开展了精细化模型试验,得到了基坑抽水/回灌引发的地下水渗流和土体变形规律。(3)揭示了既有桩基在基坑抽水/回灌时屏障水、屏障土的耦合作用机制,并基于此对回灌设计进行了优化。研究的主要结果及结论如下:(1)从基坑抽水引发土体沉降的空间分布规律来看,基坑抽水引起的最大沉降位置与含水层间水力连通性、抽水时间、抽水位置、围挡是否运动等因素有关。若不考虑围挡运动(如坑内支撑体系已完全搭建),当被抽水含水层与其上方地层间的水力连通性较弱时,抽水导致的最大沉降位置始终在被抽水含水层顶部附近,而所述水力连通性较强时,最大沉降位置会随抽水时间的延长而不断上移,并最终接近于地表;若考虑围挡运动(如开挖前的抽水过程,此时坑内支撑体系尚不能完全搭建),承压水抽水引起的最大沉降位置变化规律同上述不考虑围挡运动的各种工况,但对于潜水抽水而言,无论含水层间水力连通关系如何,其引起的最大沉降位置则始终接近于地表。(2)从基坑抽水引发围挡及土体变形的时间发展规律来看,在复杂越流含水层体系中,当基坑内外存在水力联系时,潜水抽水引发的围挡变形先增大后减小并逐渐趋于稳定;当基坑内外无水力联系时,围挡侧移增大后逐渐稳定。而无论基坑内外是否存在水力联系,坑外接近地表的潜水层均产生了一定程度竖向张拉变形,这导致抽水前期坑外土体最大沉降位置位于深部而非地表。(3)在开展的模型试验过程中,坑内抽水时坑外水位下降,围挡顶部侧移不断增大,地表产生沉降;坑外同步开展回灌后,坑外水位有所抬升,围挡侧移进一步加大,地表沉降基本不变。故,在实验室环境下开展可考虑围挡变形的基坑抽水/回灌缩尺模型试验是可行的,具有经济性和可重复性。本试验可为后续进一步在实验室环境下开展不同方案的抽水/回灌模型试验提供参考。(4)在基坑抽水时,既有桩基对地下水的阻隔作用(屏障水)会增大坑外地表沉降,对土的阻隔作用(屏障土)会减小地表沉降,屏障作用对地表沉降的影响取决于屏障水和屏障土的相对强弱,既有桩基距离基坑越近,既有桩基越深,屏障水和屏障土越强。另外,既有桩基在回灌时对地下水渗流阻隔作用会减小地表沉降,其相比于抽水时对地下水的阻隔作用更强。进一步地,基于屏障效应对回灌设计进行了优化:当坑外存在桩基础时,可适当增大回灌井间距并使回灌总量基本等于抽水总量。

关键词：复杂越流含水层基坑抽水回灌围挡及环境变形数值模拟模型试验

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泸定大坝主汛期基坑抽水系统设计优化

四川水利 2013年第4期34卷 16-20页

作者：田华常以民中国人民武装警察部队水电三总队第九支队成都611130

针对大坝工程基坑原抽水系统不能满足主汛期防洪度汛的要求,着重介绍了抽水系统设计的优化过程。

关键词：基坑抽水系统设计优化泸定水电站

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锦屏二级水电站拦河闸坝基坑抽水完成

四川水力发电 2010年第1期29卷 96-96页

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内隔墙长度对抽水引发基坑围挡侧移的影响

浙江大学学报（工学版） 2021年第12期55卷 2252-2259页

作者：曾超峰廖欢李淼坤薛秀丽梅国雄湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室广西南宁530004

结合实际工程地质条件,开展三维数值分析,研究内隔墙对限制开挖前抽水引发基坑围挡变形的有效性,探究在不同抽水深度与不同围挡嵌固比条件下,内隔墙长度对基坑围挡变形控制效果的影响.结果表明:随内隔墙长度增大,内隔墙对基坑围挡变形... 详细信息

结合实际工程地质条件,开展三维数值分析,研究内隔墙对限制开挖前抽水引发基坑围挡变形的有效性,探究在不同抽水深度与不同围挡嵌固比条件下,内隔墙长度对基坑围挡变形控制效果的影响.结果表明:随内隔墙长度增大,内隔墙对基坑围挡变形的控制效果增强.在不同抽水深度条件下,内隔墙对基坑围挡变形的控制效率不同,当抽水深度大于20 m时,内隔墙长度须大于基坑宽度的0.75倍或者采用全贯通式内隔墙,以取得较好的变形控制效果;当抽水深度小于10 m时,可将内隔墙长度设置为基坑宽度的0.25~0.50倍,预期也可取得较可观的变形控制效果.在不同围挡嵌固深度条件下,内隔墙对变形的控制效率不同,延长基坑围挡嵌固深度能增强内隔墙在抽水深度范围内的变形控制效果.

关键词：软土地基基坑抽水围护结构侧移内隔墙有限元计算嵌固比

坑内隔墙高度对基坑挖前抽水测试引发围挡偏转的影响

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工程地质学报 2023年第5期31卷 1719-1727页

作者：薛秀丽杨瑶曾超峰李淼坤陈秋南龙四春罗桂军湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室中国湘潭411201 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院中国湘潭411201 中国建筑第五工程局有限公司中国长沙410011

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... 详细信息

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0.33~0.67 H_(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1/3 H_(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。

关键词：软土基坑抽水隔墙数值分析围护结构侧移

三峡二期下游土石围堰基坑限制性抽水期间安全监测预报

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云南水力发电 1999年第1期15卷 62-65页

作者：张恒喜中国水利水电第十四工程局科研设计院

以三峡二期下游围堰基坑限制性抽水期间的大量观测数据为依据，分析了围堰堰体和防渗墙在土压和水压等作用下的受力和变形情况，指导基坑有计划地进行抽水，为工程安全提供必要的信息。

关键词：基坑抽水预报三峡工程土石围堰安全监测

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深基坑土石坝底部关键部位施工技术研究

水力发电 2016年第10期42卷 66-69页

作者：孙周辉四川二滩国际工程咨询有限责任公司四川成都610072

长河坝水电站基坑开挖方量约320万m^3,上下游宽约900 m,开挖深度达30 m以上,基坑开挖与其他施工之间的干扰大。基坑底部的防渗墙施工、廊道施工、墙下帷幕灌浆施工、覆盖层灌浆施工及质量检查等工序之间有着紧密联系,故基坑施工必须合... 详细信息

长河坝水电站基坑开挖方量约320万m^3,上下游宽约900 m,开挖深度达30 m以上,基坑开挖与其他施工之间的干扰大。基坑底部的防渗墙施工、廊道施工、墙下帷幕灌浆施工、覆盖层灌浆施工及质量检查等工序之间有着紧密联系,故基坑施工必须合理计划,否则将影响电站的直线工期。对长河坝水电站基坑底部关键部位的施工流程和主要施工技术进行了详细的介绍。

关键词：土石坝施工技术深基坑防渗墙基坑抽水长河坝水电站