基坑降水數(shù)值分析

1、<p><b>　　基坑降水數(shù)值分析</b></p><p>　　摘要：土體作為松散的顆粒集合體，它是由固體、液體、氣體三部分組成（也稱三相系）。地下水構成土體中的液體部分，決定著土體的物理力學性質?；娱_挖過程中，降水工程不但可以改變基坑土體的物理力學參數(shù)，更可以通過地下水滲流場的改變而影響著基坑土體邊坡的穩(wěn)定性。本文以某基坑工程為例，應用浸潤線理論，通過數(shù)值模擬基坑開挖中地下水

2、位的變化來分析滲流場的變化及其對基坑穩(wěn)定性的影響。 </p><p>　　關鍵詞：地下水，滲流場，穩(wěn)定性 </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　擬建基坑工程坑深19.5m，場地范圍內地基土為軟弱土，地下水豐富，水位埋深約為3m。本文基于對該基坑工程的初步設計，應用浸潤線理論采用數(shù)值模擬分析的方法對基坑進行分部施工

3、模擬，在開挖及降水的綜合影響作用下計算分析基坑的應力、位移狀態(tài)。 </p><p><b>　　2 工程概況 </b></p><p>　　基坑工程建設規(guī)模158127?，擬建工程地下5層，地上42層。基坑周長315m，坑深19.5m。 </p><p>　　3 工程地質、水文地質條件 </p><p><b>

4、;　　3.1 地形地貌 </b></p><p>　　擬建工程，建設場地地形平坦，相對高差不超過0.5m。歸屬于山前沖積平原地貌單元。 </p><p><b>　　3.2 地層巖性 </b></p><p>　　根據(jù)勘察鉆探資料，建設場地表部為較厚的第四系覆蓋層，詳述如下： </p><p>　　3.3 水

5、文地質條件 </p><p>　　根據(jù)勘察資料，建設場地內地下水水位埋深2.5m～3.0m，主要為①雜填土層中的上層滯水與○2、○3粉質粘土層中的孔隙潛水?！?雜填土層中的上層滯水水量較少，地層透水性較強，滲透性系數(shù)K=1m/d，○2、○3粉質粘土層中的孔隙潛水水量豐富，滲透性相對較弱，滲透性系數(shù)K=0.1m/d。 </p><p>　　4 基坑支護結構設計 </p><

6、;p><b>　　4.1 支護方案 </b></p><p>　　根據(jù)建設基坑工程特征，工程場地地質條件。支護方案采用排樁+錨索，降水方案選用坑內積水明排。 </p><p>　　4.2 計算參數(shù)的選取及設計結果 </p><p><b>　　5 數(shù)值分析 </b></p><p>　　數(shù)值分

7、析中通過模型的建立及分步施工過程（開挖、降水）的模擬充分考慮基坑工程在開挖、降水綜合作用下的應力與位移特征。 </p><p><b>　　5.1 分步施工 </b></p><p>　　將該基坑工程分解為12個分步工程： </p><p>　　○1支護樁施工→○2基坑開挖至第1道錨索下0.5m，水位降至坑下0.5m→○3第1道錨索施工→○4基

8、坑開挖至第2道錨索下0.5m，水位降至坑下0.5m→○5第2道錨索施工→○6基坑開挖至第3道錨索下0.5m，水位降至坑下0.5m→○7第3道錨索施工→○8基坑開挖至第4道錨索下0.5m，水位降至坑下0.5m→○9第4道錨索施工→○10基坑開挖至第5道錨索下0.5m，水位降至坑下0.5m→○11第5道錨索施工→○12基坑開挖至預定深度（19.5m），水位降至坑下0.5m。幾何模型建立如圖2。 </p><p>　　

9、5.2 地下水滲流分析 </p><p>　　基坑場地范圍內地層主要為粉質粘土，透水性相對較弱，基坑開挖過程中擬采用積水明排的降水方法，分步施工階段基坑外側的地下水不能完全的從坑壁排出，勢必形成一定的水頭差，在基坑及基坑外一定范圍形成地下水滲流場。本文采用水位變化岸坡地下水位浸潤的計算方法確定分步工程中降水后的地下水位線。然后將其賦入數(shù)值分析模型中，進行地下水滲流計算。 </p><p>

10、　　地下水位浸潤線計算： ， 施工中降水后的坑內水位， 施工中降水前的坑內水位， 、 降水前后計算點至坑壁的距離， 降水后計算點的地下水位， 降水前計算點的地下水位。 </p><p>　　采用浸潤線理論模擬基坑開挖降水過程計算孔隙水壓力。降水后的水位線改變了基坑一定范圍內原有的滲流場，孔隙水壓力環(huán)境也隨之改變（圖3―5），樁后形成三角形的孔隙水壓力（圖6），最大孔隙水壓力約為178kN/?。 </p>

11、;<p>　　5.3 基坑應力位移分析 </p><p>　　用數(shù)值分析基坑開挖降水后，在主被動土壓力及孔隙水壓力的綜合作用下，計算坑壁的應力及變形狀態(tài)（圖7―10），坑壁應力呈三角形，最大應力約為417kN/?，基坑外側2倍的基坑深度范圍內土體皆有不同程度的塑性變形，最大位移量約為130mm。 </p><p><b>　　6 結論與建議 </b>&l

12、t;/p><p>　?。?）基坑開挖降水作用改變了初始地下水環(huán)境，形成新的滲流場，最大孔壓可達178kN/?； </p><p>　　（2）開挖完成后，基坑坑壁應力呈三角形，最大應力約為417kN/?，基坑外側2倍的基坑深度范圍內土體皆有不同程度的塑性變形，最大位移量約為130mm； </p><p>　?。?）建議對基坑外3倍深度范圍的建構筑物進行位移監(jiān)測。 <

13、/p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　（1）張力霆，土力學與地基基礎，高等教育出版社，2007年7月； </p><p>　　（2）劉毅，317國道獅子坪水庫區(qū)改線段公路病害研究，成都理工大學碩士學位論文，2010年6月； </p><p>　?。?）鄭穎人，時衛(wèi)民，孔位學，庫水位下降時滲透力及地