基坑降水对周围土体的影响

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,基坑降水对周围土体的影响,陈晓平,基坑开挖引起地表变形的原因分析 陆健,文中提到说基坑周边地表产生变形主要有三方面原因：,1,、降水引起的坑外地层固结沉降,2,、基底的回弹和隆起,3,、围护结构的变形,4,、其他原因,基坑降水引起的地面沉降机理探讨,刘耀峰 李事业 项汉昌 彭易华 乔松林,抽水期间的地面沉降由两部分组成：,1,、含水层的压缩变形：由于含水层中砂粒自身强度较高,加之颗粒周围存在带压的水,当水位降深较小时,砂粒之间的位置难以得到调整,宏观上表现出的压缩量极小,且很快趋于稳定。,2,、上部粘性土层的释水压密,符合太沙基一维固结理论。在降水期间,由于抽水时间有限,(,一般,2 4,个月,),在这段时间内,粘性土的固结度一般在,0.2,左右,释水压密的压缩模量一般在,1.0 1.6cm,之间。,决定沉降的三个主要因素,：,一个含水层的水位下降后,原水位以下土层有效应力增加、土层厚度、土层的压缩模量是导致地面沉降的主要因素。,沉降计算公式,:S=,d*h/E,其中,d(,有效应力增量,),是水位下降值,H,引起的,是致沉的动力,h,和,%,指土层厚度和土层的压缩模量,它们是致沉的关键。,含水层的致沉作用是各个含水层的独立行为,在基坑开挖工程中采取降水措施,若降低一个含水层的水位就能达到目的时,就不要触动另一个含水层,这样就可以减少地面沉降量。,影响地面沉降的施工因素,软土地区基坑降水周边地面沉降机理,基坑工程开挖引起地表移动变形的随机介质模型及工程实例,贺跃光,刘宝琛,(,中南大学信息物理工程学院,长沙,410083),随机介质理论基础,李特威尼申等学者应用非连续介质力学中的颗粒体介质力学研究岩层及地表移动问题,认为开采引起的岩层和地表移动的规律与作为随机介质的颗粒体介质模型所描述的规律在宏观上相似。,概率积分计算方法就是把地下开采所引起的岩层及地表移动过程看作是随机过程,用概率论的方法建立由地下单元开采所引起的岩层及地表单元下沉盆地表达式、单元水平移动表达式,经迭加建立地表下沉的剖面方程及其它移动与变形分布表达式。,李特威尼申称这一方程的介质为随机介质,遵循这一规律的运动称为随机介质运动。砂粒、岩块体、破碎矿岩等就是这类介质。随机介质理论是地表移动与变形、岩体内部移动与变形等预计体系的基础。,单元下沉盆地的表达式,地表单元开采移动表达式,以上述公式推导为基础,可求任意水平开采时的地表移动与变形值。,基坑工程开挖引起的地表移动与变形模型,基坑的开挖必将导致周围岩土体疏水,使岩土体内地下水位下降,同时使开挖岩土体失去部分横向支撑,基坑侧壁岩土体将向开挖空间产生移动,岩土体疏水会使骨架的有效应力增高,从而引起岩土固结加密,导致岩土体的沉降与变形。应用随机介质理论及岩土固结原理,可以综合研究基坑开挖及疏水引起的地表移动与变形。此处将应用随机介质理论和土力学原理建立疏水地面沉降的随机介质模型来预计疏水引起的地面沉降。,固液两相体,疏水,孔隙水应力减小,土体骨架应力增加,固结压密,土体沉降,假设岩土颗粒及孔隙水均不可压缩,则疏水后岩土体的固结主要是由于有效应力增加而导致的岩土体内孔隙的减小。,岩土颗粒的有效应力,有效应力增量,岩土疏水半径：,其中,h,为,抽水点地下水位最大沉降值为,;k,为地下水渗透系数,。,根据随机介质理论,单元下沉盆地为,为水平,上的开采主要影响范围,C,为开挖主要影响范围角。,在原始水位线,=h,与水位下降曲线,之间的疏水部分中,任何单元岩土体均产生微小压,缩,ds,上述影响的叠加综合,在地表形成的下沉量,为,加权平均内摩擦角,基于实测的基坑降水对周边土体承载能力的影响研究,姜晨光,路奎,林长胜,石伟南,巩亮生,基坑降水对周边土体承载能力的影响,:,1),无截水措施情况下基坑降水后基坑周边地下水位的变化情况,2),无截水措施情况下基坑降水后周边土体承载能力的变化情况,反映的是降水井周边地区地下水位随降水井内实际水位变化的经验数学关系,不反映降水井实际水位与降水时间的相关关系。当然,降水井内实际水位的高低是与降水方式及降水时间密切相关的,(,这种相关关系极其复杂,涉及因素很多,不太容易用一个简捷型函数表示,故本文只考虑降水井实际水位的变化而不涉及降水方式及降水时间问题,),。,反映的是天然状态下土体在地下水位变化时的,承载能力变化经验数学关系,与基坑是否支护没有直接的关联关系,当然基坑支护会适当弥补周边土体的承载力损失,弥补的程度与支护形式、土体特性等多种因素有关,(,也不太容易用一个简捷型函数表示,故本文只给出了无支护条件下天然状态土体在地下水位变化时的承载能力变化,),。另外,地铁工程基坑的坑壁抗侧移能力与基坑支护形式具有密切的关联关系,限于篇幅,本文不做过多的阐述,