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随着我国基坑工程的快速发展,在基坑开挖施工过程中受地下水渗流影响的众多问题逐步凸现出来。然而,由于地下水渗流场的复杂性,目前基坑工程中对渗流作用的考虑并不合理,甚至完全忽略。因此,研究深基坑工程中地下水渗流场特性及渗流作用下基坑及周边环境的变形规律,具有重要的理论和工程实践意义。 针对上述情况,在总结前人研究成果的基础上,本文依托南京某深基坑工程降水开挖实例,主要开展以下几方面的研究工作: 1、从理论上系统介绍了地下水渗流对基坑工程产生的影响,如渗流起因及其分类、渗流作用下水土压力分布模式,应力-渗流有限元理论,同时通过算例对平面基坑渗流开展数值模拟。 2、以南京某高地下水位深基坑工程为例,结合施工过程中地下水位变化情况,基于渗流因素对基坑变形数据归纳整理,分析地下水渗流作用下支护结构顶水平位移及深层位移、基坑周边地表沉降及立柱竖向位移等变化规律。 3、采用三维非稳定流方法对基坑开挖降水过程中基坑的变形进行分析,总结不同阶段地连墙水平位移、墙后地表沉降及坑底回弹等变形规律,并将其与实测值进行对比分析。 4、通过改变有限元模型,对比分析不同止水方式、间歇性降水及不同渗流类型三种情况下基坑变形量,总结各类情形下对应的基坑变形模式。 研究结果表明:渗流力改变了支护结构的受力模式,渗流场的变化进一步引起支护结构受力的变化,导致地连墙底部侧向变形增加,进而诱使周边地表沉降有所增加,理论计算无法将此多余沉降考虑在内,设计方案往往存在偏差。采取间歇性降水使地连墙侧向变形、周边地表沉降均有所减小,坑底回弹量有所增大,可见,该措施来控制基坑变形有一定效果,但并不明显;隔断含水层能够明显使地连墙底侧向变形、周边地表沉降等变形得到控制,效果显著,若条件具备可择优选择。考虑非稳定流情况下地连墙侧向变形较稳定流情况下要小,因此可在支护结构设计中根据实际情况减小配筋率从而节省材料降低成本,减少不必要的浪费。