2023建筑與市政基坑工程水文地質(zhì)勘察技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中，其降深僅1.6m，說(shuō)明淺部的弱透水層與承壓含水層存在一定的水力聯(lián)系。圖9為降水區(qū)域外圍觀測(cè)井GC1~GC11的水位降深時(shí)程曲線，可以看出，各井的時(shí)程曲線與圖9所示的觀測(cè)井的時(shí)程曲線形態(tài)大致相似，抽水期間各觀測(cè)井的水位降深隨著時(shí)間的推移逐漸增大，降水結(jié)束后水位有所恢復(fù)，但由于距離抽水群井較遠(yuǎn)而恢復(fù)速度較慢。圖SEQ圖\*ARABIC8降水區(qū)域內(nèi)觀測(cè)井水位降深時(shí)程曲線圖SEQ圖\*ARABIC9降水區(qū)域外觀測(cè)井水位降深時(shí)程曲線圖10為根據(jù)各地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的地表沉降等值線圖。可以看出，群孔抽水后地面均會(huì)產(chǎn)生一定量的沉降，抽水中心的沉降值比較大，周邊的沉降相對(duì)較小，總體上沉降大致呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律，且隨著與群孔抽水區(qū)域中心距離的增大，地面沉降有逐漸減小的趨勢(shì)。抽水區(qū)域中心位置的實(shí)測(cè)最大沉降約47.7mm。圖SEQ圖\*ARABIC10實(shí)測(cè)地表沉降等值線圖（3）根據(jù)群孔抽水試驗(yàn)的水文地質(zhì)參數(shù)和地表沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)反演分析。建立三維滲流分析模型對(duì)群孔抽水試驗(yàn)進(jìn)行模擬，將淺部①填土、②粘土、③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層統(tǒng)一概化為18m厚的淺部弱透水粘土層；深部依次為埋深18m~32m④1粉細(xì)砂、埋深32m~56m④2中細(xì)砂、埋深56m~60m④3含礫中細(xì)砂；為保證計(jì)算滲流場(chǎng)分析的模擬精度，于35m、38m深度處增加亞層分層，提高網(wǎng)格劃分密度；底部埋深60m~70m范圍為⑤1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖。模型以整個(gè)基坑的邊線范圍為基準(zhǔn)各邊再往外擴(kuò)約1000m距離，即實(shí)際計(jì)算平面尺寸為2250m×2150m。每層剖分為99行、121列，剖分網(wǎng)格共83853個(gè)，三維模型和模型俯視圖分別如圖11和圖12所示。圖SEQ圖\*ARABIC11三維計(jì)算模型網(wǎng)格圖圖SEQ圖\*ARABIC12模型俯視圖根據(jù)勘察報(bào)告提供的室內(nèi)滲透試驗(yàn)參數(shù)、單井抽水試驗(yàn)確定的初步水文參數(shù)以及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)確定各土層的初步滲透系數(shù)、貯水系數(shù)、初始水位如表2所示，表中參數(shù)即為模型初步賦值。考慮各向異性，按經(jīng)驗(yàn)設(shè)定④1層、④2層和④3層的水平向滲透系數(shù)考慮為豎向滲透系數(shù)的1.25倍。需指出的是，開(kāi)展群孔抽水試驗(yàn)時(shí)的承壓水頭埋深約為10.5m。表SEQ表\*ARABIC2模型初始參數(shù)層號(hào)土層名稱土層厚度（m）滲透系數(shù)平均值（m/d）初始水位（m）貯水系數(shù)S數(shù)據(jù)來(lái)源水平向豎向①~③淺部粘土層181.30×10-38.38×10-4-1.01.8×10-4勘察報(bào)告④1粉細(xì)砂142520-10.52.1×10-2單井試驗(yàn)④2中細(xì)砂242822.4-10.52.1×10-2單井試驗(yàn)④3含礫中細(xì)砂45040-10.51.0×10-2經(jīng)驗(yàn)取值⑤1粉砂質(zhì)泥巖100.010.001-10.51×10-4經(jīng)驗(yàn)取值減壓井根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置過(guò)濾器長(zhǎng)度、出水量等參數(shù)。將抽水過(guò)程中的實(shí)測(cè)流量作為計(jì)算中的抽水井出水量；將抽水試驗(yàn)觀測(cè)井水位實(shí)測(cè)值設(shè)置為模型中各層初始條件。模型邊界在降水井影響范圍以外，考慮將模型側(cè)邊界定義為定水頭邊界。數(shù)值模擬的模擬期為15天，將整個(gè)模擬期劃分為5個(gè)計(jì)算周期，分別為2d、7d、10d、12d、15d。在每個(gè)計(jì)算周期中，所有外部源匯項(xiàng)的強(qiáng)度保持不變。其中，0~7天，開(kāi)啟J1~J6共六口井進(jìn)行持續(xù)抽水；8~10天，開(kāi)啟J1~J6及G1共七口井進(jìn)行持續(xù)抽水；11~15天，停抽，為水位恢復(fù)階段。通過(guò)反演分析得到④1及④2層滲透系數(shù)和貯水系數(shù)如表2所示。G2、G4觀測(cè)井的實(shí)測(cè)和模擬分析的水頭時(shí)程曲線對(duì)比如圖13所示?？梢钥闯?，圖中各觀測(cè)井點(diǎn)的數(shù)值模擬水頭變化和實(shí)測(cè)水頭變化規(guī)律基本一致，數(shù)值模擬結(jié)果基本反映了群孔抽水試驗(yàn)降水過(guò)程中的觀測(cè)井水位的變化，滿足工程精度要求。表SEQ表\*ARABIC3反演分析所得的④1及④2層水文地質(zhì)參數(shù)層號(hào)土層名稱滲透系數(shù)平均值（m/d）貯水系數(shù)S水平向豎向④1粉細(xì)砂25.021.82.3×10-3④2中細(xì)砂28.024.32.4×10-3圖SEQ圖\*ARABIC13部分觀測(cè)井實(shí)測(cè)和模擬分析得到的水頭埋深時(shí)程曲線對(duì)比結(jié)合上述三維滲流計(jì)算得到的群孔抽水穩(wěn)定的水位降深，采用本標(biāo)準(zhǔn)公式（7.3.9）的分層總和法計(jì)算公式，計(jì)算最終地表沉降。具體計(jì)算過(guò)程如表4所示。忽略淺部粘性土層降水引起的沉降壓縮作用，計(jì)算得到④1、④2、④3層固結(jié)度達(dá)到100%時(shí)的長(zhǎng)期沉降量值分別為71.6mm、131.8mm、16.6mm，求和所得的地表沉降量值為220mm。實(shí)測(cè)地表最大沉降量值為47.7mm，其與計(jì)算值的比值即降水引起地表沉降的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψw=0.22。表SEQ表\*ARABIC4群孔抽水試驗(yàn)地表沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)計(jì)算土層編號(hào)土層厚度（m）水頭降深（m）壓縮模量（MPa）分層沉降（mm）地表沉降計(jì)算值（mm）地表沉降實(shí)測(cè)值（mm）沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψw④1146.512.7271.622047.70.22④2246.511.83131.8④34512.0616.6（4）承壓水控制的初步方案?；用娣e巨大，擬采用兩墻合一地下連續(xù)墻結(jié)合三道鋼筋混凝土支撐支護(hù)。結(jié)合詳勘報(bào)告及群孔抽水試驗(yàn)，坑內(nèi)減壓井深度需達(dá)到31.5m；普遍區(qū)域基坑挖深15.5m，地下連續(xù)墻厚度800mm，地下連續(xù)墻插入基底以下的深度應(yīng)至減壓井底部7.5m左右，即插入基底以下約22.5m，方可有效起到坑內(nèi)降壓對(duì)坑外地下水的遮攔效應(yīng)，因此普遍區(qū)域初步設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻深度38m。北側(cè)鄰近地鐵，該側(cè)地下連續(xù)墻厚度1000mm，為控制基坑開(kāi)挖對(duì)隧道的影響，該側(cè)地下連續(xù)墻考慮進(jìn)入⑤1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖層，深度達(dá)60.5m，以完全隔斷承壓水。普遍區(qū)域基坑圍護(hù)剖面如圖14所示。圖SEQ圖\*ARABIC14普遍區(qū)域支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖經(jīng)計(jì)算，基坑承壓水降深達(dá)9.8m~12m，坑內(nèi)擬采用疏干井和減壓井兩套獨(dú)立系統(tǒng)。潛水疏干井采用真空深井，每250m2布設(shè)1口，井深15m，濾頭設(shè)置在=3\*GB3③淤泥質(zhì)粘土層中。減壓井也采用真空深井，其中塔樓區(qū)域設(shè)置28口深度為35m的減壓井，酒店區(qū)域設(shè)置23口深度為33m的減壓井，其他區(qū)域設(shè)置59口深度為31.5m的減壓井?？紤]坑內(nèi)布置18口應(yīng)急備用井，坑外觀測(cè)井暫時(shí)利用抽水試驗(yàn)階段的觀測(cè)井。井的平面布置和結(jié)構(gòu)大樣分別如圖15和圖16所示。圖SEQ圖\*ARABIC15減壓井平面布置圖圖SEQ圖\*ARABIC16減壓井及觀測(cè)井結(jié)構(gòu)剖面（5）承壓水降水的環(huán)境影響分析。在根據(jù)群孔抽水反分析取得的計(jì)算參數(shù)和制定的基坑降壓初步設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，建立基坑施工階段降壓降水的三維整體滲流模型，進(jìn)行基坑降水計(jì)算分析，預(yù)測(cè)評(píng)估基坑施工階段在一定隔水邊界條件下坑內(nèi)減壓對(duì)周邊環(huán)境條件的影響。三維滲流分析模型在豎向的土層分層情況與前述群孔抽水試驗(yàn)反分析中的計(jì)算模型相同。通過(guò)試算，以整個(gè)基坑的東、西、南、北最遠(yuǎn)邊界點(diǎn)為起點(diǎn)，各邊再向外擴(kuò)展約1000m，即實(shí)際計(jì)算平面尺寸為2250m×2150m。每層剖分為137行、175列，剖分網(wǎng)格共191800個(gè)。計(jì)算模型的三維網(wǎng)格剖分如圖17所示，坑內(nèi)減壓井的模型如圖18所示。圖SEQ圖\*ARABIC17離散模型的三維網(wǎng)絡(luò)圖SEQ圖\*ARABIC18坑內(nèi)減壓井模型圖分析中①~③、④3和⑤1層土的水文地質(zhì)參數(shù)根據(jù)勘察報(bào)告或經(jīng)驗(yàn)確定，最重要的④1層和④2層的參數(shù)采用前述群孔抽水試驗(yàn)反演分析得到的參數(shù)。分析中需對(duì)各減壓井設(shè)置合理的參數(shù)，減壓井的過(guò)濾器參數(shù)根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案確定，出水量根據(jù)群孔抽水試驗(yàn)結(jié)果確定如下：基坑普遍區(qū)域59口減壓井（K1~K59）的單日抽水量為120~200m3；酒店式公寓23口減壓井（Y1~Y23）單日抽水量為180m3；辦公樓28口減壓井（J1~J28）單日抽水量為140~180m3。經(jīng)試算，抽水5天基本上就可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此將整個(gè)模擬期設(shè)置為5d。在每個(gè)計(jì)算周期中，所有外部源匯項(xiàng)的強(qiáng)度保持不變。模型邊界在降水井影響邊界以外，故可將模型邊界定義為定水頭邊界，水位不變?；铀闹茉O(shè)置了止水帷幕，帷幕深度根據(jù)初步方案確定，帷幕滲透系數(shù)設(shè)置為1.0×10-10m/d。計(jì)算結(jié)果表明，基坑降水5天后可以將坑內(nèi)承壓水位降至安全水位面以下，坑內(nèi)及周?chē)h(huán)境的承壓水頭降深模擬結(jié)果如圖19所示?？梢钥闯觯眰?cè)由于地下連續(xù)墻進(jìn)入基巖層隔斷了承壓水，但由于南側(cè)地下連續(xù)墻未隔斷承壓水引起繞流，導(dǎo)致坑外承壓水最大降深為2.0m，坑內(nèi)外水位降深比約為6:1；南側(cè)由于采用懸掛帷幕，坑外承壓水降深達(dá)6.0m，坑內(nèi)外水位降深比約為2:1。圖SEQ圖\*ARABIC19預(yù)測(cè)減壓井運(yùn)行5天后的水頭降深分布圖（單位：m）根據(jù)基坑減壓降水?dāng)?shù)值模擬計(jì)算分析所得的④1、④2、④3層的水頭降深結(jié)果，采用本標(biāo)準(zhǔn)公式（7.3.9）的分層總和法計(jì)算地表沉降。各土層的壓縮模量參數(shù)詳見(jiàn)表4，結(jié)合群孔抽水試驗(yàn)反演分析所得的短期降水沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψw=0.22，計(jì)算得到基坑周邊地表沉降預(yù)測(cè)等值線如圖20所示?？梢钥闯霰眰?cè)地鐵范圍的地表沉降達(dá)16mm~25mm，而南側(cè)和東側(cè)地表沉降達(dá)45mm~50mm。圖SEQ圖\*ARABIC20預(yù)測(cè)基坑減壓降水引起的地表沉降分布圖（單位：mm）上述分析表明，北側(cè)靠近地鐵側(cè)、東側(cè)和南側(cè)地表短期沉降都較大，考慮實(shí)際降水時(shí)間可能達(dá)120天，長(zhǎng)期地表沉降會(huì)更大，因此變形不能滿足環(huán)境保護(hù)要求。后續(xù)結(jié)合地鐵管理部門(mén)的要求，將東側(cè)和南側(cè)地下連續(xù)墻全部插入⑤1強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖層以完全隔斷承壓水，并以此作為依據(jù)進(jìn)行最終施工圖設(shè)計(jì)。7.3.11 本標(biāo)準(zhǔn)第7.3.8條評(píng)價(jià)承壓水降水的環(huán)境影響方法是結(jié)合三維滲流分析和土體沉降分層總和法的一種分析方法，是一種非耦合分析方法。事實(shí)上，基坑降水過(guò)程中，土體孔隙中的水排出，孔隙水壓力消散，土體的有效應(yīng)力增加，土體因此產(chǎn)生固結(jié)，宏觀上表現(xiàn)為土體發(fā)生沉降。這個(gè)過(guò)程是滲流場(chǎng)的改變引起應(yīng)力場(chǎng)的改變，而應(yīng)力場(chǎng)改變又引起位移場(chǎng)的改變的過(guò)程。反過(guò)來(lái)，土體固結(jié)在微觀上反映為土骨架被壓密，土體的孔隙減小，引起土體滲透性降低，從而又會(huì)對(duì)滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響。因此深基坑降水與地面沉降過(guò)程是滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)相互影響的復(fù)雜過(guò)程，考慮滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合作用，也就是建立地下水流連續(xù)性方程與力學(xué)平衡方程之間的耦合關(guān)系，才更符合實(shí)際情況。本條提出了在有可靠工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，采用流固耦合方法分析基坑開(kāi)挖和降排水聯(lián)合作用下對(duì)周邊環(huán)境影響的原則性規(guī)定。這里列舉一個(gè)實(shí)例，說(shuō)明基坑開(kāi)挖和承壓水降水聯(lián)合作用下的流固耦合分析的過(guò)程及結(jié)果。1 基坑工程概況。某基坑設(shè)置3層地下室，基坑面積約2366m2，塔樓區(qū)域開(kāi)挖深度為18.4m，裙樓區(qū)域開(kāi)挖深度為16.4m。基坑北側(cè)臨近市政道路，道路下存在多條市政管線，與基坑的最近距離為16.8m。東側(cè)鄰近既有的技術(shù)中心大樓，為8層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立承臺(tái)樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)30m，無(wú)地下室，地基埋深約2.7m，基坑與技術(shù)中心大樓樁基承臺(tái)距離約3.7m。場(chǎng)地為濱海平原地貌類型，土層依次為：①雜填土；②粉質(zhì)粘土，可塑狀態(tài)；③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，流塑狀態(tài)；④淤泥質(zhì)粘土，流塑狀態(tài)，高等壓縮性；⑤粉質(zhì)粘土，軟塑狀態(tài)；⑥粉質(zhì)粘土，硬塑狀態(tài)；⑦1砂質(zhì)粉土，中密~密實(shí)狀態(tài)，平均層厚約10.5m；⑦2粉砂，密實(shí)狀態(tài)，平均層厚約29.6m；⑨1粉砂，密實(shí)狀態(tài)，平均層厚約11.8m；⑨2粉砂夾中砂，密實(shí)狀態(tài)，平均層厚約36.5m；⑩粉質(zhì)黏土夾粉土，可塑或密實(shí)狀態(tài)。地下水主要有淺層潛水和承壓水。潛水主要賦存于淺部填土、粘性土、粉土中，水量貧乏，水位埋深為1.2m~2.1m。承壓水主要有第一承壓含水層（第⑦層）、第二承壓含水層（第⑨層）分布，含水層水量較為豐富，導(dǎo)水性較強(qiáng)，主要接受側(cè)向徑流和上部空隙潛水越流補(bǔ)給，側(cè)向徑流為主。第⑦層和第⑨層相互連通形成承壓含水層組，厚度達(dá)80m，測(cè)得承壓水水位埋深為6.2m~6.8m。2 基坑支護(hù)方案與承壓水控制方案?；庸こ滩捎脙蓧弦坏叵逻B續(xù)墻結(jié)合四道水平鋼筋混凝土支撐的支護(hù)方案。鄰近8層技術(shù)中心大樓位置的東側(cè)和鄰近鈑金車(chē)間的南側(cè)采用1000mm厚地下連續(xù)墻；西側(cè)和北側(cè)采用800mm厚地下連續(xù)墻。由于承壓含水層組厚度達(dá)80m，本工程采用懸掛帷幕并在坑內(nèi)設(shè)置減壓井進(jìn)行降水的承壓水處理方案，東側(cè)地下連續(xù)墻深度為47m，其余側(cè)深度為44m。結(jié)合群井抽水試驗(yàn)結(jié)果，坑內(nèi)僅需布置4口減壓井即可，同時(shí)考慮在坑外布置6口承壓水觀測(cè)井兼回灌備用井，井深均為39m。對(duì)于潛水，坑內(nèi)設(shè)置9口潛水疏干井，并在坑外設(shè)置6口潛水觀測(cè)井。3 基坑開(kāi)挖和降水對(duì)環(huán)境影響的流固耦合分析。（1）計(jì)算模型。根據(jù)實(shí)際的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案建立考慮土與結(jié)構(gòu)共同作用的三維數(shù)值分析模型?；拥淖畲笃矫娉叽缂s為56m×46m，主樓開(kāi)挖深度為18.4m，考慮基坑本身的規(guī)模及邊界條件的影響，三維數(shù)值分析模型的尺寸為156m×146m×80m。土體采用實(shí)體單元模擬，計(jì)算模型中實(shí)體單元總數(shù)為301782個(gè)，節(jié)點(diǎn)總數(shù)315684個(gè)?；咏Y(jié)構(gòu)單元包括地下連續(xù)墻、四道鋼筋混凝土支撐、立柱和立柱樁。地下連續(xù)墻和底板采用板單元模擬，支撐桿件采用梁?jiǎn)卧M，立柱和立柱樁采用樁單元模擬，結(jié)構(gòu)單元總數(shù)為9754個(gè)。基坑?xùn)|側(cè)存在已建的八層技術(shù)中心大樓，且在基坑的一倍開(kāi)挖深度影響范圍內(nèi)，應(yīng)考慮其存在與基坑的相互影響。為簡(jiǎn)化建模，技術(shù)中心大樓采用筏板結(jié)合樁基礎(chǔ)進(jìn)行模擬，上覆荷載取15kPa/層，共120kPa。整體三維分析模型如圖21所示，其中基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和技術(shù)中心大樓樁基模型如圖22所示。計(jì)算模型的上邊界為自由邊界，底部約束水平和豎向位移，側(cè)邊約束水平方向位移。圖SEQ圖\*ARABIC21整體三維分析模型圖SEQ圖\*ARABIC22支護(hù)結(jié)構(gòu)及鄰近建筑樁基模型（2）計(jì)算參數(shù)。計(jì)算中土體采用HS-Small本構(gòu)模型來(lái)模擬，各土層計(jì)算參數(shù)如表5所示。降水涉及的主要土層即第⑦1和⑦2層的滲透系數(shù)取前期的群孔抽水試驗(yàn)反演得到的水平滲透系數(shù)，其他各層滲透系數(shù)根據(jù)勘察報(bào)告或經(jīng)驗(yàn)確定。地下連續(xù)墻和鋼筋混凝土支撐等材料均采用線彈性模型模擬，其彈性模量均取值3.0×1010kPa，泊松比為0.2。表SEQ表\*ARABIC5土層計(jì)算參數(shù)土層序號(hào)①②③④⑤⑥⑦1⑦2⑨1γ(kN/m3)1818.81816.917.719.818.918.918.9c'(kPa)334642111φ'(o)292929242930353536ψ(o)000000556(MPa)4.44.43.11.93.56.312.212.813.2(MPa)5.25.23.82.34.27.612.212.813.2(MPa)26.126.125.115.62138495153(MPa)90.490.483.743.254.8189.8245255264.8γ0.7(10-4)2.72.72.72.72.72.72.72.72.7νur0.20.20.20.20.20.20.20.20.2pref(kPa)100100100100100100100100100K00.520.520.520.590.520.500.430.430.41m0.80.80.80.80.80.80.50.50.5Rf0.90.90.60.60.90.90.90.90.9k（m/d）4.3×10-34.3×10-34.3×10-31.7×10-44.3×10-34.3×10-32.83.53.7（3）降水與開(kāi)挖模擬每層土方的開(kāi)挖通過(guò)對(duì)移除土體單元賦予“空模型”（nullmodel）的方法來(lái)模擬。根據(jù)土方開(kāi)挖與降水要求，每一層土方開(kāi)挖之前，需對(duì)坑內(nèi)潛水進(jìn)行疏干降水，降水深度為開(kāi)挖面以下1m。為真實(shí)反映施工進(jìn)度對(duì)基坑變形的影響，每一步降水、土方開(kāi)挖和支撐施工的時(shí)間都按照實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行模擬。具體各工況的進(jìn)度時(shí)間如表6所示。計(jì)算時(shí)，在滲流分析模式下每計(jì)算一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)后，就進(jìn)行一定步數(shù)的力學(xué)分析，直到總時(shí)長(zhǎng)達(dá)到規(guī)定值或誤差小于限定值為止。分析時(shí)第⑦1、⑦2和⑨層承壓含水層組初始水頭設(shè)置為地表以下7m。開(kāi)挖至13m后開(kāi)始啟動(dòng)坑內(nèi)減壓降水，采用定水頭方法來(lái)模擬減壓降水，即將4個(gè)減壓井位置在29m~39m深度濾管范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)的孔壓設(shè)定為目標(biāo)值，由于壓差產(chǎn)生滲流場(chǎng)從而達(dá)到降水效果。隨著基坑開(kāi)挖深度增加逐步減小設(shè)定的孔壓值，最終坑內(nèi)普遍區(qū)域承壓水頭降深能滿足基底抗突涌穩(wěn)定性要求。在坑內(nèi)開(kāi)啟減壓降水的同時(shí)，坑外的承壓水觀測(cè)井兼?zhèn)溆镁M(jìn)行常壓回灌，以減小降水帶來(lái)的環(huán)境影響，將回灌井在濾管頂位置對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格點(diǎn)的水頭設(shè)定為29m，以模擬常壓回灌。分析中采用了Biot流固耦合分析理論。表SEQ表\*ARABIC6模擬的施工工況階段工況持續(xù)時(shí)間（d）Stage1潛水水位降至2m，土體開(kāi)挖深度1m7施工第一道混凝土支撐3Stage2潛水水位降至7m，土體開(kāi)挖深度6m23施工第二道混凝土支撐3Stage3潛水水位降至11m，土體開(kāi)挖深度10m19施工第三道混凝土支撐3Stage4潛水水位降至14m，土體開(kāi)挖深度13m，開(kāi)始減壓降水；潛水水位降至15m，土體開(kāi)挖至14m19施工第四道混凝土支撐3Stage5潛水水位降至19m，繼續(xù)降壓降水；開(kāi)挖至坑底19澆筑混凝土底板3（4）分析結(jié)果及與實(shí)測(cè)對(duì)比圖23給出了承壓含水層頂部的水頭降深分布情況?？梢钥闯?，在坑內(nèi)4口減壓井附近承壓水降深最大，達(dá)到9m左右，隨著與減壓井距離的增大降深逐漸減小，普遍區(qū)域降深達(dá)到7m~8m，基本能滿足基底抗突涌穩(wěn)定性要求。在坑外，由于坑外進(jìn)行了回灌，且東側(cè)地下連續(xù)墻深度較其余側(cè)深3m，增大了繞流路徑，因此東側(cè)的承壓水位還略有抬升，為0.3m左右；西北角位置的降深最大，最大達(dá)到0.8m。圖24給出了東西向剖面的水頭降深分布情況?？梢钥闯?，坑內(nèi)在減壓井深度范圍內(nèi)的降深較大，在深度方向，隨著與減壓井濾管底部距離的增大，承壓水降深逐漸減小，在地下連續(xù)墻底附近的降深約為3m；坑外主要發(fā)生沿著水平方向的滲流，隨著與基坑水平距離的增加，坑外降深也逐漸減小?？傮w而言，地下連續(xù)墻的插入深度較大，且坑外進(jìn)行了回灌，因此坑內(nèi)減壓抽水對(duì)坑外影響較小，同時(shí)也說(shuō)明地下連續(xù)墻的插入深度是合理的；計(jì)算分析得到的承壓水頭分布情況符合基坑工程中滲流場(chǎng)的認(rèn)知，說(shuō)明采用流固耦合的分析方法能較好地模擬地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖SEQ圖\*ARABIC23承壓水層頂部水頭降深云圖圖SEQ圖\*ARABIC24Y=16m處水頭降深剖面云圖圖25給出了開(kāi)挖結(jié)束后圍護(hù)結(jié)構(gòu)東西方向的側(cè)向變形云圖?？梢钥闯?，地下連續(xù)墻最大側(cè)移主要出現(xiàn)在各邊中點(diǎn)靠近開(kāi)挖面的附近，西側(cè)計(jì)算最大側(cè)移為29.4mm。東側(cè)坑外雖然有一幢8層的技術(shù)中心大樓，超載更大，但由于該建筑為樁基礎(chǔ)建筑物，且該側(cè)有一處拐角，相對(duì)而言空間效應(yīng)更為顯著，其最大側(cè)移僅15.3mm，該側(cè)變形仍然小于西側(cè)的變形?？傮w上，計(jì)算得到的變形能較好地反映基坑變形的空間效應(yīng)。圖26為西側(cè)中點(diǎn)附近地下連續(xù)墻測(cè)點(diǎn)CX-4在各個(gè)工況下側(cè)移的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比情況。可以看出，計(jì)算值和實(shí)測(cè)結(jié)果都表明，隨著開(kāi)挖的進(jìn)行，地下連續(xù)墻的側(cè)移不斷增大，發(fā)生最大位移的位置也逐漸下移，并大致位于開(kāi)挖面附近。數(shù)值分析結(jié)果顯示，開(kāi)挖結(jié)束后，CX-4計(jì)算和實(shí)測(cè)的最大側(cè)移分別為28.7mm和29.6mm，總體而言數(shù)值模擬結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果吻合得較好。圖SEQ圖\*ARABIC25地下連續(xù)墻計(jì)算側(cè)向變形（東西方向）圖SEQ圖\*ARABIC26計(jì)算與實(shí)測(cè)變形對(duì)比圖27為開(kāi)挖結(jié)束后計(jì)算得到的土體豎向位移分布云圖。從圖中可以看出，坑底土體整體向上隆起明顯，基坑中部塔樓開(kāi)挖深度較周邊區(qū)域開(kāi)挖深度大，因此其隆起量也大于周邊區(qū)域，坑底最大隆起約91.4mm?；铀闹艿乇砦灰票憩F(xiàn)為沉降，且每邊的中點(diǎn)外側(cè)沉降最大，而基坑角部沉降最小，最大沉降出現(xiàn)在基坑北側(cè)，最大沉降約為21.2mm?；?xùn)|側(cè)由于圍護(hù)墻的變形較小，因此坑外地表沉降也最小。圖SEQ圖\*ARABIC27土體豎向位移云圖圖28為坑外DB-3斷面測(cè)點(diǎn)各個(gè)工況下的地表沉降計(jì)算值與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比情況?？梢钥闯?，計(jì)算與實(shí)測(cè)的地表沉降形態(tài)較為吻合，計(jì)算值略大于實(shí)測(cè)值。計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果均表明，坑外地表沉降整體呈凹槽型分布，且隨著開(kāi)挖和降水的進(jìn)行沉降不斷增大。在最后一層土方開(kāi)挖時(shí)，受減壓降水的影響，計(jì)算地表沉降有明顯的增長(zhǎng)，最大地面沉降點(diǎn)出現(xiàn)在距離基坑約9m的位置，最大沉降約18.6mm，而實(shí)測(cè)最大沉降為14.7mm。在距離基坑45m之外，地表沉降不明顯，說(shuō)明基坑的降水和開(kāi)挖對(duì)周邊環(huán)境的影響范圍主要是在三倍開(kāi)挖深度以內(nèi)，同時(shí)也說(shuō)明回灌對(duì)地表沉降也起到了一定的控制作用。圖29為東側(cè)技術(shù)中心大樓的兩個(gè)測(cè)點(diǎn)JC21、JC28和南側(cè)鈑金車(chē)間測(cè)點(diǎn)JC33計(jì)算和實(shí)測(cè)沉降發(fā)展對(duì)比情況，其中20180725表示第二道支撐施工完畢的日期，20180818表示第三道支撐施工完畢的日期，20180910表示第四道支撐施工完畢的日期，20181110表示底板施工完畢的日期?？梢钥闯?，計(jì)算值略小于實(shí)測(cè)值，但沉降總體發(fā)展趨勢(shì)是一致的。由于較好地控制了承壓水和地下連續(xù)墻的變形，因此建筑物沉降并不大，JC33和JC21測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)最大沉降分別僅為6.2mm和4.7mm。圖SEQ圖\*ARABIC28地表沉降計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比