摘要：基坑开挖前的坑内抽水可引起围挡发生厘米级的侧移,但现行基坑设计理论仅提出了基于弹性支点法的土方开挖诱发围挡受力变形的计算方法,却并未提出如何计算基坑开挖前抽水引起的围挡侧移。若要沿用弹性支点法进行抽水侧移的计算,则如何确定抽水过程中围挡两侧土压力分布成为关键。为了提出基坑开挖前抽水条件下围挡两侧土压力的计算模型,首先提出了基坑开挖前抽水过程中围挡两侧土体受扰动区形态与范围;然后探明了扰动区内土体应变分布规律并提出土体应变分布模式;进一步地,建立了土体应变与围挡侧移的数学方程,并结合土体应力−应变方程最终构建了开挖前抽水条件下考虑基坑围挡侧移影响的土压力计算模型。所提出的土压力模型能够反映基坑开挖前抽水过程中围挡侧移对土压力的非线性影响,公式形式简单,参数取值方便,可为后续预测抽水引起的基坑围挡侧移提供重要基础。

摘要：当基坑邻近既有地下结构时,基坑降水引发的坑外地下水渗流与地层运动均会受到地下结构阻隔(阻水效应与阻土效应);因此,在有/无邻近地下结构情况下,降水引起的基坑变形规律应是不同的。依托实际基坑工程开展了现场抽水试验,实测得到了基坑抽水引起的坑外不同含水层水位变化及围挡与土体变形规律;并基此建立了考虑邻近地下结构阻隔影响的基坑抽水三维流固耦合数值模型,以基坑与邻近地下结构间距D、基坑降水深度Hd为变化参数,探究了邻近地下结构阻隔作用对基坑抽水引发基坑变形的影响。研究发现:当基坑与既有地下结构间距较小时(如D20 m),地下结构对基坑变形的阻隔作用以阻水效应为主,增大了坑外地面沉降;而随着间距进一步增大(D>40 m),阻水与阻土效应均逐渐减弱,坑外地面沉降分布向无地下结构时的情况趋近。基坑设计时应考虑邻近已有地下结构阻水、阻土效应耦合作用的影响以更准确地计算地层损失与围挡侧移,从而更好地优化基坑支护方案。

摘要：基坑开挖前抽水施工可引起较明显的基坑围挡偏移,并进而诱发围挡后方地层运动,坑外紧邻地下结构对土体运动的阻隔将导致变形规律复杂多变.为探明坑外既有地下结构对开挖前抽水引发基坑变形的影响规律,基于工程实测资料开展了一系列数值模拟研究,以紧邻地下结构埋设深度与坑内降水深度为主要变化参数,对比了各工况下降水引起的基坑变形模式、最大围护结构与土体变形发展规律、坑外地面沉陷面积与围护结构侧移面积关系等.研究表明:坑外紧邻地下结构的存在整体减小了开挖前降水引起的围护结构侧移和坑外地面沉降,且地下结构埋深越大,变形被减小的越多;但存在临界埋深(本文约0.75倍降水深度),使得在临界埋深以内,变形随埋深的增大而显著减小.而当埋深超过临界值后,其继续增大对变形的影响很小.工程设计中应考虑邻近地下设施阻隔效应的影响,以得到更合理的支护方案.

摘要：深基坑抽水常可导致多含水层水位同时下降,并由此诱发邻近桩承建筑明显沉降;然而,基坑抽水施工时却难以获取邻近建筑桩基的荷载传递数据,该条件下的桩基受力变形特性与桩-土相互作用机理尚不十分清楚。为此,文章在天津某多含水层基坑工程场地开展了现场抽水试验,分析抽水过程中邻近桩承建筑沉降的发展规律,并基此建立三维有限元模型,进一步研究不同抽水工况下邻近群桩受力变形特性与荷载传递规律。研究表明:多含水层体系基坑抽水过程中,邻近桩承建筑沉降随时间的发展相对于坑内水位下降来说呈现出明显的非同步性和滞后性,这是由于基坑外各含水层在其间弱透水层的水力阻隔作用下呈现出不同步的水位下降(浅层水位下降滞后于深层水位下降),相应地,浅层含水层中桩侧摩阻力(或负摩阻力)发挥也将滞后于深层含水层中桩侧摩阻力发展,因而导致了桩承建筑在坑内水位稳定后的持续沉降,桩身轴力也为此不断增大。另外,研究还发现基坑抽水可引起邻近建筑群桩发生偏向基坑的侧移,且群桩中不同位置基桩的侧移模式不同,靠近基坑的基桩呈悬臂式侧移,而远离基坑的基桩呈鼓肚式侧移,由此而引发不同位置基桩产生不同程度的附加弯矩。在密集城市环境中的建筑桩基结构设计中,若该建筑周边已明确规划有大型建筑设施时,可适度考虑放大先建建筑桩基结构设计弯矩与轴力以确保建筑结构在后续邻近地下施工过程中的稳定安全,但与此同时,应更加注重后建基坑的变形监测与控制。

摘要：城市既有地下结构可对地下水运动和土体运移产生阻隔效应,已有研究表明该阻隔效应或加剧、或减小抽水沉陷,而具体的规律与地下结构类型及其分布和所在位置有关。以坑外已有地铁车站结构的阻隔效应为例开展室内模型试验研究,通过在基坑-地层-车站结构物理模型中安装变形与应力传感器,全过程实时监控该条件下基坑抽水引起的坑外水位与水头变化、地面沉降、围挡侧移及其两侧水/土压力变化等,并将所有监测结果与同样抽水条件下坑外无地铁车站的模型试验结果进行对比,揭示地铁车站结构阻隔效应对基坑抽水致沉的影响机制。研究表明:在同样的基坑抽水设置和操作下,有阻隔效应时的基坑涌水量更小、坑内外最大水位降深和坑外地面沉降更大、围挡侧移更小。基坑设计中可考虑阻隔效应的影响而适当减少坑内抽水井数量以实现同样的基坑抽水效果,并应评估阻隔效应对基坑变形的影响从而得到更合理的基坑支护设计。

摘要：城市已有地下结构会对地下水流动和地层运移带来阻隔作用,该条件下的基坑设计与施工应考虑该阻隔效应的影响,但传统研究尚未充分揭露邻近结构阻隔作用对地下水渗流及基坑变形的影响机制。依托天津某地铁车站基坑工程开展了室内模型试验,通过在基坑-土-邻近结构(以桩基结构为例)物理模型中布设应力与变形传感器以全过程实时监测基坑抽水过程中坑内外水位变化、围护结构侧移、坑外地表沉降和围护结构两侧水土压力,探讨了有/无桩基结构时基坑降水引起的围护结构及周边土体变形规律,并揭示桩基结构阻隔效应对基坑抽水引发变形的影响机制。研究发现:①当基坑外存在桩基结构时,由于其对地下水运动的阻隔效应,较小的基坑涌水量可引起较大的坑内水位下降,此时,可适当减少坑内降水井的数量来实现同样的降水效果;②邻近桩基结构对地层运动的阻隔效应将导致基坑抽水过程中围护墙墙前侧向总压力更大、围护墙墙后侧向总压力更小,为此,抽水引起的围护结构侧移及坑外地面沉降更小。基坑设计时应考虑邻近结构对基坑施工环境效应的影响,从而得到更合理的基坑支护与施工方案。

摘要：地下水回灌正被广泛用于基坑工程中以减小由于基坑降水而引起的坑外沉降。然而,如果回灌设计及操作过程不合理,该方法恐将无法成功控制环境变形,反而会带来不利的工程环境效应。文章提供了某基坑工程长期地下水回灌案例,通过对基坑施工及回灌过程中坑外水位及建筑物沉降的长期观测,得到水位及建筑物沉降随时间的演化规律,阐明降水-回灌作用下建筑物沉降发展的机理。在此基础之上,总结基坑工程长期地下水回灌控沉应注意的几个问题,并提出一系列措施以帮助工程人员更好地利用回灌来进行沉降控制。

摘要：目的探讨浅基础的各种参数对浅基础造价影响的基本规律,提高浅基础设计工作的质量与效率.方法根据中国建筑地基基础设计规范的设计规定,通过相应的工程算例分析,以FORTRAN90语言编制了优化设计计算程序,将混沌粒子群算法引入到浅基础优化设计中.建立了以造价为目标函数的竖向荷载作用下的浅基础优化设计数学模型.对常规浅基础的地基承载力、基础沉降及基础结构强度进行分析与设计.结果提出了一个完整的浅基础优化设计方法,即CPSOSF,并利用其对实际工程中基础宽度、基础高度、基础埋深进行优化得到总造价最低的方案.结论相对于基础宽度而言,基础造价对基础埋深的变化更加敏感.因而工程中为了节省造价,在满足地基稳定和变形要求及有关条件的前提下,应该尽量浅埋基础.

摘要：依托天津某地铁车站基坑实测资料开展一系列数值模拟研究,考虑邻近结构阻隔影响,探讨在坑外有/无地下结构及既有地下结构与基坑不同间距条件下开挖前降水引发的围护结构及坑外土体变形特性,通过对比各工况下基坑围挡与坑外土体变形模式、最大围挡侧移与最大地面沉降发展规律、墙后地表沉陷与基坑围挡侧移的面积关系等,揭示邻近结构对开挖前抽水引发基坑变形的影响机理.研究表明,坑外地下结构的存在对地层运动发展有一定阻隔作用,且地下结构与基坑间间距越小,这种阻隔效应越明显;地下结构对其后方地层变形具有牵引效应,导致地下结构后方出现明显沉降槽,但随着地下结构与基坑间间距的增大,牵引效应不断减弱.阻隔、牵引效应发挥的临界值分别为1倍、2倍的目标降水深度;当地下结构与基坑间间距处于相应临界值以内时,在基坑设计中应考虑阻隔与牵引效应的影响以得到更合理的支护与施工监测方案.

摘要：基坑开挖前预降水是富水地层中深基坑施工的一项重要施工步骤,其引起的围护结构及周边地层变形可以达到cm级。然而,传统基坑设计理论与相关研究未提出基坑预降水引发基坑变形的控制方法。本文提出了一种降水井错位布置的方法用于控制预降水引起的围护结构变形,指出可使距离围护结构越近的降水井相对越深、相邻降水井间距相对越小。数值计算结果表明,这种方法相对于常规抽水方式(等间距等长布置降水井,同时或随意开启)而言,可以改变预降水过程中坑内渗流场分布,使得在围护结构附近出现指向围护结构的渗流迹线,从而限制了预降水过程中背离围护结构的坑内土体水平位移的发展,最终起到减小围护结构侧移的作用。若合理地对降水井进行错位布置,可较大程度限制基坑预降水引发围护结构的侧移。