- 文献综述(或调研报告):
摘要:在城市化飞速发展的今天,高空与地下空间越来越多的被利用,于是高层建筑、地下建筑等不断建成,这也就导致了对深基坑的需求在日益增加。而在深基坑的建设过程中,绕不开的一个问题就是基坑降水。地下水对基坑的开挖有着十分重要的影响,如果处理不好轻则引起地面沉降重则引起基坑边坡崩塌,于是引起了国内外学者的广泛关注研究。本文再这些学者的研究基础上简要评析了总体研究现状,并指出当前亟待深入研究 的问题,以其为该领域进一步研究提供参考。
关键词:基坑,降水,沉降,影响
前言
在基坑的开挖过程中,预降水和降水控制是一件非常重要的事情,这件事情关系着工程的安全以及能否顺利进行。基坑施工过程中,保持地下水位在一个合理的位置可以使土层的承载力和稳定性充分发挥,减少施工过程以及建成之后的沉降,除此之外,有效的降水控制可以有力地避免基坑涌砂、液化、建筑物开裂、地下管道破裂等问题。总而言之,在基坑的建设过程中,地下水位的控制至关重要,而作为主要控制手段的,就是基坑降水了。
在1896年,深井降水第一次出现,被用于柏林地铁的建设,而随后在欧洲得到很大的发展。1939年,在德国第一次在工程建设中出现电渗法降水。除了欧洲,美国也有不小的突破,美国在20世纪20年代就出现了井点降水系统,对承压水层进行减压,而到了30年代,又有了不小的创新,自此,地下降水系统化的技术蓬勃发展。在基坑降水的百年历史中,经历了从竖井到探井再到井点降水的过程,而降水技术的发展带来的是在降水过程中对周围环境影响的研究。
1923年,Meinzer第一次在地下水研究中提出地面沉降的概念,那是降水对周围环境影响研究的开端。在此之后,诸多学者针对地面沉降的成因进行了研究和陈述,提出了很多理论与假说,并研究了降水与沉降以及对周边环境影响的关系。
21世纪后,各大高校机构的科研工作者继续对这方面进行深入研究,探索地下水、降水、渗流、沉降、位移等之间的关系,本文主要的目的就是探寻科研工作者们此前已经做过的工作,全面收集信息,进行综合叙述。
有限元建模与降水研究
2006年,李春忠[1]针对基坑降水中的渗流问题,基于强度折减有限元法,采用abaqus进行对基坑中的渗流进行模拟,由此分析基坑边坡的破坏过程,进行了对强度折减有限元法的阐述,对渗流场和应力场之间的联系进行了耦合分析,还对基坑工程降水渗流场的性状进行分析,并以九华山隧道为实例,研究不同的地下水情况下,基坑的破坏情况和对周围环境的影响,得出,结论在降水后期,降水漏斗坡度变缓,井间距对降水效果有较大影响。
2007年,李琳[2]以大量的实测数据为基础,结合有限元计算,分析总结了软土地区深基坑的变形特性,建立了基坑变形控制标准,并且针对基坑降水的一系列计算方式进行了优化,提出了新型的基坑地板厚度计算方法和降水渗流引起地面沉降的计算方法。并且还对基坑降水对基坑的变形和地下连续墙漏水导致的地面情况影响做了研究。
2010年,Nianqing Zhou[3]等对深基坑降水进行了数值模拟,以上海航中路站为实例,以有限元分析为手段,根据现场资料,使用有限元差分法计算渗透系数,提出了三种方案进行对比分析从而获得最优的方案。在经过分析后,验证了三位FDM模型的预测值和监测值的一致性,并由此证明可以应从此方法对类似的深基坑降水控制设计进行计算和优化。
