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基坑工程地下水控制方法及其对既有复合地基的影响研究

鲁芬婷  
【摘要】:地下水控制是基坑工程的重要内容,目的在于保证主体地下结构施工具有干燥空间,避免因坑内地下水位下降影响基坑周边环境安全。不同地下水控制方法对应基坑周边环境不同的水位降深曲线,对既有建筑基础具有重要影响。本文总结基坑工程地下水控制设计现状,分析现有设计计算存在的问题,综合应用ABAQUS数值模拟、Origin数据拟合、基坑监测等技术,研究考虑竖向隔水帷幕作用的地下水控制设计方法,揭示不同地下水控制方法对基坑周边复合地基受力变形的影响,获得如下有益结论:(1)根据实际工程,综合降水、隔水、回灌等措施的不同作用,将基坑工程地下水控制系统划分为三类地下水控制模型:敞开式地下水控制模型、全封闭式地下水控制模型、半封闭式地下水控制模型,并分别明确了各模型的设计与计算分析方法。(2)设置隔水帷幕可有效减小基坑内部地下水位下降引起的坑外沉降范围,并减缓基坑附近的地下水位下降趋势,降低不均匀沉降对临近建(构)物的不利影响。(3)不同地下水控制模型具有不同的坑外地下水曲线,坑外地下水位降低对邻近复合地基具有重要影响:坑内水位降低后,坑外CFG桩复合地基整体向基坑方向倾斜;设置隔水帷幕时的桩顶沉降整体要小于不设置隔水帷幕时的桩顶沉降;相反,没有隔水帷幕的桩顶水平位移整体小于设置隔水帷幕的桩顶水平位移。实际工程采用隔水帷幕时,应注意控制由于帷幕两侧水头差引起的临近建(构)物的水平变形。(4)不同地下水控制方法产生的CFG桩复合地基力学性状变化规律基本一致。设置隔水帷幕可有效减小因水位下降造成的复合地基桩土应力分担比增量,并缩短CFG桩的负摩阻力扩大范围。


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