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基坑止水帷幕隔水效应分析

2021-01-29聂子奇张少钦

南昌航空大学学报(自然科学版) 2020年4期

聂子奇,张少钦

(南昌航空大学 土木建筑学院,南昌 330063)

引 言

在地下水丰富的地区基坑开挖常采用一定的降水措施,比如井点降水法等,同时设置止水(隔水)帷幕,以保证坑底干燥和便于施工。基坑降水时围护结构周围地下水渗流特征与场地内水文地质条件、围护结构的插入深度以及降水井的位置等有关,吴林高[1]通过基坑降水时地下水渗流特征的不同将止水帷幕基坑划分为多种类型,借鉴吴的方法,在潜水地区基坑可以分为无止水帷幕、悬挂式止水帷幕及落地式止水帷幕3 类。止水帷幕的设置使地下水渗流路径发生改变,可减小降水对周围环境的影响。众多学者[2-8]采用模型试验、现场观测和数值分析等方法,对基坑降水开挖后的变形规律和破坏机理开展了多角度研究,得到了一系列有用的结论。建立在Biot[9]固结理论上的有限元法,能够模拟基坑工程的复杂边界条件以及开挖应力状态与地下水渗流特征之间的耦合,在深大基坑研究中发挥着越来越重要的作用。但已有文献大多针对落地式帷幕基坑分析其变形规律,或对比有无考虑应力-渗流耦合两种情况下的不同,针对悬挂式止水帷幕基坑的研究较少[10-12],且现行的基坑设计规范尚未考虑止水帷幕的影响,对潜水地区悬挂式帷幕的隔水效果有待进一步探究。

利用MIDAS/GTS 有限元软件建立无止水帷幕、悬挂式止水帷幕、落地式止水帷幕(以下简称为无止水、悬挂式、落地式)3 种基坑模型,并参照实际基坑施工步骤设置计算工况进行模拟计算,通过对比3 类基坑降水后的浸润线差异、沉降差异、桩位移差异以及开挖后的沉降差异,来分析不同基坑中止水帷幕的隔水效应。……

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