基坑降水引起地面沉降的分析_胡其志

第16卷第1期Vol.16No.1湖　北　工　学　院　学　报

　JournalofHubeiPolytechnicUniversity2001年3月Mar.2001

[文章编号]1003-4684(2001)03-0066-04

基坑降水引起地面沉降的分析

胡其志,何世秀

(湖北工学院土木工程系,湖北武汉430068)

[摘　要]利用渗流的基本理论,分析了武汉软土地区的基坑降水工程,总结了不同围护结构及降水方案的地下水渗流特征,提出了按渗流特征计算坑外由于降水引起附加沉降的简单方法.并与一实际工程进行了对比.

[关键词]基坑;降水;渗流;沉降[中图分类号]TU478

[文献标识码]:A

　　目前,高层、超高层建筑层出不穷,随之而来的深基坑工程是越来越多.深基坑开挖与支护工程以其难度大,施工周期长,工程费用高而备受人们的关注.

武汉地区的地下水极其丰富,绝大多数的基坑开挖受到地下水的影响,因而有相当多的深基坑工程要采取降水措施.基坑开挖坑底土体隆起,墙体侧移,引起地面沉降.另外降水措施引起的地面沉降也是一个不容忽视的重要因素.特别是当前大多数基坑位于繁华的都市里,施工场地狭小,坑周的地面沉降严重地影响了周围的建筑物,并由此引起了众多的纠纷.为了减少坑外的地面沉降,除了加强支护、支撑等措施外,小心合理地处理基坑周围地下水已成为必须考虑的问题.

1863年提出的[1].他认为:虽然井的渗流运动一般属于非恒定流,但在地下水补给来源充沛,或经过一定的时间后渗流将会趋向稳定,且服从线性的达西

定理.在此基础上作些基本假定(即裘布依假定)就可得到裘布依稳定潜水井流的涌水量公式:

2

20w

.Q=PK

ln(R/rw)

(1)

式中:Q为涌水量;K为土层的渗透系数;hw为抽水井内水位(从隔水底板算起);h0为含水层外边界水位(从隔水底板算起);R为影响半径(可根据土层特点确定或用经验公式计算);rw为抽水井的半径.潜水井流如图1.

1　地下水的运动及分布规律

地下水的运动有层流和紊流两种形式,这里讨论的是地下水在土中孔隙或微小裂隙中以不太大的速度连续渗透的层流状态,并符合达西定理:T=ki,即地下水的渗流速度T与水力坡降i成正比.抽水井的渗流运动严格来说属于三维渗流,可以从渗流运动的微分方程组出发来求解渗流运动要素空间场的函数关系.但这样求解非常复杂,这里忽略运动要素沿Z轴方向的变化,并采用轴对称的假设,而近似用一维渐变渗流的一般公式来进行分析.此公式是由法国水力工程师裘布依(J.Dupuit)于

图1　裘布依稳定潜水井流1　抽水;2　地下水位;3　潜水含水层

积分dr

得到的,其积分限为:rw→R,hw→h0.如果将积分

式(1)是由基本的微分方程Q=2PrhK限改为:rw→r,hw→h,则可得到渗降漏斗曲线方程

h2=h2w+

ln=rw

[收稿日期]2000-12-28

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