[发明专利]一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法

说明书

本发明提出一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法，包括下列步骤：确定周边环境、工程地质条件及各土层参数；在数值软件中建立计算模型；按照基坑开挖与降水的施工工序进行模拟，得出模拟结果；调整承压含水层的渗透系数；对调整后的模型按照基坑施工工序进行模拟，但不用对承压含水层进行降水；将调整前的模拟结果减去调整后的模拟结果，得出降承压水的影响。本发明通过调整承压含水层的渗透系数，使得在模拟时可不考虑承压含水层的承压性和高渗透性，从而可得到不考虑降承压水的模拟结果。进而将考虑降承压水的模拟结果与调整后的不考虑降承压水的模拟结果相减，最终可得到承压水降水对基坑施工中周边环境的影响。

技术领域

本发明涉及土木建筑行业基坑施工分析方法及环境保护研究方法，具体涉及一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法。

背景技术

近年来，我国沿海软土地区城市建设节奏不断加快，地下空间开发的规模和深度不断加大，使得深基坑工程所面临的承压水问题也越来越突出。在承压含水层埋深较浅的地区，为了保证基坑施工安全，不得不对承压水进行减压降水。但在非完全隔断的情况下，基坑内的减压降水将引发基坑外承压水头变化和应力场的改变，从而导致周围土体的变形，对周围环境产生不良影响，甚至出现工程事故，如建筑物不均匀沉降引起开裂、地下管线爆裂等。因此，准确地预测基坑施工中降承压水对周围环境的影响是具有重大意义的。

目前对于降承压水对土体变形的影响也有许多研究。2011年龚晓南等在《岩土工程学报》(2011，No.33，pp.145-149)中发表的“承压水降压引起的上覆土层沉降分析”一文认为承压水减压降水会使得承压层顶板受到一向下的附加应力作用，使得承压层发生压缩进而引起地表出现沉降变形。2013年王春波等在《同济大学学报(自然科学版)》(2013，No.3，pp.361-367)中发表的“非稳定承压水降水引起土层沉降分布规律分析”一文基于Mindlin位移解推导了承压含水层减压降水引起的土体沉降的公式。采用上述方法得出的承压水降水引起的土体变形均为单独降承压水引起的土体变形，忽略基坑施工中卸荷以及土与结构共同作用的影响。

经对现有技术文献的检索发现，对于深基坑施工中的承压水降水对周边环境的影响已有许多研究，主要采取数值模拟方法进行研究。2009年叶为民等在《地下空间与工程学报》(2009，S2，pp.1799-1805)中发表的“深基坑承压含水层降水对地面沉降的影响”一文通过渗流-应力耦合数值分析，探讨了深基坑承压水施工对坑周区域地面沉降的影响。2010年刘婧等在《上海交通大学学报》(2010，No.6，pp.721-725)中发表的“上海世博500kV地下变基坑降水流固耦合分析”一文以采用数值方法对深基坑降水开挖过程进行了流固耦合分析，研究了基坑降水开挖对土体与结构的受力和变形的影响。但以上的分析方法得出的结果均为开挖及降水耦合作用下的影响结果，并不能单独给出基坑施工过程中降承压水对周边环境的影响。由于研究方法的不足，基坑中承压水降水引起的变形不清楚，因此提出一种可以将承压水降水对周边环境的影响从基坑施工对周边环境的影响中剥离出来单独研究的方法显得尤为重要。

发明内容

本发明提出一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法，该方法能有效地将承压水降水对周边环境的影响从基坑施工对周边环境的影响中剥离出来单独研究。

为了达到上述目的，本发明提出一种基坑施工中承压水降水对周边环境影响的计算方法，包括下列步骤：

S1：确定周边环境、工程地质条件及各土层参数；

S2：在数值软件中建立计算模型；

S3：按照基坑开挖与降水的施工工序进行模拟，得出模拟结果；

S4：调整承压含水层的渗透系数；

S5：对调整后的模型按照基坑施工工序进行模拟，但不用对承压含水层进行降水；

S6：将调整前的模拟结果减去调整后的模拟结果，得出降承压水的影响。