[发明专利]承压水地层控制地下结构沉降的完整井水面设计方法

说明书

本发明公开了一种承压水地层控制地下结构沉降的完整井水面设计方法，包括以下步骤：根据地质勘察报告，确定土层参数，确定含水量，潜水水位；根据设计资料确定既有地下结构沉降控制标准，根据地层沉降与承压水降深公式计算出关注点承压水降深；根据地质剖面和降水井设计参数，判断降水井是承压水完整井还是承压‑潜水完整井，选取对应的计算关系式组，通过降深与降水井水面标高关系式组计算降水井水面标高。通过该方法，在新建结构开挖前预测承压水层通过降水井降水对既有地下结构沉降的影响，从而达到控制既有地下结构变形的目的，提高新建结构施工安全性，该方法设计步骤简便，能有效在施工现场得到应用。

技术领域

本发明涉及一种承压水地层控制既有地下结构沉降的设计方法，具有一种为承压水地层控制既有地下结构沉降减压完整井水面标高的设计方法，属于地下工程技术领域。

背景技术

伴随着地下大空间的大规模开发利用，如今基坑开挖深度越来越大，而在地表深处多存在深层承压水层。承压水地层地质情况复杂：一方面，施工对于地层变形不容易控制，在承压水地层进行施工，基坑开挖造成卸载，承压水层(承压水层上下由隔水层封闭，层内多为饱水砂层)的水压推动地层向上涌起，不加以控制很有可能发生严重灾难；另一方面，深基坑施工时，多布设地连墙等围护结构来阻隔水的渗流，围护结构能改变深基坑渗流场的流态及水力梯度，减小承压水层补水量，人为的防止无限补水的情况出现。基于此，如何在复杂的施工条件下，预测降水造成的关注点地层沉降量成为一个难题。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种承压水地层控制地下结构沉降的完整井水面设计方法，通过在既有地下结构周边新建结构地连墙或其他围护结构，施工后承压水层补水受到限制，采用降水井降水，通过设计承压水减压完整井水位高度，控制既有地下结构处地层沉降量。

(二)技术方案

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种承压水地层控制地下结构沉降的完整井水面设计方法，包括以下步骤：

步骤a：根据地质勘察报告，确定土层参数，确定含水量，潜水水位；

步骤b：根据设计资料确定既有地下结构沉降控制标准，根据地层沉降与承压水降深公式计算出关注点承压水降深，该地层沉降与承压水降深公式为：

S——地层沉降量(m)，为既有地下结构沉降控制标准，由专家评估或既有结构管理机构设定允许沉降量；

ΔP——水位变化施加在土层上的平均荷载(kPa)，为水头降低至关注点降低后水位水位差代表的水压，计算公式为：ΔP＝ρgΔh，其中ρ为水的密度103kg/m3，g为重力加速度(m/s2)，Δh为承压水层承压水头高度与关注点降水后水位高度之差(m)；

s1——承压水降深(m),即关注点承压水层水位下降厚度；

E——承压水层的弹性模量(kPa)；

步骤c：根据地质剖面和降水井设计参数，判断降水井是承压水完整井还是承压-潜水完整井，选取对应的计算关系式组，通过降深与降水井水面标高关系式组计算降水井水面标高；

当降水井为承压-潜水完整井的时，降深与降水井水面高度关系式组为：

Q——基坑计算涌水量(m3/d)；

H——潜水水位至承压水层底板的距离(m)；

M——承压水含水层厚度(m)；

h——降水井水面至承压水层底板的距离(m)；

R——降水影响半径；