基坑降水(承压含水层减压降水)施工组织方案及技术保证措施

2． 沉降数值模型

计算含水层的沉降量的沉降模型的方程为: △b*=-△h×△t×Sfe×A △b=-△h×△t×Sfv×A S=b1+b2+ ...+bn △h--水头变化量； △t—时间变化量；

△b*、△b--土层弹性压缩量、土层压缩量； A—相应土层厚度； Sfe--弹性压缩系数； Sfv—压缩系数； S—累计总沉降量。

方程中Δb 表示厚度为A 的含水层在Δt 时间内的压缩量。对于任何模型,若给定的前期固结水头大于初始水头,则指定前期固结水头为初始水头值，构成了求解地下水流和地面沉降之间的耦合模型。沉降模拟预测时，忽略土层的前期固结影响和试验期间减压降水的固结影响。 3． 模型剖分

根据场区的实际水文地质结构条件及几何形状进行三维剖分。由于承压含水层渗透性大，通过试算，确定以基坑中心点为基点，方向各延伸800m作为本次模拟计算区域，共计1600m×1600m。剖分时在基坑附近对网格加密，平面上剖分为158×116个网格单元（见图4.1），剖面上剖分为12层（见图4.2）。

图4.1 模型网格剖分图

图4.2 模拟范围局部放大图

3.5.2基坑数值模拟

根据钻孔地层和地下水位动态等建立基坑降水数值模拟模型，对布置的基坑减压方案进行数值模型模拟，通过数值计算手段进一步验证布置的方案的合理性，并预测基坑降水引起周边地区地下水渗流场变化趋势。

1.主体北侧区域基坑

根据布置的降水方案，对减压降水进行数值模拟，开启2口减压井。开挖至16.0m开始启动降压井（H1、H2），随开挖深度不断增加，至端头井开挖结束，单井涌水量在100～200m3/d，抽水稳定后可满足基坑开挖要求，各阶段水位降深运行结果如下：

图4.3 开挖17.1m前降压井期间水位降深等值线图

图4.4 开挖至坑底抽水稳定后水位降深等值线图

根据三维渗流数值模拟结果，主体基坑北侧1区域2口减压井全部开启运行5天后，基坑范围内承压水水位降深在3.0m左右，减压降水运行期间坑外水位降深在1.0～3.0m左右；基坑开挖至坑底后，运行稳定60天后基坑范围内水位降深为6.0～6.5m，减压降水运行期间坑外水位降深在3.0～6.0m左右。根据基坑稳定性分析计算结果，车站主体基坑安全水位降深5.2m左右，该减压性降水

设计满足主体基坑减压性降水要求，布置的减压降水方案是可行的。

减压降水对周边环境产生一定的影响，在降水影响半径范围内，由于土层产生压缩变形而引起一定范围内的地面沉降，其沉降量大小与减压降水强度、抽水时间长短等因素有关。为了解本工程减压降水对周边环境影响程度，预测上述减压方案运行时产生的地表沉降是必要的，并据此从环境影响角度分析减压降水方案的可行性。

图4.5 抽水60天后地表沉降等值线图

在持续减压抽水时，减压降水影响范围达200m左右，在抽水60天后基坑50m范围内沉降在4.0～8.0mm左右，此时基坑内减压降水对周边环境影响在控制范围内。

2.主体中间区域基坑

根据布置的降水方案，对减压降水进行数值模拟，开启2口减压井。开挖至16.0m开始启动降压井（H6、H7），随开挖深度不断增加，至端头井开挖结束，单井涌水量在100～200m3/d，抽水稳定后可满足基坑开挖要求，各阶段水位降深运行结果如下：