富水半成巖砂巖段深基坑工程周圍地表沉降的預測模型研究

為建立合理的基坑工程監(jiān)測變形控制基準值,以天津站樞紐超深基坑為研究對象,根據(jù)基坑特點與環(huán)境控制要求,參照現(xiàn)行相關規(guī)范和規(guī)程,采用工程類比法和基于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,提出了天津站基坑工程控制基準建議,即地表沉降控制基準值建議為30～35mm,圍護結(jié)構(gòu)的水平位移控制基準值建議為60～75mm,支撐內(nèi)力和土壓力控制基準值建議分別采用65%f和60%～70%f(f為軸力或荷載設計值),以期為類似工程控制基準的制定提供參考。

根據(jù)地層損失方法與基坑支護結(jié)構(gòu)變形曲線方程的結(jié)合,總結(jié)了基坑周圍位移場的變化規(guī)律,通過理論推導及部分假定,得出基坑外地表沉降的最大值計算公式。利用高斯函數(shù)擬合方法提出基坑外土體縱向變形曲線方程,與工程實例進行了對比分析,驗證其正確性,對類似工程具有指導和借鑒意義。

為研究基坑在開挖期間引起的地表以及地表上建筑沉降的規(guī)律,在理論分析的基礎上,結(jié)合沈陽柳條湖站基坑現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù),提出了地表沉降數(shù)值計算模型,并對計算模型中的參數(shù)進行了分析.研究結(jié)果表明:考慮支護結(jié)構(gòu)側(cè)移影響下建立起來的數(shù)值計算模型具有一定的合理性,能夠很好地預測基坑周圍地表的沉降趨勢;基坑沉降計算模型的建立實現(xiàn)了定量地分析地表沉降問題,能夠準確計算基坑周圍不同距離地表的沉降值.研究初步建立計算地表沉降的模型,有助于完善沈陽地區(qū)地鐵車站設計施工過程中地表沉降分析和預測的理論.

在實測資料和前人研究的基礎上,分析了軟土地區(qū)深基坑圍護結(jié)構(gòu)水平位移值和墻后地表沉降的變化規(guī)律。對圍護結(jié)構(gòu)水平位移進行二次曲線擬合,假設地表沉降曲線形態(tài)可用正態(tài)分布密度函數(shù)來描述,利用地層損失法計算各工況下墻后最大地表沉降,并與各工況下實測最大地表沉降比較,提出了軟土流變性對地表沉降規(guī)律的滯后影響。

淺談深基坑開挖周圍地表沉降的預測方法——深基坑開挖是一項復雜的系統(tǒng)工程，在支護加固以及變形控制不當?shù)那闆r下，常會因邊緣地面沉降量超出設計值而危及周圍各種構(gòu)筑物的正常使用：如地下市政管線的破裂，周圍建筑物的傾斜等。本文總結(jié)并對比基坑開挖周圍地表...

為了預測深基坑工程施工前預降水誘發(fā)的地表沉降量,考慮到不同含水率狀態(tài)下土體重度存在差異,應用大井法基坑降水原理,基于有效應力原理和一維固結(jié)壓縮理論,計算降水區(qū)域單元土體的固結(jié)壓縮量；并通過隨機介質(zhì)理論方法預測基坑周圍的地表沉降量。以某基坑降水施工為背景,理論計算結(jié)果顯示:預降水導致基坑南側(cè)5m處地表沉降量達28.56mm；降水影響范圍為80m；與現(xiàn)場實測值對比顯示兩者誤差小于10%,驗證了研究思路的合理性。

地鉸施工段地表沉降預測是地鐵施工及周邊建筑物安全評價的基礎。結(jié)合某工程實例，運用logistic模型分析了適用于基境地表沉降變形監(jiān)測的動態(tài)預測模型，對模型的預測結(jié)果進行了分析和檢驗。從而驗證了誼模型應用在地鐵車站基坑變形監(jiān)測中的可行性。基坑用邊地表沉降監(jiān)測結(jié)果表明?；娱_挖會遺成一定范圍的地表沉降，對此提出相應的保護措施。

以南昌某臨近運營鐵路的深基坑工程為背景,通過分析現(xiàn)場實際監(jiān)測數(shù)據(jù),探討了深基坑施工對周圍地表沉降的影響因素。結(jié)果表明:隨著時間和測距的增加,周圍地表的沉降量都呈先增大后減小的趨勢；本工程采用的增加灌注樁來進行土體加固并限制土體的橫向移動來進行鐵路干線的加固隔離,起到了很好的作用；并且預軸力支撐的架設,考慮基底的回彈隆起,利用時空效應的施工均在一定程度上減小了周圍地表的沉降量。

軟土地區(qū)深基坑開挖引起周圍地表沉降分析——本文提出了按正態(tài)分布密度函散計算軟土地區(qū)探基坑開挖中由支護結(jié)構(gòu)變位引起周圍地表沉降值的公式。實例計算表明本文計算方法精度較高，對地表沉降預測有較強的實用性。

隨著我國城市化的發(fā)展進程,高空和地下資源越來越多地被加以開發(fā)利用,尤其深基坑的開挖會不可避免地涉及到降水問題,對于高壓富水地層,這個問題顯得更加突出。深基坑開挖引起的降水以及對周圍地表沉降的影響已成眾多建筑專家關注的熱點問題,但是,目前還有很多工程實際問題沒有得到有效解決,需進一步的探討。

基坑變形分析和周圍地面沉降的預測——通過分析基坑工程圍護結(jié)構(gòu)變形規(guī)律和對基坑圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測的側(cè)向位移數(shù)據(jù)，預測出基坑周邊地表沉降曲線，推導出地下工程施工對環(huán)境的影響規(guī)律，從而為基坑施工提供指導性依據(jù)，為城市建設中的環(huán)境保護提供保障。

簡單地介紹了bp神經(jīng)網(wǎng)絡與灰色系統(tǒng)gm(1,1)模型原理,并利用matlab語言及其工具箱,結(jié)合某深基坑工程的地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)編制了預測預報程序,實現(xiàn)了地表沉降數(shù)據(jù)的預測預報。分析了這2種模型的預測結(jié)果。

深基坑工程對坑外地表沉降的影響,主要包含基坑開挖、基坑降水引起的地表沉降。文章通過對基坑開挖的有限元模擬及降水影響計算,分析了深基坑工程周邊地表沉降、沉降的組成、變化趨勢,以及對周邊建筑沉降的影響。

目前,中國城市地下鐵道建設方興未艾,地鐵施工對周邊環(huán)境的影響不容忽視,而地鐵施工誘發(fā)地表沉降預測與控制是亟待深入研討的重要課題。針對地下鐵道施工誘發(fā)地表變形的特征和規(guī)律,提出了應用logistic模型進行模擬和預測的思想,詳細闡述了logistic模型的建立、參數(shù)估計、應用框架及其檢驗方法。結(jié)合北京地鐵10號線呼家樓車站西南迂回風道拱頂處和設備通道施工引起地表豎直方向沉降的實測值,應用logistic模型進行模擬和理論預測以及模型檢驗。logistic模型預測法原理簡單,計算容易,通過與施工中的實際測量值對比,證實logistic模型預測法合理性和應用價值。最后提出了logistic模型預測及應用的進一步深化研究方向。

對深基坑施工地表沉降預測時序問題進行了分析,結(jié)合現(xiàn)有國內(nèi)外研究成果,通過對經(jīng)驗進行總結(jié),并借助于模型計算,對深基坑施工地表沉降規(guī)律進行了研究,以滿足實際施工需要。

目前國內(nèi)研究氣井產(chǎn)能預測方法有很多種,但針對超高壓裂縫性砂巖氣井產(chǎn)能預測方法卻很少,而且很多預測方法忽律了壓力敏感效應對產(chǎn)能的影響。文中根據(jù)氣層滲流理論和裂縫性壓力敏感地層的特性,建立了適合于定壓內(nèi)邊界、封閉外邊界條件下超高壓裂縫性砂巖氣層的不定常滲流模型,并推導出了超高壓裂縫性砂巖氣層的不定常滲流模型的有限差分方程。通過計算確定了壓力敏感系數(shù)對產(chǎn)能曲線的影響,得到了確定超高壓裂縫性砂巖氣層壓力敏感參數(shù)的方法。通過塔里木某氣田高壓深層氣井的實例分析,得到了較好的分析結(jié)果,同時也驗證該文所建立的超高壓裂縫性砂巖氣層的不定常滲流模型的正確性。

對深基坑工程帶來的環(huán)境問題進行了分析,如支護變形、基坑回彈、基坑排水引起的沉降問題以及施工過程中的各種污染等,并提出了相應的防治措施。

以武漢地鐵二號線虎泉站至名都站區(qū)間施工監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎,運用logistic時間函數(shù)模型,對由地鐵區(qū)間隧道開挖引起的地表沉降曲線隨時間變化規(guī)律進行擬合分析。根據(jù)擬合結(jié)果,確定了該區(qū)間隧道開挖過程中沉降量logistic時間曲線的5個關鍵點及3個未知參數(shù),從而建立了針對該區(qū)間隧道地面沉降的lo-gistic時間預測經(jīng)驗模型,將該模型用于預測得到了很好的預測結(jié)果。

以蘭州市城市軌道交通1號線一期工程第三系紅砂巖特殊地層中深基坑工程地下水處理為例,針對蘭州地區(qū)紅砂巖遇水易軟化、崩解、流塑性強、暴露地表易風化等特性,首次提出了\"上降下截\"的地下水處理設計方案,總結(jié)深基坑開挖不同階段遇到的水文地質(zhì)問題,形成了在強風化紅砂巖特殊地層中\(zhòng)"攔、截、堵、排、降\"的綜合處理措施,以期指引類似地層的設計和施工。

準確預測出砂對于合理選擇油氣井防砂措施以及平臺除砂工藝具有重要意義。利用結(jié)構(gòu)滲流力學及變形耦合的基本原理,建立了應力場和滲流場耦合作用的疏松砂巖三維出砂預測分析模型,運用大型有限元軟件進行了求解,并與現(xiàn)場實際結(jié)果進行了對比分析。研究認為:地層壓力變化,引起射孔孔道及井筒周圍巖石應力場與滲流場重新分布,且相互作用影響,是砂巖出砂主要因素;射孔孔道是儲層出砂敏感部位;生產(chǎn)制度改變引起地層參數(shù)變化,亦是誘發(fā)出砂的重要因素。模擬結(jié)果與現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況相吻合,對現(xiàn)場油氣井出砂預測與防砂工藝具有一定的指導意義。

首先講述了基坑降水對周圍環(huán)境影響的研究意義.在此基礎上根據(jù)土體平衡微分方程、質(zhì)量守恒定律、有效應力原理以及達西定律[1-4]建立了滲流場與位移場的耦合數(shù)學模型.利用有限差分軟件flac[5]對基坑降水環(huán)境效應的耦合性狀進行分析.將有限差分耦合模型應用于秦皇島市東港路改造工程基坑降水工程,最后將計算結(jié)果和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行對比,驗證了滲流耦合模型在工程應用中的合理性和正確性,具有一定的理論意義和實用價值.

降水是保證基坑在干燥環(huán)境進行施工的必要措施,但也是引起地層沉降的原因之一.富水圓礫地層在南寧地鐵施工中是一種常見地質(zhì)情況,本文依托南寧軌道交通2號線蘇盧站,分析了富水圓礫地層中基坑降水引起地表沉降的原因,根據(jù)分層總和法和地下水動力學中井的滲流理論計算了圓礫地層水位降深產(chǎn)生的地表沉降,并與蘇盧站實際地表沉降值進行對比.分析結(jié)果表明,圓礫地層降水影響范圍廣,造成地表沉降主要是由于承壓水流失和地層土顆粒流失兩個因素,采用隔水帷幕或地下連續(xù)墻和坑內(nèi)降水的施工技術可以有效控制降水影響范圍,控制地表沉降.