李方明， 陳國興

(1. 中國地震局工程力學(xué)研究所， 黑龍江 哈爾濱 150080； 2. 南京工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所， 江蘇 南京 210009)

0 引言

南京市近3/4的地域位于長江、秦淮河及滁河古河道漫灘區(qū)，地下水豐富，地層軟弱，工程地質(zhì)條件復(fù)雜。由于南京實(shí)施擁江發(fā)展戰(zhàn)略，大量的地鐵線路不可避免地位于長江漫灘區(qū)，已建成或規(guī)劃的地鐵站點(diǎn)約100多個位于長江漫灘區(qū)。長江漫灘地層上部以黏性土為主，下部以砂、礫石層為主，是典型的二元結(jié)構(gòu)。這種地層比較突出的特點(diǎn)是上部黏性土層中夾有粉細(xì)砂層透鏡體，下部砂層的厚度較大，為承壓含水層。由于砂礫含水層很厚，地鐵車站深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，考慮到經(jīng)濟(jì)性及施工難度等因素，大量采用懸掛式止水帷幕。懸掛式止水帷幕是指止水帷幕未穿透整個含水層，而是進(jìn)入含水層一定深度，結(jié)合坑內(nèi)降水，形成內(nèi)降外止的地下水處理方式。當(dāng)進(jìn)行坑內(nèi)降水時，坑外地下水需繞過止水帷幕墻底進(jìn)入坑內(nèi)，加大了坑外地下水的滲流路徑，減小了坑外地下水的水頭損失。由以往的地表沉降實(shí)測資料來看，懸掛式止水帷幕坑外水頭損失要小于開放式大降水引起的水頭損失，但降水引起的基坑周邊土體沉降不容忽視，其周邊地表沉降變形遠(yuǎn)大于落底式帷幕基坑開挖引起的地表沉降變形?；娱_挖和坑內(nèi)降水二者共同作用引起的地表沉降不同于單一因素引起的地表沉降，研究二者耦合作用引起的周邊地表沉降變形規(guī)律，對預(yù)估長江漫灘區(qū)類似工程周邊地表沉降變形大小、保護(hù)周邊環(huán)境具有重要的意義。

目前，針對落底式帷幕基坑周邊地表沉降規(guī)律的研究較多，例如： 王衛(wèi)東等[1]對上海地區(qū)深基坑周邊的地表變形規(guī)律進(jìn)行了實(shí)測統(tǒng)計(jì)分析； 吳鋒波等[2]和李淑等[3]對北京地鐵車站深基坑周邊地表變形特性進(jìn)行了研究； 童建軍等[4]對成都地鐵車站深基坑周邊地表的沉降規(guī)律進(jìn)行了研究； 朱瑤宏等[5]對寧波13個地鐵車站基坑的變形特性進(jìn)行了研究； 喬亞飛等[6]對無錫地區(qū)地鐵車站深基坑的變形特性進(jìn)行了研究。目前針對長江漫灘區(qū)特殊地質(zhì)條件下懸掛式止水帷幕基坑坑內(nèi)降水與土方開挖二者耦合作用下基坑周邊地表的變形規(guī)律尚無相關(guān)研究，以往的研究主要集中在單個基坑工程的懸掛式止水帷幕插入深度與坑外降水深度、地表沉降的關(guān)系上[7-10]。本文以7個江漫灘特殊地質(zhì)條件下地鐵深基坑工程地表實(shí)測沉降數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，采用理論分析、經(jīng)驗(yàn)公式和有限元數(shù)值模擬的方法，探討了長江漫灘區(qū)域懸掛式止水帷幕基坑開挖和坑內(nèi)降水二者耦合作用下周邊地表的沉降變形范圍、沉降曲線形式、最大沉降量位置以及開挖與降水引起的沉降量比值，以期為今后本地區(qū)內(nèi)類似工程的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測提供依據(jù)。

1 工程概況

長江漫灘區(qū)地鐵車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度一般為15.5～20.0 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬約22.0 m，均采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐的圍護(hù)方式。地下連續(xù)墻既作為擋土結(jié)構(gòu)又兼作止水結(jié)構(gòu)，厚度一般為800 mm和1000 mm，澆筑混凝土強(qiáng)度等級為C35，接頭采用H型鋼。首道支撐均采用強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性較好的鋼筋混凝土支撐，其余各道支撐和倒撐均采用方便施工的φ609 mm×16鋼管支撐。坑底采用裙邊加抽條的水泥土加固方式，加固深度為3.0 m?？觾?nèi)采用管井降水，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用明挖順作法施工?；又ёo(hù)剖面示意圖如圖1所示。7個地鐵車站的工程地質(zhì)剖面圖如圖2所示。各地鐵深基坑支護(hù)情況見表1。

圖1 基坑支護(hù)剖面示意圖

圖2 工程地質(zhì)剖面圖

Table 1 General situation of deep foundation pit support of every metro

名稱止水帷幕開挖深度h/m嵌固深度d/m含水層厚度/m中間風(fēng)井懸掛式23．020．031．0景新村懸掛式17．023．031．0柳州東路懸掛式20．027．057．0臨江懸掛式16．016．031．0夢都大街懸掛式16．016．037．0綠博園懸掛式19．018．031．0江心洲懸掛式17．017．044．0

2 有限元數(shù)值模擬

2.1 計(jì)算區(qū)域及邊界條件

地鐵車站深基坑均為狹長型，可采用ABAQUS二維平面有限元模型分析計(jì)算，模型計(jì)算區(qū)域由基坑開挖與降水對周邊土體沉降變形的影響范圍確定。由于降水影響范圍通常遠(yuǎn)大于基坑開挖影響范圍，因此模型計(jì)算寬度的取值主要取決于降水的影響半徑。模型計(jì)算深度取至基巖面，無論是開挖還是降水對其變形影響甚微。

在進(jìn)行懸掛式止水帷幕基坑內(nèi)管井降水時，假設(shè)基坑為一個大的非完整井，地下水在地下連續(xù)墻外側(cè)沿垂直向繞流，坑內(nèi)水位下降較快，地下連續(xù)墻處水位落差最大，遠(yuǎn)離基坑區(qū)域的水位降落不明顯，從而形成一個以基坑地下連續(xù)墻外壁為中心的降落漏斗。降水初期，地下水運(yùn)動呈明顯的非穩(wěn)定流，后期逐漸趨于穩(wěn)定流。因江漫灘區(qū)均為降低承壓含水層水頭，其降水影響半徑可采用經(jīng)驗(yàn)公式(1)估算[11]：

(1)

式中：R為降水影響半徑，m；sw為井水位降深，m，當(dāng)井水位降深小于10.0 m時，取sw=10.0 m；k為降水井影響范圍內(nèi)含水層滲透系數(shù)的加權(quán)平均值，m/d。

假設(shè)基坑為大井，懸掛式地下連續(xù)墻止水帷幕外側(cè)的地下水位降深小于10.0 m，已滿足承壓水頭降低要求。以中間風(fēng)井為例，降水井影響范圍內(nèi)含水層滲透系數(shù)的加權(quán)平均值約為1.9 m/d，經(jīng)計(jì)算降水影響半徑約為137.8 m。

綜上所述，以中間風(fēng)井為例，模型計(jì)算深度取60.0 m，即從地表面算起至K2p-3泥巖層，約為開挖深度的3倍； 計(jì)算寬度取基坑外140.0 m，約為開挖深度的7倍； 計(jì)算厚度取1.0 m。

模型邊界為法向約束，底面為全約束(法向約束和切向約束)。模型兩側(cè)邊界地下水位于地表以下0.5 m，水位恒定，底面邊界不透水?？觾?nèi)設(shè)管井，每次降水完畢，坑內(nèi)最高水位線位于開挖面以下1.0 m，水位線處孔壓為0。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)與土的接觸面采用面與面接觸的指令Contact Pair進(jìn)行分析，接觸面無厚度，滑移小，采用Mohr-Coulumb摩擦模型，摩擦因數(shù)為0.3，應(yīng)用罰函數(shù)運(yùn)算法則。當(dāng)采用落底式帷幕時，地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)與土的接觸面可采用面與面接觸指令Tie進(jìn)行分析。

2.2 計(jì)算參數(shù)

有限元計(jì)算模型中黏性土采用硬化的修正劍橋模型(MCC)本構(gòu)關(guān)系，砂性土采用摩爾庫倫模型(MC)本構(gòu)關(guān)系。依據(jù)勘察報(bào)告提供的實(shí)測值、經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)值和實(shí)測資料反演得到土體的物理力學(xué)參數(shù)。

修正劍橋模型中，λ為壓縮曲線的斜率(對數(shù)體積模量)，κ為回彈曲線的斜率(對數(shù)體積模量)，M為通過平均主應(yīng)力P和等效偏應(yīng)力t應(yīng)力平面上原點(diǎn)的臨界狀態(tài)線斜率。λ根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(2)由塑性指數(shù)IP確定[12]，M根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(3)由內(nèi)摩擦角φ確定[11]，κ根據(jù)參數(shù)反演推算取值為λ/10[13-14]。中間風(fēng)井基坑各土層物理力學(xué)參數(shù)見表2。

λ=0.016 5Ip-0.130 9。 (2)

土體單元采用平面4節(jié)點(diǎn)滲流應(yīng)力耦合單元CPE4P，鋼筋混凝土支撐、鋼管支撐和地下連續(xù)墻均采用無厚度梁單元B21模擬。地下連續(xù)墻和鋼筋混凝土支撐材料的彈性模量Ec=3×104MPa，泊松比v=0.2，鋼管支撐彈性模量Et=2×105MPa，泊松比v=0.2，均為線彈性材料。

2.3 計(jì)算步驟

根據(jù)地鐵深基坑開挖和降水的實(shí)際施工工況，并基于有限元分析的收斂要求，采用以下幾個分析步驟模擬整個施工過程： 第1步為初始地應(yīng)力平衡過程，去掉原始土體之外的所有單元以及相應(yīng)接觸； 第2步為激活地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)單元與土體的接觸關(guān)系，進(jìn)行第1次降水，開挖第1層土，并施加第1道鋼筋混凝土支撐； 第3步為第2次降水，第2次開挖土體，施加第2道鋼管支撐； 第4步為繼續(xù)降水，開挖下層土體，施加下層鋼管支撐，直至土層開挖至坑底。整個過程中通過坑內(nèi)降水井設(shè)定水位線處孔壓為0，實(shí)現(xiàn)坑內(nèi)降水，通過軟件的殺死和激活功能實(shí)現(xiàn)土體的開挖和支撐。

3 有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值對比分析

目前地鐵深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的計(jì)算軟件有北京理正和上海同濟(jì)啟明星，但均有很大的局限性，僅能計(jì)算基坑土方開挖引起的基坑周邊地表沉降，不能同時考慮開挖和降水二者耦合的作用，計(jì)算結(jié)果偏安全，一般僅作為參考。ABAQUS有限元軟件能夠考慮開挖與降水二者的共同作用，能夠較好地模擬坑外地表沉降的大小。對于中間風(fēng)井基坑，采用ABAQUS有限元模擬計(jì)算的落底式帷幕和懸掛式止水帷幕豎向位移云圖如圖3所示。

(a) 落底式帷幕

(b) 懸掛式止水帷幕

Fig. 3 Vertical displacement nephograms of suspended waterproof curtain and full waterproof curtain (middle ventilation shaft)

分別采用ABAQUS有限元、北京理正和上海同濟(jì)啟明星軟件計(jì)算基坑周邊地表的沉降量，與實(shí)測沉降量進(jìn)行對比，如圖4所示。由圖4可以看出，采用ABAQUS有限元計(jì)算的落底式帷幕和懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降曲線形態(tài)均為凹槽型，懸掛式止水帷幕基坑地表沉降曲線與實(shí)測曲線較為吻合，計(jì)算值略小于實(shí)測值，但大于落底式帷幕基坑地表沉降計(jì)算值； 北京理正和上海同濟(jì)啟明星軟件計(jì)算的地表沉降曲線形態(tài)是閉合的，與ABAQUS落底式帷幕地表沉降曲線較為吻合，但采用ABAQUS計(jì)算的落底式帷幕沉降曲線形態(tài)受邊界條件影響，沉降曲線到模型邊界時仍未完全閉合。

圖4 地表沉降曲線對比圖(中間風(fēng)井)

Fig. 4 Comparison of ground surface settlement (middle ventilation shaft)

3.1 地表沉降范圍

懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降主要是由基坑開挖及降水共同作用引起的。根據(jù)沉降影響程度，可以將基坑周邊地表沉降影響范圍分為3個區(qū)，各分區(qū)如圖5所示。Ⅰ區(qū)為主要影響區(qū)，主要由基坑開挖和降水共同作用引起； Ⅱ區(qū)為次要影響區(qū)，主要由降水引起； Ⅲ區(qū)為弱影響區(qū)，可能由降水引起。

圖5 懸掛式止水帷幕基坑地表沉降影響分區(qū)

Fig. 5 Influence partition of ground surface settlement for suspended waterproof curtain

Ⅰ區(qū)主要由基坑開挖引起的地表沉降范圍控制，采用地下連續(xù)墻深度H或?qū)崪y的最大沉降點(diǎn)位置xm界定。當(dāng)以地下連續(xù)墻深度H界定時，主要影響區(qū)范圍為[15]

(4)

式中：H為地下連續(xù)墻深度，m；φ為地下連續(xù)墻穿越土層的平均內(nèi)摩擦角，(°)。

由于基坑開挖與降水引起的地表沉降曲線一般不服從正態(tài)分布密度函數(shù)，且基坑邊緣地表沉降一般不為0，因此，Ⅰ區(qū)沉降曲線可采用式(5)表示。

S(x)=-(Ax+S0)e-π(x/2r)2。

(5)

式中：A為待定參數(shù)；S0為基坑邊緣處地表沉降值，即x=0處的地表沉降值；r為地表沉降最大點(diǎn)到Ⅰ區(qū)地表沉降盆地邊緣的距離。

(6)

表3 地表沉降主要影響區(qū)范圍

表4 地表沉降主要影響區(qū)范圍

因懸掛式止水帷幕地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)嵌固深度更多考慮了坑外水位降深的要求，一般比落底式帷幕地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)嵌固深度大。從理論上說，地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)深度H越大，坑內(nèi)水位降深越小，主要影響區(qū)Ⅰ范圍越小，但是采用式(4)計(jì)算主要影響區(qū)Ⅰ時，H越大影響范圍越大，這顯然是矛盾的，因?yàn)槭?4)適用于不考慮降水條件下基坑周邊地表沉降范圍的計(jì)算。因此，懸掛式止水帷幕基坑地表主要影響區(qū)Ⅰ的范圍可取為基坑周邊1.3h或Htan(45°-φ/2)的較小值。

次要影響區(qū)Ⅱ主要由坑內(nèi)降水引起的地表沉降范圍控制。因江漫灘懸掛式止水帷幕基坑均為降低承壓含水層，根據(jù)式(1)計(jì)算承壓含水層的影響半徑Rw?；咏邓绊懓霃揭姳?。各地鐵基坑次要影響區(qū)4h處地表沉降量S4h和5h處地表沉降量S5h見表6。

由表5可以看出，坑內(nèi)降水影響半徑Rw為110.0～124.7 m，其與基坑深度h的比值Rw/h為5.42～7.46，均值為6.57。由表6可以看出，在各基坑外4h(64.0～92.0 m)處，地表沉降量為2.78～10.37 mm，與最大沉降量的比值S4h/Smax為4.88%～24.14%； 在各基坑外5h(80.0～115.0 m)處，地表沉降量S5h為1.20～4.77 mm，與最大沉降量的比值S5h/Smax為 2.11%～11.11%。由此可見，基坑周邊4h～5h處地表沉降已較小，可選取地表沉降次要影響區(qū)R2為基坑周邊1.3h至(4～5)h。在基坑(4～5)h范圍之外承壓水位降低較小，對地表的沉降影響也較小，因此，可設(shè)基坑(4～5)h之外為弱影響區(qū)。從現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)來看，在柳州東路地鐵車站距離基坑邊80.0 m(4h)處的地面沉降為10.1 mm。

表5 基坑降水影響半徑Rw

表6 基坑次要影響區(qū)沉降量

根據(jù)以上分析結(jié)果，可將江漫灘區(qū)懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降分為3個區(qū)，各區(qū)劃分范圍見表7。

表7 懸掛式止水帷幕基坑工程影響分區(qū)

注： 工程影響區(qū)按表中1.3h或Htan(45°-φ/2)的較小值進(jìn)行劃分。

圖6示出江漫灘區(qū)懸掛式止水帷幕基坑開挖和坑內(nèi)降水引起的地表沉降影響分區(qū)和上海市基坑工程技術(shù)規(guī)程[16]中板式支護(hù)體系基坑開挖引起的圍護(hù)墻后地表沉降影響分區(qū)對比曲線。由圖6可以看出，江漫灘區(qū)懸掛式止水帷幕地表最大沉降位置(0.7h)大于上海市基坑工程技術(shù)規(guī)程中地表最大沉降位置(0.5h)。本文將懸掛式止水帷幕基坑距離圍護(hù)墻外側(cè)1.3h的范圍作為主要影響區(qū)域，x=1.3h處地表沉降為最大沉降的0.34倍，而僅由土方開挖引起的地表沉降為最大沉降的0.11倍，這與上海市基坑工程技術(shù)規(guī)程將x/h=0.1Smax范圍作為主要影響區(qū)的規(guī)定基本吻合。上海市基坑工程技術(shù)規(guī)程規(guī)定的僅由土方開挖引起的地表沉降范圍大于江漫灘區(qū)基坑工程中僅由土方開挖引起的地表沉降范圍，主要原因是南京江漫灘區(qū)上部為軟黏土，軟黏土中夾薄層砂，下部為砂礫層，其物理力學(xué)指標(biāo)優(yōu)于上海軟黏土。漫灘區(qū)基坑地表沉降次要影響區(qū)范圍大于上海軟土地區(qū)基坑地表沉降次要影響區(qū)范圍，主要原因是南京漫灘區(qū)懸掛式止水帷幕坑內(nèi)降水影響區(qū)范圍大于上海軟土地區(qū)基坑開挖引起的地表沉降范圍。

圖6 地表沉降影響分區(qū)對比曲線

3.2 地表沉降曲線

落底式帷幕基坑地表沉降曲線形態(tài)可采用高斯函數(shù)或拋物線進(jìn)行描述，如北京理正軟件采用二次拋物線，同濟(jì)啟明星軟件采用peck曲線(高斯函數(shù))和拋物線曲線。懸掛式止水帷幕基坑地表沉降由于受到開挖和降水的共同影響，沉降曲線很難采用1種形態(tài)曲線進(jìn)行描述。在基坑地表沉降主要影響區(qū)Ⅰ范圍內(nèi)，地表沉降曲線不服從正態(tài)分布密度函數(shù)，可采用式(5)描述，在主要影響區(qū)之外可采用指數(shù)函數(shù)曲線進(jìn)行描述。

基坑開挖和降水共同作用引起的主要影響區(qū)的沉降曲線可采用式(5)進(jìn)行擬合。中間風(fēng)井基坑懸掛式止水帷幕地表沉降曲線函數(shù)擬合為

地表沉降擬合曲線如圖7所示。由圖7中擬合曲線和實(shí)測曲線的對比可以看出，在主要影響區(qū)Ⅰ內(nèi)，式(7)擬合精度較高，對地表沉降預(yù)測有較強(qiáng)的適用性。

圖7 地表沉降擬合曲線(中間風(fēng)井)

Fig. 7 Fitting curves of ground surface settlement (middle ventilation shaft)

對于懸掛式止水帷幕在地表沉降主要影響區(qū)Ⅰ之外的區(qū)域主要由降水引起，地面沉降曲線服從指數(shù)函數(shù)。對中間風(fēng)井基坑主要影響區(qū)以外區(qū)域的沉降曲線采用指數(shù)函數(shù)擬合，擬合公式為

(8)

地表沉降分段擬合曲線如圖8。由圖8可以看出，采用式(8)指數(shù)函數(shù)能較好地模擬主要影響區(qū)Ⅰ以外區(qū)域的地表沉降曲線形態(tài)。

圖8 地表沉降分段擬合曲線(中間風(fēng)井)

Fig. 8 Piecewise fitting curves of ground surface settlement (middle ventilation shaft)

綜上所述，落底式帷幕和懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降曲線均為凹槽型。對于懸掛式止水帷幕可根據(jù)工程影響分區(qū)分段選用不同的曲線形式表達(dá)，在主要影響區(qū)Ⅰ內(nèi)的地表沉降曲線采用式(5)表達(dá)，對主要影響區(qū)Ⅰ之外的地表沉降曲線采用式(10)表達(dá)。則按分區(qū)表達(dá)的地表沉降擬合公式為

(9)

(10)

式中：k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；m為擬定參數(shù)。

3.3 地表沉降量最大點(diǎn)位置

對于同等條件下的地鐵基坑采用ABAQUS有限元軟件計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)為落底式帷幕時的地表沉降，即忽略降水的影響。各基坑采用落底式帷幕和懸掛式止水帷幕時的地表沉降量最大點(diǎn)位置與地下連續(xù)墻的水平距離xm見表8。從表8可以看出，落底式帷幕基坑xm=(0.53～0.65)h，位于地下連續(xù)墻后9.0～13.0 m，懸掛式止水帷幕xm=(0.65～0.76)h，位于地下連續(xù)墻后12.0～15.0 m。因此，懸掛式止水帷幕基坑地表最大沉降量位置比落底式帷幕基坑大1.0～3.0 m。

表8基坑地表沉降最大點(diǎn)位置與地下連續(xù)墻的水平距離xm

Table 8 Statistics ofxmbetween locations of maximum settlement points of foundation pit and underground diaphragm wall

名稱挖深h/m落底式帷幕xm/m距深比xm/h懸掛式止水帷幕xm/m距深比xm/h中間風(fēng)井23．013．00．5715．00．65景新村17．011．00．6513．00．76柳州東路20．013．00．6514．00．70臨江16．09．00．5612．00．75夢都大街16．09．00．5612．00．75綠博園19．012．00．6314．00．74江心洲17．09．00．5312．00．71

3.4 開挖與降水引起的地表沉降量占比

假設(shè)各地鐵基坑條件相同，采用ABAQUS有限元軟件計(jì)算出采用落底式帷幕時的地表沉降，開挖和降水各自引起的地表沉降量占比見表9。由表9可以看出，在江漫灘特殊地質(zhì)條件下，懸掛式止水帷幕基坑地表沉降量遠(yuǎn)大于落底式帷幕基坑地表沉降量； 在沉降量最大位置，由開挖引起的地表沉降量占比為0.21～0.49，由降水引起的地表沉降量占比為0.51～0.79。由此可見，懸掛式止水帷幕坑內(nèi)降水引起的地表沉降占比很大，不應(yīng)忽視。

表9開挖與降水引起的地表沉降量占比

Table 9 Statistics of proportions of ground surface settlement caused by excavation and that caused by drainage

名稱xm/m落底式帷幕開挖沉降量/mm開挖沉降量占比懸掛式止水帷幕總沉降/mm降水沉降量/mm降水沉降量占比中間風(fēng)井15．026．240．4656．9830．740．54景新村13．022．540．4253．7631．220．58柳州東路14．019．720．4741．5921．870．53臨江12．012．450．2942．9530．500．71夢都大街12．010．220．2148．8438．620．79綠博園14．026．870．4954．9328．060．51江心洲12．011．380．2642．9631．580．74

4 結(jié)論與建議

在江漫灘特殊地質(zhì)條件下，懸掛式止水帷幕深基坑開挖與降水引起的地表沉降有如下規(guī)律。

1)采用ABAQUS有限元軟件可以考慮開挖與降水二者的共同作用，能夠較好地模擬計(jì)算基坑外地表的沉降大小。懸掛式止水帷幕基坑開挖與降水引起的周邊地表沉降影響范圍遠(yuǎn)大于落底式帷幕基坑開挖與降水引起的地表沉降影響范圍。懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降影響范圍可以劃分為3個區(qū)，主要影響區(qū)Ⅰ為基坑周邊1.3h或Htan(45°-φ/2)，次要影響區(qū)Ⅱ?yàn)榛又苓?.3h或Htan(45°-φ/2)至(4～5)h范圍內(nèi)，弱影響區(qū)Ⅲ為基坑周邊(4～5)h范圍以外。

2)落底式帷幕和懸掛式止水帷幕的基坑地表沉降曲線形態(tài)均為凹槽型。對于落底式帷幕基坑開挖引起的地表沉降曲線可用單一函數(shù)進(jìn)行擬合，對于懸掛式止水帷幕可根據(jù)工程影響分區(qū)選用不同的函數(shù)進(jìn)行擬合。

3)懸掛式止水帷幕深基坑地表沉降最大位置離坑邊的距離xm為12.0～15.0 m，其與基坑開挖深度h的比值約為0.7。

4)懸掛式止水帷幕基坑周邊地表沉降遠(yuǎn)大于落底式帷幕基坑周邊地表沉降。在沉降最大位置處，由開挖引起的地表沉降量占比為0.21～0.49，由降水引起的地表沉降量占比較大，為0.51～0.79。因此，對于懸掛式止水帷幕坑內(nèi)降水引起的地表沉降不能忽視。

本文僅選用了7個漫灘區(qū)懸掛式止水帷幕地鐵深基坑開挖實(shí)例進(jìn)行分析，得出了周邊地表的沉降規(guī)律，有一定的局限性，在以后的研究中應(yīng)對未來建設(shè)的更多類似項(xiàng)目的地表沉降資料進(jìn)行總結(jié)。由于受到車輛、機(jī)械荷載等影響，實(shí)際觀測過程中得到的地表沉降值也會受到一定的影響，因此，在今后類似工程實(shí)際測試中可以設(shè)置一定的深層沉降標(biāo)對研究成果進(jìn)行復(fù)核。

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