深基坑桩锚支护渗流数值分析与监测研究

芮彩雲，李 斌

（甘肃省建筑科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730070）

0 引言

随着经济建设速率的增加，城市用地范围逐渐趋于紧张，必然造成城市建设向着地下空间发展，伴随着产生了大量超深基坑，而超深复杂基坑已经成为研究的重点，其中基坑地下水渗流及水位变化引起的问题也逐渐复杂多面［1］。基坑施工过程中，地下水的存在会加大基坑施工难度，而兰州地区分布有大量的湿陷性黄土，属黄河一级阶地，地下水分布复杂［2，3］，具有较为明显的三维非稳定渗流特征［4-9］。在基坑开挖与降水施工过程中，土体卸荷产生的应力场和渗流所产生的渗流场土会共同促使基坑周围土体向坑内发生变形，导致坑底土体隆起和周围土体产生沉降变形［10-15］。针对以上问题，需通过对基坑施工过程中基坑开挖与降水进行模拟，分析基坑开挖过程中各个工况所产生的变形。

本文以兰州某深基坑支护及降水工程为例，基于基坑降水三维渗流分析方法，建立了深基坑降水三维渗流模型，根据模型分析结果及监测数据分析了在兰州地区特有地质环境下基坑开挖及降水对周边环境的影响大小，为兰州地区地铁车站及类似深基坑设计和施工提供重要的依据。

1 非饱和渗流-应力全耦合模型

依据非饱和土有效应力原理如式（1）及（2）所示。

式（1）中：σ′为有效应力，Pa；σ为总应力，Pa；uw为孔隙水压力，Pa；χ为面积系数，与土体的sr有关。

式（2）中：G表示剪切模量，Pa；v表示泊松比；wx，wy，wz分别表示x，y和z方向上的位移分量，m；……