三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
地下水渗流对工民建基坑施工中的影响及对策分析
地下水渗流对工民建基坑施工中的影响及对策分析摘要：工民建中基坑施工中比较容易出现基坑坍塌的现象，该种现象的存在主要由于地下水渗流的影响，施工过程中如果不注意地下水的处理会给施工带来严重的损害。
本文分析了地下水渗流对工民建基坑施工中的影响，探讨了工民建基坑施工中地下水渗流的处理对策，以供参考借鉴。
关键词：地下水渗流；工民建；基坑施工；影响；处理对策1.引言众所周知，基坑施对工民建筑工程影响重大，它的施工首先要具备以下条件：要确保基坑在开挖过程中的干燥状态，为施工的顺利进行创造优良环境；要保证基坑边坡随时处于相对稳定状态，把安全施工放在重要位置。
在工民建基坑施工中，要兼顾这两方面，否则造成严重的施工事故。
然而，在实际操作过程中会出现各种基坑问题，其中包括基坑积水或者土质疏松，从而给施工造成困难，发生“流沙现象”引起边颇坍塌，地质结构受到破坏，更有甚者是内部基坑土本发生大范围位移，以周围建筑物造成不良影响，严重时可能出现大灾害。
以上异常不良情况的发生很大程度上是因为在施工过程中对地下水的失误处理。
地下水处理的好坏直接关系到日后施工，所以重视对地下水渗流处理和防治。
2.地下水渗流对工民建基坑施工中的影响2.1地下水渗流发生的前提条件地下水渗流发生的三个条件：充足的水量补给、水头差和基坑土层的渗透性。
充足的水量补给是最根本的条件。
如果地下水位在基坑底以下，对基坑而言，不需要考虑地下水的渗流；如果水量补给来自降水，那么地下水的渗流就取决于降雨强度大小和时间；如果基坑附近有大江大湖等水源的存在，还要考虑它们之间的距离，基坑开挖过程中，导致基坑内外存在水头差，对基坑的侧压力有一定的影响，这个是普遍存在的现象。
土的颗粒大小、级配、充填和胶结物，土的密实度、颗粒的矿物成分，层理结构都影响着土的渗透性的大小。
例如硬塑的黏土颗粒外围具有较厚的结合水膜，渗透系数就低。
而密实的粗砂渗透系数就高。
此外，层理发育的土体，它的水平和竖直方向也有不同。
基坑开挖过程中渗流作用的影响
随着 基 坑 开 挖 深 度 的增 加 和 施 工 期 间 降 水 措
施 的实 施 ， 基 坑 内外 存 在 着 水 头 差 ， 并 且 会 随 着 时
土体 本构 关 系非常 复杂 ， 常用 的有 弹性非 线性 、
弹 塑性 ， 两 者 都 反 映 了 土 的 非 线 性 应 力 一 应 变 关 系
间发 生 变 化 ， 从 而 引 起 土 体 中 渗 流 场 及 应 力 场 的
改变 ， 使 得水 与 土 的相 互 作 用 变 得 极 其 复 杂 ， 从 而
特性 。Ｍｏ ｈ ｒ — Ｃ ｏ ｕ ｌ ｏ ｍｂ屈 服 准 则 简 单 实 用 ， 材 料 参 数 Ｃ 、 可 以通过 各种 不 同的常规 试验 仪器 和方 法测
为 了便 于分 析 问题 ， 对基 坑 开 挖 有 限元 模 拟 作
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ － １ ２ — ２ ８
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 （ ４ １ １ ０ ２ １ ６ ７ ） 、 福 州 大 学科 技 发展 基 金 （ ２ ０ １ ｌ —ｘＱ一 １ ２ ） 作者简介 ： 蔡廉锦 （ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 福建福州人 ， 福 州 大学 岩 土工 程 专 业 硕 士 研 究 生 。
第２ ７ 卷 第 ５期 ２ ０ １ ３ 年 ｌ Ｏ 月
土 工 基 础
Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｅｎ ｇ ． ａ ｎ ｄ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ２ ７ ＮＯ． ５ Ｏｃ ｔ ． ２ ０ｌ ３
基 坑 开 挖 过 程 中 渗 流 作 用 的 影 响
对基 坑 变形性 状 的影 响 。
第8章 地下水渗流分析
非稳定流。稳定流为运动参数如流速、流向和水位等不随时间变化的地下水流动。反之，非
稳定流。绝对意义上的稳定流并不存在，常把变化微小的渗流按稳定流进行分析。地下水渗
流按运动形态可分为层流和紊流。层流指在渗流的过程中水的质点的运动是有秩序、互不混
杂的。反之，称为紊流。层流服从达西定律，紊流服从 Chezy 公式，内容详见本手册 3.3 节。
流砂是指土体中松散颗粒被地下水饱和后，由于水头差的存在动水压力即会使这些松散
颗粒产生悬浮流动的现象，如图 8-1 所示。克服流砂常采取如下措施：进行人工降水，使地
下水水位降至可能产生流砂的地层以下；设置止水帷幕如板桩或冻结法用来阻止或延长地下
水的渗径等[6][7]。
初始坡面
流砂后坡面
流砂堆积物
图 8-1 流砂破坏示意图
基坑工程中为避免流砂、管涌，保证工程安全，必须对地下水采取有效的措施。控制地
下水的措施可以从两方面进行，分为堵水措施和降排水措施，详见表 8-8。出于经济和安全 的目的，常把堵水措施与降排水措施结合使用。
基坑工程中的治水措施
表 8-8
分类
说明
钢板桩
其有效程度取决于土的渗透性、板桩的锁合效果和渗径的长度等因素
按埋藏条件分类
埋藏条件
特征
岩溶裂隙潜水 裸露型
赋存于弱岩溶化的薄层灰岩和白云岩的各种裂隙中的水，埋 动态变化复杂， 藏浅，水量丰富而集中，富水程度不均，与地表水联系密切 分布不均一，多
岩溶区 地下暗河水
地下水
由强烈差异溶蚀作用导致岩溶发育的山区中形成地下管道， 见岩溶潜水，其 地下水构成暗河（带），有一定的汇水面积和主要地下河道 矿化度低
埋藏深，地下水矿化度高
往比水平向的大几倍
典型二元结构地层三维渗流模型
典型二元结构地层三维渗流模型摘要：以南京某深基坑工程为例，探求典型二元结构特征区域的地下水渗流模型，利用数值模拟方法预测基坑开挖施工阶段承压含水层的水位变化特征，为深大基坑地下水处理提供依据。
关键词：地下水三维渗流模型深基坑前言长江流域，特别在中下游的三角洲区域，下伏着较厚的松散沉积层，一般上部为粘性土，下部为砂性土，砂性土上细下粗，呈典型的二元结构特征，其中发育较厚的孔隙承压水层，承压水水头压力较高，含水层埋深较浅，各层含水层之间存在水力联系，形成一个较为复杂的地下水系统。
在这类区域的深大基坑开挖过程中，会面临承压水突涌问题，减压降水保证基坑开挖安全是一项极为重要的工作。
本文以南京某基坑工程为例，论述基坑降水三维渗流模型建立的理论，建立本工程的三维渗流模型，模拟预测本工程开挖降水期间的渗流场变化特征。
1、工程概况本工程紧邻地铁线，地铁区间隧道与本基坑地下室最近距离不足10m，基坑开挖面积约36400 ㎡，最深开挖约26.4m。
基坑下伏地层主要为：①1杂填土、②粘土、③淤泥质粉质粘土、④1粉细砂、④2中细砂、④2a粉质粘土（呈透镜体分布）、④3含砾中细砂及⑤层强风化~微风化砂质泥岩层。
潜水主要赋存于①填土中，初始水位埋深约1.0m，弱承压含水层由④1粉细砂、④2中细砂及④3含砾中细砂复合而成。
复合弱承压含水层厚度近50m，富水性好，透水性强，水量丰富，补给源为长江，承压水顶埋深约15~19m，承压水初始水头约3.0m。
2、三维渗流数学模型地下水流和土体是由固体、液体、气体三相体组成的空间三维系统，土体可以模型化为多孔介质。
因此求解地下水问题就可以简化为求解地下水在多孔介质中流动的问题，可以用下述地下水渗流连续性方程及其定解条件来描述地下水的三维非稳定渗流规律。
根据与本场地相适应的水文地质条件，可建立下列与之相适应的地下水三维非稳定渗流数学模型：（1）式中：S为储水系数；Sy 为给水度；M为承压含水层单元体厚度(m)；B为潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)。
探讨SMW工法桩渗漏的原因及处理方法
围内大部分在砂（粉）性等透水性较强的土层,特别在高水位
（动水位）的砂（粉）性土层，三轴水泥搅拌桩止水效果并不理
想，当基坑侧壁一旦出现渗漏水现象，致使大量的水夹带砂
粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷，将会影响基
坑的安全,甚至会造成基坑安全事故。根据工程实例分析三
轴水泥搅拌桩止水帷幕出现渗漏的可能原因,并结合工程实
基坑开挖后，基坑侧壁出现渗漏水现象，有如下的三种 类型:①第一种类型，三轴水泥搅拌桩在整个基坑坑底向上 4m位置大多数都是潮湿的，有部分搅拌桩出现明显的渗水现 象,或有出现漏水,个别位置水流量大,并带有流砂现象;② 第二种类型，在西北角转角处，在基坑刚开挖不到2m就出现 大量涌水流砂现象，往下开挖后发现,此位置水泥搅拌桩出 现100mm左右空隙,系水泥搅拌桩之间没有搭接上;③第三 种类型，在基坑北侧有长条形渗漏点,在基坑底以上2m位置 开始，渗漏点的裂缝宽度越往基坑底,裂缝宽度越大。
2基坑工程侧壁产生渗漏的原因
2.1第一种渗漏类型的原因 （1）由于施工场地靠近闽江，闽江的潮水会使施工场地
地层中水头压力与闽江水压力发生变化，产生水头差，使得 杂填土中的浅部上层滞水和赋存于④-a粉细砂层或④-b中 砂层地下水（承压水）产生渗流，从而将砂层中的水泥土搅拌 桩中的水泥浆冲洗、稀释，使得三轴水泥搅拌桩桩身部分位 置水泥含量较少或基本没有水泥,搅拌桩桩身强度不足而产 生渗水或漏水。
基坑开挖渗流模拟分析
初始条件为： h（ x， y， 0 ） = h0 （ x ， y） 。 边界条件如下： 水头边界： h | Γ1 = 珔 h（ x， y， t） 。 流量边界： h 珋 （ h， x， y， t） 。 Γ = －q n 2 y， t） — — —待求水头函数； 式中： h = h（ x， kn kx ， ky — — —以 x， y 轴为主轴方向的渗透系数；
要： 基于 Midas gts 软件对基坑开挖渗流分析进行模拟， 根据渗流力学和岩土力学原理， 建立基坑降水过程中渗流计算模型， 通
过研究渗流对基坑的影响， 分析了基坑外土体沉降及桩位移变化情况， 得出了一些有参考价值的结论 。 关键词： 基坑， 降水， 渗流， 数值模拟 中图分类号： TU463 文献标识码： A k H k h + =0 x x x y y y 情况后， 就可解非恒定渗流问题 。
0
引言
由于我国城市人口密度的不断加大和城市建设的需要， 合理
(
)
(
)
（ 2）
而对于基坑工程在大中城 的开发与利用地下空间变得更加迫切， 市随处可见， 基坑工程中的各项工程措施又相互制约， 其中任一 环节在设计施工中出现问题， 都会导致整个工程的失败 。 在基坑 开挖工程中首先要做好工程降水 。 对于降水过程中渗流影响前人也做了很多研究， 李筱艳 利 用位移反分析计算渗透系数非线性耦合响应的渗流 —应力完全 耦合模型参数， 从而模拟基坑降水开挖引起的土体变形； 基于比 邓肯— 张 E—μ 非线性本构关系和渗透系数非线性 奥固结理论、 耦合响应关系的完全耦合分析模型预测基坑开挖土体变形； 骆祖 采用有限差分法对基坑开挖的三维渗流沉降耦合分析； 冯 晓腊等 将三维水—土耦合模型应用于深基坑降水及其引起地
深基坑渗漏水分析及紧急处理措施
深基坑渗漏水分析及紧急处理措施摘要：在我国社会发展新形势下，城镇化和城市化高度发展，城市人口不断增加，土地面积和居民生活需求之间的矛盾日益突出，地铁、人防、地下车库持续向纵深发展，市政项目的规模不断扩大，对止水围护结构质量提出更为严格的要求。
止水帷幕桩作为一种重要的施工工艺，其在防水效果以及稳定性方面具有较大的优势，但是在具体施工中，受到诸多因素的影响，其容易出现渗水问题，对市政工程的稳定性和可靠性带来负面影响，因此，针对止水帷幕桩渗水原因进行分析，并且提出相关处理措施，对促进我国市政建筑行业的稳定以及可持续发展具有现实意义。
关键词:深基坑；止水帷幕；渗漏水；措施1止水帷幕桩施工技术概述止水帷幕是工程地下主体防水施工的重要技术形式，从组成结构角度分析，止水帷幕主要由三管旋喷桩和单管组成，进而形成墙体结构，用于预防地下水渗漏。
新时期下，随着我国市政工程行业的蓬勃发展，止水帷幕桩逐渐在工程建设中获得广泛应用，其可以提升建筑地下主体的防水效果，进而提升工程项目的安全性和稳定性，发挥工程的社会效益和经济效益。
2深基坑止水帷幕的选型及优化设计对于不同水文地质条件止水帷幕设置类型，国内已有不同的学者进行了分类总结。
根据场地地层条件的变化，止水按照端部是否进入相对隔水层，可分为悬挂式止水帷幕和封闭式止水帷幕。
对于深厚含水层的情况下，由于受经济条件的限制，除了特别复杂敏感的环境条件限制以外，一般采用悬挂式止水帷幕较多，对于此种类型的止水帷幕设置深度，既要满足坑底抗渗流的影响，同时还需考虑降水对周边环境的影响，尽量做到按需降水。
止水帷幕的常见类型根据材料和施工工艺的不同，常用的形式为水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等。
水泥土搅拌桩止水效果较好，但帷幕施工深度受限制，对于标贯击数大于15击的土层难以施工，且桩体施工垂直度要求较高，若偏差容易造成叉脚漏水，一般在软土地区使用较多。
高压旋喷桩止水帷幕止水效果好，施工速度快，但也存在着垂直度偏差造成叉脚漏水的缺点。
基坑降水的三维渗流计算分析
基 坑 降水 的方 案设 计 必 须 既科 学 又经 济 ， 水 降 方 案首 先要 确保 降水 效 果 能 够 达 到预 期 的 目的 ， 降
水过程 能够 按 预定计划 有 控制 地实行 ； 次 ， 其 应考 虑
区随负压 水 头或 含水率 的 变 化而 改 变 （ 常 数 ） 在 非 ， 正 压 区等 于 Ｏ 求 解 域包 括 饱 和 区和 非 饱 和 区 ， 零 压 力线 即是 浸润线 （ 自由 面 ） 这样 自由面 不 作 为 自 ， 由边界 处理 。 ２ ２ 条件 慨 化与模 型建 立 ．
１ ． 细砂 层 Ｋ， ． ０一ｃ － ～； 侧 支 ６ ０ｍ粉 ：１０ｘ１ ｍ ｓ 南
程 中必 须 降低地 下 水位 。按 基坑 开 挖 设 计 要求 ， 地
下水 位应 降至 一６ ５ｍ。 ．
２ 三维渗流模拟计算分析
２ １ 基 本 方程 ．
基 坑 降水的三 维 渗流模 型采 用饱 和－ ＠ 饱 和三 － 维稳 定 渗 流数学模 型 ， 基 本方程 为 ： 其
本次计 算 将渗 流 区剖分 成 ２ 剖面 ， ８个 每个 剖 面 上 ２６个 结 点 ，５ ８ ２０个 单 元 。如 此 渗 流 计 算 域 内共 计 ８０ １ ８个 节点 ，０ ０个单 元 。 ３ ７０
维普资讯
ＧＥ ＯＴＥＣＨＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＥＬ ＦＩ Ｄ ＶＯＬ ５ Ｎｏ ５
基坑 降水 的 三维 渗 流计 算分 析
张俊 霞 李 莉 张 宝森
（ 黄委会黄河水利科学研究 院） 摘 要 过去在对基 坑降水方案进行模拟计 算时， 多采 用简化的经验 公式 ， 差较大 ． 误 而用 三维渗流模 型 则完全 可以解决基坑降水效果的模 拟问题。即用三维渗流模 型解 决基坑施 工中降水的渗流计算 问题 ， 降水 方案设计提供依据 ， 为 同时对 降水过程做 出预测。 目前在 实际工 程运用 中 ， 已取 得 了
基坑开挖过程中地下水渗流数值模拟
（ 河北工 程大学 土木工程学 院 河北 邯郸 ０ ５ ６ ０ ３ ８ ）
摘要 ： 地 下水渗 流会 对基 坑 的安 全构 成威 胁 。本 文基 于深基 坑 工程 实例 ， 建 立 了三 维基 坑 渗 流
模 型 。通过 对邯 郸 市 某建 筑基坑 开挖 过 程 中渗 流情 况的数 值模 拟 ， 分析 了基坑 分 阶段 开挖 过程
床示采用太沙基一维固结理论的假设并假定土体的渗透系数和回弹模量为常数可得负孔压消散的控制方程分别为tcrl出2k1假设主动区和被动区在围护结构的底部渗流是连续的则式12边界条件为ulj0t0m2ahjt0ml1m4l每步开挖后坑底卸载所产生的初始超静孔压为该步开挖土体对坑底的有效作用力和前一步开挖后尚未完全消散的超静孑l压之和
关键 词 ： 基 坑 开挖 ； 渗 流分析 ； 地 下水 ； 数值 模 拟 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ４ ６＋３ 文献 标识码 ： Ａ
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ
中基坑 内外 土体 中孔 隙水压 力在 时间和 空 间上 的分 布 规律 。 分析 结 果 表 明基 坑 开挖 过 程 中地 下水 由基坑 外部 向 内部 渗流 ， 基 坑 内、 外部 形成 主 、 被动压力区， 对基 坑 内部稳 定 性 不利 。研 究
结 论 为深基 坑 的设 计 与支护提 ２ ０１ ３
文章编号 ： １ ６ ７ ３—９ ４ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３—０ ０ １ ３— ０ ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３— ９ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ０ ４
三维声纳渗流检测技术在地下连续墙中的应用效果研究
科技与创新｜Science and Technology & Innovation2024年第02期DOI：10.15913/ki.kjycx.2024.02.056三维声纳渗流检测技术在地下连续墙中的应用效果研究韩永利，赵思豫，陈勇，杨笔将，徐利军（上海浦公检测技术股份有限公司，上海201202）摘要：利用三维声纳渗流检测技术，通过事先埋设的测试孔，对某项目地下连续墙进行开挖前的渗漏测试，提供了测试范围内的渗透流速、流量、流向等指标，为施工提供了指导。
后续仍需多进行实际工程的应用，积累经验，为该种方法在上海地区的进一步推广应用提供参考。
关键词：地下连续墙；三维声纳；测试孔；渗漏测试中图分类号：TU195 文献标志码：A 文章编号：2095-6835（2024）02-0188-03上海市位于典型的饱水软土地基区，地下水位高。
地下连续墙因其刚度大、整体性好、施工速度快、适用土层广等优点，在深基坑领域得到了大量应用。
虽然施工单位采取了各种措施，严格控制施工质量，但在基坑开挖过程中，地下连续墙往往会因为各种原因出现渗漏水的情况。
1 研究目的在基坑开挖前，实施快速有效的渗漏检测，对渗漏点位置进行精确判断，及时对围护结构进行补强加固，将漏点封堵，是确保基坑和周边环境安全的关键。
2 研究思路三维声纳渗流检测技术是利用基坑围护结构中预留的测试孔，原位检测孔内地下水渗流场的流速、流向、流量的量化指标，从而针对基坑开挖过程中可能出现渗漏水的部位特征，制订针对性的预防措施，为施工提供参考。
该技术在国内一些地区得到了部分的应用[1-3]，本文将该技术初次应用在上海软土深基坑中，探讨应用效果。
图1为使用三维流速矢量声纳测量仪采集现场数据，测量流速的精度可以达到1.0×10-8 cm/s[4]。
声纳三维矢量加速度传感器能自动感应识别流体空间中的渗流场，和对应声场的大数据进行分析，三维流速矢量声纳可视化成像系统将自动生成地下工程需要的各种水文地质参数图表。
工程渗流分析和控制
摘要: 在大型水利工程和市政工程中, 基坑渗流稳定是保证基坑安全的重要因素之一。
结合这半学期所学的课程, 总结渗流对基坑安全稳定的影响, 及渗流情况下基坑渗流的分析计算方法，提出了控制基坑渗流稳定的工程措施和建议。
关键词: 基坑; 渗流; 稳定; 安全; 控制1渗流分析基坑渗流分析问题，主要是求解渗流场，并进一步求解地基内任意一点处的 渗流水头、渗流压力、渗流梯度、渗流速度、压力以及通过任意截面的渗流量等 渗流要素。
目前渗流计算的方法很多，归纳起来分理论分析方法和试验分析方法 两大类，其中理论分析法又可分为解析法、数值方法和图解法。
1.1数值方法工程中研究渗流问题通常假设土体渗流符合达西定律 ,即渗透系数kx , ky , kz 为常数•平面或空间渗流问题往往具有复杂的边界条件，渗透各向异性等，较难 有解析解•可用于求解渗流问题的数值方法有：差分法、有限单元法、边界单元 法等•其中，有限单元法因为能够适应复杂的边界条件和多种介质的情况，更适 用于基坑工程的渗流分析.h h h h —(kx —) — (ky — )+ — (kz — )；x ；X ；y ；y ；z ；Z；t 初始条件:h(x, y,z,0)t^hg(x, y, z )边界条件：水头边界h.’=h （x, y,乙t ）式中:h= h （ x, y, t ）待求水头函数；kx 、ky 、kz ------- 以x 、y 、z 轴为主轴方向的渗透系数S S - L g （： • n :） --------- 单位贮水量（尺度1 / I ）; 这里的〉、 ------ 土和水的压缩系数;'g = “m -------------------- 水的重度;■ 1 --------------- 第一类边界（如上、下游水位边界面和自由渗出面等已知水头边界）;(1)流量边界k n 辿 衍I ； 工「q(h,x,y, z,t)自由面边界 :h=0衍13-2 --------------------- 不透水边界面和潜流边界面等第二类边界（已知流量边界）；自由面边界平面问题下，当不考虑水和土压缩时,S s = 0,则式（1）变为：亠《色）」（叫色）=0 （ 2）-X :x y y这就是平面恒定渗流的微分方程。
基坑漏水、流砂的原因和处理方法
南京地区基坑漏水、流砂的原因和处理方法近年来南京市基坑事故半数以上是漏水流砂引起的事故，基坑开挖过程中因各种原因出现泄漏，影响基坑开挖，如果及时正确处理，就可避免出现重大损失，这是十分重要的。
1止水结构出现问题的原因分析1.1施工过程中遇地下障碍物，没有及时正确处理，造成止水帷幕缺陷。
例如:南京国盛大厦基坑抄纸巷一侧因遇电线杆和树等障碍，处理不当造成大量漏水、涌沙，抄纸巷局部塌陷。
1.2施工过程中受场地条件限制，减少工作量不慎重，施工达不到设计意图。
例如:南京国贸中心基坑，原设计双排深搅止水，后因施工场地不够，仅施工一排深搅止水，造成基坑漏水，中山东路主干道路面开裂。
1.3施工方法选择不当或止水深度不够，造成基坑漏水和管涌。
例如:南京军区空后制药厂厂房基坑下面有一薄不透水层，但该薄不透水层抵挡不住水头压力时，形成管涌;南京**大厦基坑由于存在连续厚层粉砂、粉土，选用压密注浆对止水缺陷补强失效，造成大量漏水、涌砂，引起基坑旁侧部分塌陷;南京玄武大厦基坑选用二重管高压旋喷桩间距偏大，造成基坑多处漏水、涌砂。
1.4施工质量不高造成桩缝间形成流水通道，深搅桩的搭接长度不够或垂直长度不够形成下部“开裤叉”，如南京**医院大楼基坑涌水、涌砂就是由于搭接长度不够造成。
1.5周围环境特别是地下水管调查不清，位移引起水管节头产生裂缝漏水，土体受水浸泡，强度指标降低，围护桩间有少量渗水，造成坑外水土流失，进一步加大基坑变形。
例如:江苏省**培训大楼基坑涌水、涌砂即属此类型。
1.6不明水源在未调查清楚情况下，严重影响止水帷幕质量，造成该处漏水、流砂。
2基坑漏水、流砂的处理办法基坑中漏水、流砂现象按严重程度可分:①轻微的流砂;②中等的流砂;③严重的流砂。
不同的流砂现象有不同的处理方法。
2.1轻微的流砂处理:桩缝间局部渗流，可在渗流处用软管引流，在管道周围用速凝水泥封好，待水泥凝固好，绑扎软管进行截流止水或棉胎塞洞，外用速凝水泥封好，当渗点较多时，也可在一定范围内自基坑底部向上用高标号水泥砂浆砖砌桩缝。
基坑工程中渗透破坏分析与控制研究
（） １
式 中 ： 为水 的重度 ，近似取 １ｋ ／ ０ Ｎｍ ； 为水力坡度 。当 Ｇ－ ， ｏ ｒ 时 产生土 的失重现象 ， 动水压力稍有增大或稍有外力 － 若
作用 ， 可能产生渗 流破坏 。 流在 土体 中的渗透力 ， 便 渗 取决 于水
力坡 度 ， 水力坡度越大 ， 渗透力越大 ， 就越容 易发生渗透破坏 。 在 向上渗 流的作用下 ， 渗透力克服 土颗粒 的 自重 与水的浮
的压力为渗透 压力或 动水压力 ， 用公式 表示 为 ：
１ 渗 透 破 坏 机 理
要控制渗流作用引起的土体渗透破坏作用 ， 必须正确认识 基坑渗透破坏机理 。 当基坑开挖后 ， 由于 围护结构的作用 ， 地下
水流线在基坑外面是 向下的 。在止水帷幕下端 附近 ， 水流 等势
Ｇ ＝ ×ｉ Ｄ
下 的施工 ， 需要进行降排水 ， 使地 下水 产生渗流 ， 在基坑 内外高 水头差作 用下易出现渗透破坏 。渗透破 坏的发生 严重影 响施
工， 并可导致 土体丧失稳定性 或地面产生 塌陷 ， 危及相邻 建筑 物的安全 。通过现有基坑＿程事 故调查发 现 ， ７ ％的工程事 丁 有 ０ 故是 由于地下水造成的。 渗流作用 引起 的土体渗透 破坏形式 可分 为流土和管 涌两 种基本形式。流土一般是指 向上 的渗 透力大于上覆土 自重 ， 使
Hale Waihona Puke 成工程事故。 管涌表 现为细颗粒在较大颗粒 的孔隙 中随水流流
出， 常发生于级配不 良的无粘性土 中， 管涌的持续发展 ， 将会 在 土体 内部形成 空洞 ， 极大威胁基坑工程 的安全 。 基坑工程作为临时工程 ， 一般工程周期较短 ， 设计和施工中 需要兼顾工程的社会效益和经济效益 。所以深入研究基坑工程 的渗流产生 的渗透破坏作用 ，分析渗透破坏 的产生机理及影响 因素 ， 采取安全 、 合理与经济的控制措施具有重要的现实意义。
深基坑围护桩渗漏原因分析及应对措施
深基坑围护桩渗漏原因分析及应对措施城市高层建筑基坑围护工程渗漏问题，是施工中经常碰到的问题。
本文根据自己长期基坑围护工程渗漏等质量通病的治理经验，结合某项目基坑围护工程渗漏问题，对高层建筑深基坑围护工程中止水失效情况、失效原因和堵漏措施进行了分析和处理。
标签：深基坑；围护结构；引水堵漏；注浆前言：长江中下游地区土地肥沃、河道纵横、人口密集、经济发达，城市地层以粉质粘土、粉土层为主，地下水极为丰富，地下水埋深通常在0.5～1m之间。
随着城市高楼建筑越建越高，深基坑支护与施工也成为基础工程的热点和难点。
本地区基坑围护结构大多采用钻孔灌注桩加混凝土支撑型式，止水工程通常采用高压旋喷桩和水泥深层搅拌桩等。
由于城市地下水位高，深基坑止水帷幕承受的水压特别大，如果基坑围护一旦出现止水帷幕不连续等止水方案设计、施工质量缺陷问题，导致基坑维护结构渗漏水，不仅影响地下土建施工，严重时可引发地下各种管线变形损坏，道路、建筑物坍塌等灾难。
因此，加强深基坑围护结构的渗漏问题与堵漏技术研究，对高层建筑的安全质量有着非常重要的意义。
1 深基坑围护工程1.1工程概况该项目地处繁华地段，场地周边环境复杂，三面为城市主干道，有地下市政管道，一面为医院，有两栋四层门诊楼和两栋5层住院楼，基坑呈长方形，长×宽约157m×79m。
工程分主楼和裙楼两部分，地下室2层，最大开挖深度裙楼11m，主楼12m。
1.2地质水文情况基坑深度范围内0～-1.5m为填土、杂填土；-1.5～-4.2m为粉土；-4.2m～-5.6m 为粉质粘土；-5.6m～-11.1m为淤泥质粉质粘土；-11.1m～-12.0m为粘土；-12.0m～-12.7m粉细砂；-12.7m以下为粘土。
地下水稳定水位在地面下1.05～3.18m，年变化幅度为0.5～1.0m。
1.3支护设计方案结合场地周边环境及地质条件，本基坑采用钻孔灌注桩加支锚的支护结构，支护桩外侧采用深层搅拌桩对基坑进行止水，采用管井加明沟的方式进行地下水处理。
基坑中地下水的渗透破坏作用及降水技术浅析
２ ３突涌 ． 当 基 底 下 有 承 压 水 存 在 ， 坑 或 隧 道 基 开挖减小 了含水层上 覆不透水 层的厚度 ， 在 厚 度 减 小 到 一 定 程 度 时 ， 压 水 的 水 头 承 压 力 能 顶 裂或 冲 毁 基坑 底 板 ， 成 突 涌 现 造 象 。 坑 突 涌 将 会 破 坏 地 基 强 度 ， 给 施 工 基 并 程 中 ， 有 的 基 坑 周 围 水 的 分 布 和 土 应 力 带 来 很 大 困难 。 原 基 坑 底 不 透 水 层 厚 度 与 承 压 水 头 压 力 平衡遭到破坏， 土体发生变形。 使 当这 些 变 形 达 到 一 定 程 度 时就 会威 胁 到 附 近 地 下 管 的 平 衡 条 件 为 线 、 护结 构 、 路 、 构 筑 物 的 安 全 ， 重 支 道 建 严 ｈ 、 — — 时 可 能 发 生 工程 破 坏 事 故 和 环 境 事 故 给 社 会 建 设 带来 无 法 估 量 的 损 失和 影响 。 因此 ， 式 中 ： 一 基 坑 开 挖 后 不 透 水 层 的 厚 在 基 坑 开挖 之 前 ， 准 确计 算 、 测 地 下 水 度 ， 要 预 ｍ， 对 工 程 的 影 响 ， 计 出 科 学 、 理 、 效 的 设 合 有 水 的 容 重ｋ ／ Ｎ ｍ ； 降 水 方 案 ， 确 保 基 坑 工 程 的顺 利 施 工 。 以 不 透 水 层 的容 重 ， Ｎ／ ； ｋ ｍ ｈ 承 压 水 水 头 高 于 含 水 层顶 板 的 高 ～ ２地下水的渗透破坏作用 度， ｍ。 渗 透 破 坏 是 指 土 体 在 地 下 水 渗 流 作 用 下土 颗 粒 发 生 移 动 和 土 的 结 构 发生 改变 的 ３基坑 降水方法 现 象 ， 要 形 式 有 流 砂 、 涌 和 突 涌 ， 些 主 管 这 （） １明排 降 水 。 坑 明排 降 水 是 指 在 基 基 破 坏作用常常发生在 基坑开挖过程 中 。 其 坑 开 挖 过 程 中 ， 基 坑 周 边 或 中部 开 挖 排 在 发 生 都 与地 下 水 的 渗 透 压 力有 关 。 水 沟 并 设 置 一 定 数 量 的 集 水 井 ， 后 从 集 然 ２． １流砂 水 井 中抽 出地 下 水 ， 而 达 到 降水 目的 。 从 明 随 着 城 市 建 设 规 模 的 不 断 扩 大 ， 面 地 空 间 日趋 紧 张 ， 下 空 间 的 开 发越 来 越 受 地 到 人们 的 重 视 。 铁 、 层 建筑 、 政 工 程 、 地 高 市 桥 梁 、 道等 重大 工 程 的 建 设 ， 隧 产生 了众 多 形 态 的 基 坑 ， 这 些 基 坑 的 开 挖 施 工 的 过 在
基坑开挖渗流模拟分析
面沉降 的计算 ； 但 总 的来 说对基 坑 渗流影 响研 究 相对甚 少 ， 本 文 在前人 已有 的基 础上 ， 应 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ｇ ｔ ｓ软件模 拟 基坑 开 挖 降水 过 程， 研 究了基坑开挖过程 中是 否考虑渗 流及不 同方 向渗 透系数 变
化对基坑变形 影响分析。
㈩
土 层
１
图 ２ Ｔ ● １划分单元及水头位置 表 １ 土体具体参数
厚 度／ ｍ
３
１ ／ ＭＰ ａ
８ ０． ３ ５
ｃ ／ ｋ Ｎ ・Ｉ ｌ ｌ 一 ２
１ ０ ２ ５
边界条件如下 ： 水头边界 ：
ｈ Ｉ Ｆ１ ＝ ＾ （ ， Ｙ ， ｔ ） 。
２
３
４
５
９
１ ０
Ｏ． ３ ３
Ｏ ． ３
ｌ Ｏ
１ ７
３ ０
２ ５
流量边界 ：
ｋ Ｏ ｈ １ － ，
由于重点考 虑渗流对基坑开挖影 响 ， 考 虑两个 工况 ， 工况 一 ： 考虑渗流影 响 ， 工况二 ： 不 考虑渗流影响 （ 底部 １ ｍ土层设 置不透
基 坑 开 挖 渗 流 模 拟 分 析★
卞 永伟 王 志 杰
（ 海 南大学 土木建筑 工程 学院 ， 海南 海口 ５ ７ ０ ２ ２ ８ ）
摘 要： 基于 Ｍ ｉ ｄ ａ ｓ ｇ ｔ ｓ 软件对基坑开挖渗流 分析进行模拟 ， 根 据渗流力学和岩土 力学原理 ， 建立基坑 降水过程 中渗流计算 模型 ， 通 过研究渗流对基坑 的影响 ， 分析 了基坑外土体沉降及桩位移 变化 情况 ， 得 出了一些有参考价值的结论。 关 键词 ： 基坑 ， 降水 ， 渗流 ， 数值模 拟
基坑工程的地下水控制技术
基坑工程的地下水控制技术地下水是基坑工程中常见的问题之一，对于基坑工程的安全施工和工程质量具有重要的影响。
因此，采取合适的地下水控制技术是基坑工程中不可忽视的环节。
本文将介绍一些常见的地下水控制技术，包括降低地下水位、减少地下水渗流以及防止地下水涌入。
一、降低地下水位降低地下水位是一种常见的地下水控制技术，特别适用于需要进行基坑开挖的工程施工。
常用的降低地下水位的方法包括抽水降水和井点抽水方法。
1. 抽水降水方法抽水降水是通过设置抽水井来降低地下水位。
在施工过程中，将地下水抽到合理的水位以下，以便进行地基开挖和基坑支护。
抽水井的设置位置和数量需根据地下水位、土质条件和工程要求等因素来确定。
在实际施工中，需要注意抽水时对地下环境和周围建筑物的影响，避免引发地面下沉或建筑物倾斜等问题。
2. 井点抽水方法井点抽水是在基坑工程周围设置多个井点抢降地下水位。
这种方法适用于基坑周边的地下水位较高、场地狭小或需要较长时间施工的情况。
通过设置井点，将地下水抽至一定水位以下，以保证工程施工的顺利进行。
井点的设置位置和数量需要根据具体情况进行合理布置。
二、减少地下水渗流减少地下水渗流是基坑工程中的另一种常见地下水控制技术，主要是通过加固土壤的渗透性来减少地下水渗流。
常用的减少地下水渗流的方法包括土体加固、灌浆和混凝土封堵等。
1. 土体加固土体加固是通过加固和改良土壤，减少其渗透性。
常见的土体加固方法包括土壤固化、土体防渗行动和土体改良等。
通过加固土壤，可以降低地下水渗流速度，防止水分进入基坑，从而实现地下水控制的目的。
2. 灌浆灌浆是一种将水泥浆料注入地下土层的方法，以阻止地下水的渗流。
灌浆可以形成一个坚实的屏障，有效减少地下水在土层中的渗透。
在进行灌浆工作时，需要注意灌浆浆液的浓度、浆液与土壤的黏着性以及施工过程中的密封效果等因素。
3. 混凝土封堵混凝土封堵是在地下水流通通道上设置混凝土墙体，以减少地下水的渗流。
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生成定义渗流材料所需的非饱和参数。输入值参考图GTS 基础例题 5 – Table 3。
14. 非饱和特性 函数对话框里点击
。
15. 添加/修改非饱和特性函数对话框里名称处输入‘非饱和’。
16. 渗透函数数据里将函数类型指定为‘加德纳系数’。
17. 渗透函数数据里a处输入‘0.1’。
18. 渗透函数数据里n处输入‘3’。
运行GTS
运行程序。
1. 运行GTS 程序。
2. 点击 文件 > 新建打开新文件。
3. 弹出项目设定对话框。
4.
单 位 体 系 若 设 成 了 其 它 5.
的，点击单位体系右侧的 设为tonf, m, day。
6.
7.
项目名称里输入‘基础例题 5’。 单位体系指定为‘tonf’, ‘m’, ‘day’。
基础例题5
三维基坑开挖阶段 地下水渗流分析
1
GTS基础例题5.
- 三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
运行GTS
1
概要
2
生成分析数据
6
属性 / 6
2D 几何 建模
14
矩形, 直线, 转换 / 14
交叉分割, 删除 / 16
生成二维网格
18
网格尺寸控制 / 18
映射网格k-线面 / 20
生成三维网格
22
建立网格 / 22
材料名称(号)
土 1 (1)
土 2 (2)
土 3 (3) 土 4 (4)
ㅡ
岩土材料的特征值如下。
材料号
k (kx = ky = kz) (m/day)
Water Content 非饱和特性
1 土1
2 土2
3 土3
4 土4
2.4e-3
4.8e-3
6.0e-3
7.2e-3
0.5
0.5
0.5
非饱和 (1) 非饱和 (1) 非饱和 (1)
。
31. 添加/修改实体属性对话框里材料处指定‘土 1’。
32. 点击
。
9
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
生成属性‘土 2’。
33. 添加/修改实体属性对话框里号处指定为‘2’。
34. 名称处输入‘土 2’。
35. 单元类型处指定为‘实体’。
36. 为生成材料点击材料右侧的
。
37. 添加/修改岩土材料对话框里号处指定为‘2’。
GTS 基础例题 5 - Table 2
0.5 非饱和 (1)
4
GTS基础例题5
岩土材料里使用的非饱和特性的特征值如下。
号 渗透函数
含水量 函数
函数类型 a n
函数类型
θr θs
a n m
1 非饱和
加德纳系数 0.1 3
Van Genuchten 0.3 0.6 0.1 2 2
GTS 基础例题 5 - Table 3
。
GTS 基础例题 5 - 4
8. 添加/修改岩土材料对话框里确认号指定为‘1’。 9. 名称处输入‘土 1’。 由于是指定进行渗流分析所需的材料，所以只输入渗流参数。输入的值参考图GTS 基 础例题 5 – Table 2。
6
GTS基础例题5
10. 渗流参数的kx, ky, kz里都输入‘2.4e-3’。 11. 体积含水量(W)里输入‘0.5’。 12. 勾选非饱和特性。 13. 点击非饱和特性右侧的 。
19. 含水量函数数据里函数类型指定为‘Van Genuchten’ 。
20. 含水量函数数据里Theta r处输入‘0.3’。
21. 含水量函数数据里Theta s处输入‘0.6’。
22. 含水量函数数据里a处输入‘0.1’。
23. 含水量函数数据里n处输入‘2’。
24. 含水量函数数据里m处输入‘2’。
5
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
生成分析数据
属性
生成属性。
1. 主菜单里选择模型 > 特性 > 属性…。
2. 点击属性对话框里
的右侧 按钮。
3. 选择‘实体’。
4. 添加/修改实体属性对话框里号指定为‘1’，
5. 名称处输入 ‘土 1’。
6. 单元类型处指定为‘实体’。
7. 为生成材料点击材料右侧的
其它的项使用设定的默认值。
点击
。
8. 主菜单里选择视图 > 显示选项...。
9. 一般表单的网格 > 节点显示指定为‘False’。
10. 点击
。
1
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
概要
此操作例题主要是对有围护墙和围护板的挖掘模型进行排水分析。实际上并不建立围 护墙和围护板，而是将其按照边界条件来处理，建模主要是生成二维网格之后利用生 成的网格扩展成三维Hexa网格。
土1 土2 土3 土4
第一阶段 – 土 1 第一阶段 – 土 2 Stage 2 – 土 2 Stage 2 – 土 3
Stage 3
GTS 基础例题 5 - 3
此模型中并不建立充当结构材料的隔墙（Diaphragm Wall）。
3
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析
各网格组的材料和特性如下。
网格组 名称
12m
10m
8m
4m 3@2m 6m
20m
Z Y
X
Wall
1m 9m
50m 60m
GTS 基础例题 5 - 1
Soil 1 Soil 2 Soil 3
Soil 4
GTS 基础例题 5 - 2
2
Diaphragm Wall
GTS基础例题5
材料不同的部分及需要按照阶段来施工的网格都捆绑成网格组（Mesh Set），便于管 理。网格组的名称如下。
土1 第一阶段 – 土 1 Stage 2 – 土 1
土2 Stage 2 – 土 2
土3 Stage 2 – 土 3
Stage 3 土4
所有二维单元
单元类型 实体
属性 名称(号)
土 1 (1)
实体Βιβλιοθήκη 土 2 (2)实体
土 3 (3)
实体
土 4 (4)
仅显示 (2D) 仅显示 (5)
GTS 基础例题 5 - Table 1
25. 点击
按钮查看变化的图表。
26. 点击
。
27. 非饱和特性函数对话框里确认指定了‘非饱和’。
28. 点击
。
7
三维基坑开挖阶段地下水渗流分析 GTS 基础例题 5 - 5
8
GTS基础例题5
GTS 基础例题 5 - 6
29. 添加/修改岩土材料对话框里非饱和特性处指定了‘非饱和’。
30. 添加/修改岩土材料对话框里点击
分析
26
节点水头 / 26
定义施工阶段 / 31
分析工况 / 37
分析 / 38
查看分析结果
39
总水头 / 40
孔隙压力 / 42
向量等值线(向量显示) / 44
GTS基础例题5
GTS基础例题5
建立有围护墙和围护板的模型,然后进行考虑排水的施工阶段分析。在这里我们通过 直接在GTS里输入坐标建立二维单元之后，再扩展成三维的方式来建立。然后在建立 的模型上定义边界条件按施工阶段进行排水分析，最后查看分析结果。