宁波市轨道交通1号线福明路站基坑降水对周边建筑物地基沉降的影响分析
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1.工程概况 宁波市轨道交通 1 号线福明路站位于中山东路和福明路路口处， 车站东北侧为在建的世纪东方商业广场，东南侧为江东中心小学操场， 西北侧为宁波第六医院，西南侧为太古城小区低层商铺，车站主体距离 周边建筑物均在 20m 以上。车站结构全长 189.600m，为地下二层岛式 站台车站，有效站台范围为单柱双跨矩形框架结构，设备区及盾构井段 为双柱三跨矩形框架结构，车站采用明挖顺作法施工，车站顶板覆土厚 度 3.0m。 1.1 工程地质概况 福明路站地处宁波平原中东部，地貌类型属海相沉积平原类型，地 层为第四纪沉积地层。在地面下 80.0m 深度范围内地层除①1 层属近 代冲填、堆积形成外，主要由粘土、粉土、淤泥质土、深层的砂土组成，地 层分布规律较复杂。 1.2 水文地质概况 拟建场区地下水由浅部土层中的潜水及深部粉(砂)土层中的承压 水组成，其补给来源主要为大气降水与地表径流，其主要以蒸发形式排泄。 (1)潜水 潜水主要赋存于浅部粘土、粉土中，地下水位随大气降雨、季节、潮 汛影响而略有变化，但根据区域地质资料，地下水位变化幅度不大，一 般在 0.5～1.0m 之间。勘察期间测得的地下水位埋深为 0.90～2.15m， 相对应的高程为 0.55～2.92m。 (2)承压水 本场区内承压水主要赋存于中部⑤3 层灰黄色砂质粉土及深部⑧1 层粉细砂中。⑤3 层灰黄色砂质粉土承压水水位相对较稳定，承压水水 位埋深 3.0～5.5m。勘测期间，承压水头埋深为 7.0～7.19m，对应标高为 0.72～0.32m。 1.3 主要降水措施
运行；开挖过程中，确保减压降水井的不间断工作，并根据减压井抽水
量及减压观测井的承压水位，确定开启的减压井数量、抽水速率，合理
控制承压水水位，将减压降水对环境的影响控制到最低程度。为确保
降水井的不间断工作，施工现场应有双电源保证措施，应配置备用发电
机组。降水井及疏干井平面布置图见图 1 和图 2。
2.基坑降水设计计算
hs·γs > F·γw·hw 式中：F—基坑底面突涌安全系数（取 1.10）；
（式 1）
hs—基坑底面至承压含水层顶板之间的距离（m），计算时，承压含 水层顶板埋深取最小值（m）；
hw—承压含水层顶板以上的承压水头高度（m）； γs—基坑底面至承压含水层顶板之间的土的层厚加权平均重度， 取 18.34N/m3；
深为 3.0m 作为本方案的设计值。鉴于本地段⑤3 承压含水层顶板埋深
起伏较大，为此把本工程分为两段进行定性分析。1～7 轴处⑤3 层承
压含水层Hale Waihona Puke Baidu板最浅埋深为 29.00m，8～26 轴处⑤3 层承压含水层顶板最
浅埋深为 34.00m。按照公式 1 计算，基坑开挖深度与第⑤3 层安全承压
水位关系见表 1，表 2。
图 1 降水井平面布置图
图 2 疏干井平面布置图 对于坑内浅层潜水含水层，采用管井降水措施，对坑内浅层土体进
行疏干降水；本区需减压降水的含水层为⑤3 承压含水层，西端头处采
用坑内降水，东端头和标准段采用坑外管井降水措施，以达到对坑内开
挖深度以下的承压水进行“按需减压”降水，保证基坑安全及顺利施工
的目的；在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水
近年来高速发展的城市建设，使基坑开挖的规模越来越大，而深基 坑在开挖过程中不可避免地要遇到地下水的问题。因此，控制好地下 水位是确保基坑安全施工的重中之重。对基坑进行工程降水势必会对 土的工程性质和周围环境产生很大影响。本文通过宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑降水对于周边建筑物地基沉降的影响进行了现场试 验、理论分析以及数值模拟，为实际工程中解决基坑降水而引起的周边 建筑物地基沉降的相似情况提供参考依据。
宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑 降水对周边建筑物地基沉降的影响分析
科技信息
南京大学地球科学与工程学院 江西省地质矿产勘查开发局九一二大队 李国庆
［摘 要］本文通过对宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑降水的设计分析，现场监测，数据处理，对由降水所引起的周边建筑物地基 沉降进行数值模拟，并与监测结果进行对比，为今后实际工程中，在控制由于基坑降水引起的建筑物地基沉降时提供参考依据。 ［关键词］基坑降水 地基沉降 数值模拟
2.1 基坑开挖深度分析
本工程基坑开挖深度较大，需考虑⑤3 层承压水的顶托力对基坑底
板稳定性的影响，进行稳定性验算，防止高水头承压水从最不利点产生
突涌，对基坑造成危害。
通过勘察测得⑤3 承压含水层水位埋深约为 7m，而依据勘察报告
指出⑤3 承压水水位埋深 3.0～5.5m。因此，选取⑤3 承压含水层水头埋
Γ1 —一类边界条件；
H（1 x,y,z,t）—点（x,y,z）在 t 时刻的边界已知水位（m）。
对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行
离散，就可得到数值模型，由此计算、预测降水引起的地下水位的时空
分布。网格立体模型见图 3。
作者简介：李国庆（1981.9-），现在南京大学地球科学与工程学院就读研究生，主要研究地质工程方向。
γw—地下水的重度（取 10.0kN/m3）。 2.2 减压井数值模拟分析
为了有效降低和控制承压含水层水头，确保基坑开挖施工顺利进
行，必须进行专门的水文地质渗流计算与分析，为减压降水设计提供理
论依据。多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控
制方程见式 2：
∂ ∂x
(kxx
∂H ∂x
)
+
∂ ∂y
H—点（x, y, z）在 t 时刻的水头值（m）；
W—源汇项(1/d)。
初始条件：H(x,y,z,t)| t =0 = H0(x,y,z,t0)
| 边界条件：H(x,y,z,t) Γ1 = H1(x,y,z,t)
（式 3） （式 4）
式中：H（0 x,y,z,t）—点（x,y,z）处的初始水位（m）；
(kyy
∂H ∂y
)
+
∂∂z
(kzz
∂∂Hz
)
+
W
=
E T
∂H ∂t
其中：E=
ìS íîSy
承压含水层 潜水含水层
；
{T=
M B
承压含水层 潜水含水层
；S
s
=
S M
（式 2）
式中：S—贮水系数；
Sy—给水度； M—承压含水层单元体厚度(m)；
B—潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)；
kxx、kyy、kzz—各向异性主方向渗透系数（m/d）；
运行；开挖过程中，确保减压降水井的不间断工作，并根据减压井抽水
量及减压观测井的承压水位，确定开启的减压井数量、抽水速率，合理
控制承压水水位，将减压降水对环境的影响控制到最低程度。为确保
降水井的不间断工作，施工现场应有双电源保证措施，应配置备用发电
机组。降水井及疏干井平面布置图见图 1 和图 2。
2.基坑降水设计计算
hs·γs > F·γw·hw 式中：F—基坑底面突涌安全系数（取 1.10）；
（式 1）
hs—基坑底面至承压含水层顶板之间的距离（m），计算时，承压含 水层顶板埋深取最小值（m）；
hw—承压含水层顶板以上的承压水头高度（m）； γs—基坑底面至承压含水层顶板之间的土的层厚加权平均重度， 取 18.34N/m3；
深为 3.0m 作为本方案的设计值。鉴于本地段⑤3 承压含水层顶板埋深
起伏较大，为此把本工程分为两段进行定性分析。1～7 轴处⑤3 层承
压含水层Hale Waihona Puke Baidu板最浅埋深为 29.00m，8～26 轴处⑤3 层承压含水层顶板最
浅埋深为 34.00m。按照公式 1 计算，基坑开挖深度与第⑤3 层安全承压
水位关系见表 1，表 2。
图 1 降水井平面布置图
图 2 疏干井平面布置图 对于坑内浅层潜水含水层，采用管井降水措施，对坑内浅层土体进
行疏干降水；本区需减压降水的含水层为⑤3 承压含水层，西端头处采
用坑内降水，东端头和标准段采用坑外管井降水措施，以达到对坑内开
挖深度以下的承压水进行“按需减压”降水，保证基坑安全及顺利施工
的目的；在基坑内外布置水位观测井，根据地下水位监测结果指导降水
近年来高速发展的城市建设，使基坑开挖的规模越来越大，而深基 坑在开挖过程中不可避免地要遇到地下水的问题。因此，控制好地下 水位是确保基坑安全施工的重中之重。对基坑进行工程降水势必会对 土的工程性质和周围环境产生很大影响。本文通过宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑降水对于周边建筑物地基沉降的影响进行了现场试 验、理论分析以及数值模拟，为实际工程中解决基坑降水而引起的周边 建筑物地基沉降的相似情况提供参考依据。
宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑 降水对周边建筑物地基沉降的影响分析
科技信息
南京大学地球科学与工程学院 江西省地质矿产勘查开发局九一二大队 李国庆
［摘 要］本文通过对宁波市轨道交通 1 号线福明路站基坑降水的设计分析，现场监测，数据处理，对由降水所引起的周边建筑物地基 沉降进行数值模拟，并与监测结果进行对比，为今后实际工程中，在控制由于基坑降水引起的建筑物地基沉降时提供参考依据。 ［关键词］基坑降水 地基沉降 数值模拟
2.1 基坑开挖深度分析
本工程基坑开挖深度较大，需考虑⑤3 层承压水的顶托力对基坑底
板稳定性的影响，进行稳定性验算，防止高水头承压水从最不利点产生
突涌，对基坑造成危害。
通过勘察测得⑤3 承压含水层水位埋深约为 7m，而依据勘察报告
指出⑤3 承压水水位埋深 3.0～5.5m。因此，选取⑤3 承压含水层水头埋
Γ1 —一类边界条件；
H（1 x,y,z,t）—点（x,y,z）在 t 时刻的边界已知水位（m）。
对整个渗流区进行离散后，采用向后差分法将上述数学模型进行
离散，就可得到数值模型，由此计算、预测降水引起的地下水位的时空
分布。网格立体模型见图 3。
作者简介：李国庆（1981.9-），现在南京大学地球科学与工程学院就读研究生，主要研究地质工程方向。
γw—地下水的重度（取 10.0kN/m3）。 2.2 减压井数值模拟分析
为了有效降低和控制承压含水层水头，确保基坑开挖施工顺利进
行，必须进行专门的水文地质渗流计算与分析，为减压降水设计提供理
论依据。多孔介质和流体不可压缩时非恒定达西渗流场求解的微分控
制方程见式 2：
∂ ∂x
(kxx
∂H ∂x
)
+
∂ ∂y
H—点（x, y, z）在 t 时刻的水头值（m）；
W—源汇项(1/d)。
初始条件：H(x,y,z,t)| t =0 = H0(x,y,z,t0)
| 边界条件：H(x,y,z,t) Γ1 = H1(x,y,z,t)
（式 3） （式 4）
式中：H（0 x,y,z,t）—点（x,y,z）处的初始水位（m）；
(kyy
∂H ∂y
)
+
∂∂z
(kzz
∂∂Hz
)
+
W
=
E T
∂H ∂t
其中：E=
ìS íîSy
承压含水层 潜水含水层
；
{T=
M B
承压含水层 潜水含水层
；S
s
=
S M
（式 2）
式中：S—贮水系数；
Sy—给水度； M—承压含水层单元体厚度(m)；
B—潜水含水层单元体地下水饱和厚度(m)；
kxx、kyy、kzz—各向异性主方向渗透系数（m/d）；