第16卷第1期 /IsS;0K%L
2002年3月 土 工 基 础Soil Eng. and Foundation Vol.16 No.2 June. 2002 ?2oHZ%G
武汉地区基坑降水引起的地面沉降机理及定量预测⒇
?]x |Zy
胡 涛1 冯晓腊2 熊文林2 王 宇2 . Z%{'CC
(1.武汉建筑科学研究院,430071;2.中国地质大学,武汉430074) K3=3~uY
摘 要 根据武汉地区的水文地质和工程地质特征,结合工程实际,对武汉地区深基坑降水引起地面沉降的机 $H-!j%hV
理及其定量预测作了深入的探讨。 A* um{E+
关键词 地面沉降,有效应力,降水 0 lv %`,
中图法分类号:P332 文献标识码:B 文章编号:1004-3152(2002)02-0048-03 [w -l?
1 武汉地区第四系地层的特征 L@gWzC~?Q
武汉地区一级阶地由第四系全新统地层构成, 4fKC 6UR
其中汉口分布较广,武昌其次,汉阳相对较少。属河 5:kH;/U
流相,部分河湖相。上部为粘性土、淤泥质土,下部 $_x^lr
为交互层,即砂和砂砾石层,是典型的二元结构,底 3JVK
部为基岩。与深基坑开挖极为密切的主要是赋存于 S*n@81Z
全新统地层中的承压水,其含水层的渗透性从上至 39=1f6I1
下逐渐增大,承压水位较高,同时与长江、汉江水有 0)m(;> '70
密切的水力联系,两者呈互补关系。至于二级三级 N"3b{Qi o
阶地,地下水对深基坑的影响不是十分突出。 YJo ["Q
对于隔水层而言,河流相的一般粘性和湖相的 mL4] l(U
淤泥质土属正常固结的中~高压缩性土,表面的硬 |<GDUwC_;
壳层由于毛细水作用而呈现明显的超固结特性。湖 $ mI0Bk
相的淤泥含水量高,孔隙比大,属欠固结的高压缩性 =J ym%m
土。含水层由上至下为粉土粉砂—粉细砂—细砂— Yc'kvj)_M
含砾中粗砂—砂砾卵石层,其压缩性逐步降低,属中 OD5 m9XS
低~低压缩性土。从水文地质角度,粉土粉砂、粉细 )LyojwY_g
砂层属过渡层。 SGe^ogO "v
2 地面沉降机理 PpgP&;z4
从理论上讲,深基坑降水后降落漏斗范围内初 zF`c8Tsx])
始水位以下各个土层都会因土的固结作用而沉降。 h}xeChw]
降水之前,含水层处于静止状态,水头为H0。 WH= EPOR,
由于静止的时间一般远大于过渡层的孔压消散时 3.qTLga|}
间,因此过渡层中的水头与含水层一致。隔水层中 |gU(s
的水头分布则与上层滞水水头相关,当上层滞水水 4!LCR}K
头高于承压水头时,向下越流,反之向上越流,越流 U\R}`l
量极微,不必考虑其对过渡层及含水层的补给(因此 u07pq4Ly
称之为隔水层),但却控制隔水层的上边界水头,从 tuhA
9}E
而影响隔水层内的水头分布。 O/<K!;(@?
对含水层而言,三维流区的水头分布在纵断面 |JVk&8
?8
上不是相等的。为了预测其上覆的过渡层及隔水层 Cm\6tD
的水头分布,必须准确地分析(或测试)含水层面的 '60 L~`K
水头。然而仅此是不够的,还必须计算出含水层内 /jRRf"B
不同深度处的水头,这种复杂的流场分析常需采用 ;W^o@*i{>
数值方法。本文主要分析相对简单的二维流区。二 (t4&,W_spA
维流区流线水平,在任一时间t,距降水中心r的含 ;]pJj6J&v
水层断面上,水头在各深度处相等。过渡层上是隔 ?! `=X>5
水层,因此过渡层顶面相当于不透水边界;当含水层 r3\cp0P;s
(过渡层底面)水头下降时,过渡层中及顶面的水头 IqD_GL)Ms
亦跟随下降,但稍有滞后。隔水层顶面受上层滞水 Et/&^&=\-
补给,相当于定水头边界;隔水层底面的水头与过渡 QI3Nc8t_2
层顶面水头相等,并跟随下降,因此隔水层中的水头 Mv6 -|O
相应下降,但滞后更明显。固结理论常用超孔隙水 di>cMS 4 c
压力的消散过程来描述固结过程。地基的超孔隙水 qk;{cfzHA
压力是由附加荷载产生,“超”是新的孔隙水压力相 y8rm
对于原始孔隙压力的差。 8A+SjJ4$
3 地面沉降定量计算[1~3] f4PIoZ e
(1)隔水层的固结计算 YxP@!U9dE,
⒇收稿日期:2002-03-04 2^l[( N
