中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 赵含瑞东南大学 2020年硕士导师: 洪振舜共102页

摘要 : 在深厚粉土地层中进行基坑工程施工时，通常采用水泥土搅拌桩悬挂式止水帷幕，其目的是阻挡基坑外地下水渗流。但是，如果止水帷幕存在渗漏处，常导致基坑涌水、涌砂现象的发生，因而危害基坑周边环境的安全。同时由于土层夹层和现场在施工时水泥搅拌... 展开在深厚粉土地层中进行基坑工程施工时，通常采用水泥土搅拌桩悬挂式止水帷幕，其目的是阻挡基坑外地下水渗流。但是，如果止水帷幕存在渗漏处，常导致基坑涌水、涌砂现象的发生，因而危害基坑周边环境的安全。同时由于土层夹层和现场在施工时水泥搅拌土施工不均匀等问题，常导致水泥土还没有成型或强度不足时，局部桩体会被冲蚀，从而导致基坑破坏。因此对悬挂式止水帷幕在基坑开挖过程中的渗流稳定性评价和探究水泥土的配比方案是具有重要的工程意义。本文结合一实际工程，运用室内试验、理论分析和数值模拟的方法，开展了固化粉土力学-渗透性质及止水帷幕止水效果和渗漏研究，主要研究内容和成果如下：（1）开展了固化粉土的物理力学及微观试验研究。分析了不同掺加剂（水泥、磷石膏、膨润土）及其不同掺入比例、不同养护龄期固化粉土的强度特征、变形特征、渗透性状和微观组构的变化规律，探究了固化土在不同变量条件下的强度增长机理、渗透性状变化机理，得到了的固化土物理力学-渗透性状参数，并将其用于悬挂式止水帷幕的改进措施研究。（2）开展了止水帷幕止水效果及渗漏评价研究。以地下水三维渗流理论为基础，采用数值模拟的方法，对止水帷幕不同的插入比、不同的降水深度及不同土性参数对悬挂式止水帷幕止水效果进行探讨，并进一步探究了止水帷幕存在渗漏点、渗漏面及其存在于基坑不同位置处的渗漏处最大单宽流量。（3）开展了止水帷幕存在渗漏时对基坑周边环境影响及其改进措施研究。基于依托工程现场实测数据分析与有限元数值模拟，分析了基坑止水帷幕存在渗漏点、渗漏面及其存在于基坑不同位置时，基坑地表沉降与止水帷幕水平位移的变化规律，结果表明，在开挖面以上止水帷幕存在渗漏对基坑的安全性有严重威胁。进而利用试验所得固化土参数对改进后止水帷幕的效果再次进行评价，结果表明，改进后止水帷幕止水效果尚优，工程应用前景广阔。收起

关键词 : 粉土地层基坑止水帷幕渗漏

2. 不同地层条件下基坑降水对周边沉降的影响

[学位论文] 阳德志华南理工大学 2019年硕士导师: 曹洪;张挺共109页

摘要 : 基坑设计与监测通常仅考虑坑边地下水位下降会引起地面沉降，实际上不同地层以及不同的补给条件表现出很大差异，针对上述问题，本文以研究不同土层、不同补给条件下基坑周边沉降规律为目的，展开系列研究。按土层以及补给条件分为三种：降雨补... 展开基坑设计与监测通常仅考虑坑边地下水位下降会引起地面沉降，实际上不同地层以及不同的补给条件表现出很大差异，针对上述问题，本文以研究不同土层、不同补给条件下基坑周边沉降规律为目的，展开系列研究。按土层以及补给条件分为三种：降雨补给基坑降水对沉降的影响、滞水层补给基坑降水对沉降的影响、承压含水层降水对沉降的影响。对不同土层下基坑周边土体沉降进行了较为系统的研究，本文主要的工作和结论如下： (1)用有限元软件GeoStudio对这三种补给情况降水周边土体沉降变形进行分析研究。在短期计算而言，考不考虑补给对沉降影响不大，但在长期计算，是否考虑补给会对沉降影响范围计算结果造成较大影响。 (2)滞水层补给沉降计算结果与降雨补给结果相差不大，引用热传导方法，推测滞水补给渗流解析解，将解析解与有限元对比验证，通过解析解对各种情况进行比较分析，找出相应的规律，通过归一化整理，得到方便工程计算应用的表格及曲线。 (3)对于承压含水层降水引起软土沉降，可用“解耦”简化方法，其计算结果与有限元相差不大。由于基坑呈三维空间特性，在计算强透水层渗流场时，采用简单单向流、大井公式或水平面有限元，计算结果不一样，体现了三维特性。 (4)承压含水层降水引起的沉降，由各种方法计算结果都得出同样规律：止水帷幕效果不好，强透水层水头下降较大则周边土体沉降较大，影响范围大，与单纯软土有所不同，对于单纯深厚软土即使无防渗措施，在基坑边沉降很大，但是影响范围较小。 (5)通过两个算例说明了单纯软土滞水层补给解析解公式和深厚软土承压含水层减压周边土体水头沉降计算公式的使用方法。收起

关键词 : 基坑降水土体沉降地层条件止水帷幕

3. 复杂地质条件下深基坑止水帷幕优化设计及现场实测

[学位论文] 桑军林浙江科技学院 2017年硕士导师: 罗战友共78页

摘要 : 止水帷幕可以有效阻隔坑外地下水渗流入基坑中，对基坑顺利施工和保护基坑周边环境有很重要的意义。对于止水帷幕在基坑中的应用研究较多，但复杂地质条件下深基坑止水帷幕对坑外地下水位的影响规律研究较少。因此，本论文通过现场抽水试验、数值模拟... 展开止水帷幕可以有效阻隔坑外地下水渗流入基坑中，对基坑顺利施工和保护基坑周边环境有很重要的意义。对于止水帷幕在基坑中的应用研究较多，但复杂地质条件下深基坑止水帷幕对坑外地下水位的影响规律研究较少。因此，本论文通过现场抽水试验、数值模拟、现场实测分析，研究了止水帷幕与坑外水位关系，从而对复杂地质条件下止水帷幕进行优化设计，主要工作和成果如下： 1.通过对杭州某区域复杂地质条件下圆砾层现场抽水试验，采用水位恢复法求得圆砾层的渗透系数；根据场地的初始条件和边界条件，建立抽水试验二维有限元模型，对抽水试验过程进行模拟，数值模拟结果与现场抽水试验实测基本一致。 2.在分析了止水帷幕种类及其影响因素的基础上，采用Abaqus有限元软件，建立了基坑开挖及降水的二维数值模型，分析了单层、多层、复杂土层中止水帷幕深度、厚度和位置对坑外水位的影响，获得了以下规律：（1）采用悬挂式止水帷幕时，坑外水位随止水帷幕深度增加而升高，坑外水位与止水帷幕深度呈非线性关系。（2）采用悬挂式止水帷幕时，坑外水位随止水帷幕位置距基坑边缘距离增大而升高，止水帷幕位置与坑外水位呈近似线性关系。（3）当止水帷幕不透水时，止水帷幕厚度对坑外水位影响很小。（4）对于落底式止水帷幕，当止水帷幕不透水时，坑外水位几乎不发生变化。 3.结合数值模拟结果，考虑技术和造价等因素，对复杂地质条件下深基坑止水帷幕进行优化设计，最终选择深度为22.1m、φ800@550的高压旋喷桩作为止水帷幕。基于优化止水帷幕后的深基坑实例，对地下水位、地表沉降位移、桩后土体水平位移、周围管线沉降位移等项目进行现场监测，监测结果满足规范要求，说明在本工程复杂地质条件下，采用高压旋喷桩作止水帷幕是可行的。收起

关键词 : 复杂地质深基坑止水帷幕数值模拟

4. 设置止水帷幕基坑承压含水层地下水流动分析

[学位论文] 陈征南京工业大学 2015年硕士导师: 王旭东共76页

摘要 : 基坑工程中地下水的控制是确保基坑工程安全施工的重要因素，地下水控制不当常常严重威胁基坑安全和工程质量，对基坑周边环境的带来不利的影响。因此，在基坑工程中常采用降水和设置止水帷幕等工程措施以实现对地下水的有效控制。传统的地下水计算理... 展开基坑工程中地下水的控制是确保基坑工程安全施工的重要因素，地下水控制不当常常严重威胁基坑安全和工程质量，对基坑周边环境的带来不利的影响。因此，在基坑工程中常采用降水和设置止水帷幕等工程措施以实现对地下水的有效控制。传统的地下水计算理论基于均质各向同性含水层、无限边界条件、完整井等理想条件之下，无法适应复杂基坑工程环境下地下水流动的计算分析，如何合理分析基坑工程中地下水流动已成为基坑工程设计中迫切需要解决的重要工程问题。为此，开展设置止水帷幕基坑的承压含水层地下水非稳定流计算方法的研究不仅具有重要理论意义而且具有重要的工程应用价值。本研究主要内容包括：⑴建立了落底式止水帷幕基坑承压含水层地下水非稳定流数学模型，结合落底式止水帷幕的隔水边界条件，利用有限Fourier余弦变换和Laplace变换，提出了条形和圆形基坑中全封闭承压含水层非完整井地下水非稳定流的半解析解。⑵建立了悬挂式止水帷幕基坑承压含水层地下水非稳定流数学模型，结合止水帷幕的隔水边界假设和未封闭承压含水层的定流量边界假设，利用有限Fourier余弦变换和Laplace变换，提出了条形和圆形基坑中半封闭承压含水层地下水非稳定流的半解析解。⑶利用Laplace数值逆变换实现了对止水帷幕基坑的承压含水层地下水非稳定流的求解。利用解答退化和有限差分法验证了半解析解的正确性，推导了无量纲计算公式，探讨了设置止水帷幕基坑承压含水层地下水降深的分布规律，分析了承压含水层各向异性、非完整井插入深度、滤管长度、止水帷幕插入深度等因素对地下水降深的影响规律。⑷建立了设置止水帷幕基坑承压含水层抽水对周边环境影响的有限差分数值计算模型。对比分析了止水帷幕插入深度、基坑降水形式以及非完整井插入深度和滤管长度等因素对基坑内外承压含水层水头分布的影响规律。收起

关键词 : 地基工程基坑降水止水帷幕渗流试验

5. 复合式止水帷幕在临江深基坑中的应用研究

[学位论文] 杨勇重庆大学 2015年硕士导师: 吴曙光;王耀伟共96页

摘要 : 临江深基坑最主要特点为地下水受江水影响较大。地下水的存在将对基坑工程的安全带来较大的不利影响，故必须采取适用于复杂水文、地质条件的止水防渗措施。重庆地区临江深基坑主要为土岩组合深基坑，地质条件复杂，单一止水帷幕难以满足止水防渗要求... 展开临江深基坑最主要特点为地下水受江水影响较大。地下水的存在将对基坑工程的安全带来较大的不利影响，故必须采取适用于复杂水文、地质条件的止水防渗措施。重庆地区临江深基坑主要为土岩组合深基坑，地质条件复杂，单一止水帷幕难以满足止水防渗要求，故提出适合于重庆地区土岩组合基坑的复合式止水帷幕方案。复合式止水帷幕是以常见止水帷幕形式为基础，结合不同地质、水文条件，针对不同地质特性，采用两种或两种以上工艺方法形成构筑体，使它们在结构上组合而成一种新形式的止水帷幕。目前，工程实践中已经出现了复合式止水帷幕，但其理论研究相对落后。本文结合实际工程，采用理论研究分析、数值模拟、现场试验等方法，对复合式止水帷幕的应用进行了系统的研究。主要研究工作如下： ①研习前人成果，系统地分析阐述了止水帷幕的应用和发展。对压力注浆及高压旋喷止水帷幕应用研究现状进行了分析，基于这两种止水帷幕形式引出了一种新止水帷幕形式—复合式止水帷幕，进而分析了复合式止水帷幕研究现状。提出了本文研究内容和思路。 ②以重庆地区临江土岩组合深基坑中防渗止水问题为研究背景，结合实际工程，分析工程地质及水文特点，针对性地提出了临江土岩深基坑复合式止水帷幕方案，即岩层采用高压注浆加土层采用高压旋喷。理论分析止水帷幕对渗流的影响及其止水效果影响因素，结合工程特点，确定复合式止水帷幕施工工艺。 ③建立设置止水帷幕时基坑渗流数值分析模型，对比分析有无止水帷幕时地下水渗流场，得到帷幕的存在对渗流场的影响。模拟不同深度止水帷幕情况下地下水渗流场的分布情况，通过对比分析得到渗流场随帷幕体深度的变化规律，通过此变化规律得到止水帷幕深度范围合理取值，印证本工程帷幕深度取值的合理性。 ④分析工程实例与理论研究成果，提出了止水帷幕效果综合检验方法。通过现场试验确定复合式止水帷幕渗透系数，从理论上分析了止水帷幕止水效果，同时通过嘉陵江洪水过境实际情况，检验止水帷幕实际效果，并提出了止水帷幕效果等级评定标准。综上所述，在本文研究中，数值模拟能够很好地映证理论研究成果，二者规律基本一致，复合式止水帷幕止水效果理论分析结果与实际检验效果一致，说明了复合式止水帷幕在临江岩土组合深基坑中应用成功。研究成果对重庆地区类似工程止水帷幕的设计及施工具有一定参考价值。收起

关键词 : 止水帷幕深基坑数值模拟渗流场

6. 时代帝景基坑止水帷幕支护结构方案研究

[学位论文] 庞健辽宁工程技术大学 2013年硕士导师: 郝凤山共70页

摘要 : 市政地下工程和工业民用建筑中的深基坑支护技术与上部结构一样，近年来，无论在工程实践还是理论研究方面都有很大进展。深基坑支护结构的选择主要取决于安全和经济这两个因素。由于深基坑工程对土体位移和土层沉降以及对周围已有构筑物和地下管线的... 展开

关键词 : 高层建筑深基坑止水帷幕技术支护结构

7. 搅喷桩止水帷幕的应用研究

[学位论文] 张云中国地质大学(北京) 2010年硕士导师: 葛克水;张国祯共57页

摘要 : 根据北京市行政区域内限制施工降水的政策要求,本文针对莱太大厦工程基坑深、地下水位高、水量大等特点,进行了基坑止水帷幕的技术对比和方案优化,确定采用创新的搅喷桩止水帷幕施工技术工艺。在施工过程中课题组结合工程实际完善了配套工艺和特... 展开

关键词 : 搅喷桩旋喷桩搅拌桩止水帷幕高压注浆

8. 碎块石填海地层基坑工程止水降水现场试验及数值模拟研究

[学位论文] 党小安同济大学 2018年硕士导师: 冯世进;浦伟庆共85页

摘要 : 随着我国建设用地的逐渐减少，出现了一些开山碎块石抛填浅海海域造陆的特殊地层。该种地层的地基土渗透性好、地下水丰富、渗流场复杂，给建设工程的基坑开挖带来了众多困难。为减小基坑涌水量、降低水位，需采用止水帷幕以阻断地下水向基坑内的渗流... 展开

关键词 : 碎块石填海地层基坑工程止水帷幕数值模拟

9. 止水帷幕对土钉墙的增强作用研究

[学位论文] 徐学贺河北工程大学 2017年硕士导师: 吴雄志共81页

摘要 : 在现行规范与工程设计中，止水帷幕一般当作安全储备而不考虑其挡土作用，往往使基坑支护设计偏于保守，容易造成工程浪费，不利于土钉墙支护技术的推广。因此研究止水帷幕对土钉墙工作性能的影响很有必要。本文针对水泥土桩止水帷幕+土钉支护这种复合... 展开在现行规范与工程设计中，止水帷幕一般当作安全储备而不考虑其挡土作用，往往使基坑支护设计偏于保守，容易造成工程浪费，不利于土钉墙支护技术的推广。因此研究止水帷幕对土钉墙工作性能的影响很有必要。本文针对水泥土桩止水帷幕+土钉支护这种复合土钉墙支护形式，利用显示有限差分软件FLAC3D以摩尔-库伦本构模型、强度折减法、传统极限平衡法等理论为基础，结合某基坑工程案例按照具体施工工况建立了考虑止水帷幕与不考虑止水帷幕的两种计算模型。通过对计算结果的对比，定量分析了止水帷幕对土钉墙的增强程度。为了验证数值模拟的可靠性，还和现场实际监测数据进行了比对。从土钉墙的整体稳定性、变形与土钉轴力三个方面，总结了止水帷幕对土钉墙增强幅度的量化指标。本研究主要内容包括：⑴止水帷幕增加了塑性区的范围，被动土区域塑性区范围的增加最为明显，说明了被动土作用范围在扩大;止水帷幕还有效阻隔了边坡塑性区的贯通，塑性贯通区绕过了止水帷幕的底部向外扩展，相应的滑裂面范围向外扩展较明显;考虑止水帷幕土钉墙支护的安全系数最大可提高近30％。⑵止水帷幕减小了土钉墙坡顶44％的沉降，沉降较大区域整体向远离基坑的方向移动，最大沉降点远离到了1.42倍基坑深度外，优化幅度较大;止水帷幕减小了土钉墙坡面49.6％的水平位移，水平位移较大区域的范围也有所缩小，被动土压力区产生作用的区域有所扩大;施工过程中土钉墙的垂直位移与水平位移均逐渐增加且整体变化幅度相对比较均匀，位移趋势基本一致，说明了止水帷幕在一定程度上有效抑制了土钉墙的变形。⑶在考虑止水帷幕作用时土钉轴力最大减小幅度为71.9％，在土钉墙的中下部减小幅度最为明显。研究表明，止水帷幕对土钉墙的增强作用相当明显，考虑其作用可以进一步优化基坑设计，降低工程成本，提高土钉墙支护的性价比。从而使基坑设计更加贴合工程实际，有利于推广土钉墙支护技术。收起

关键词 : 地基工程土体加筋止水帷幕稳定性分析

10. 基坑止水帷幕优化设计及工程应用

[学位论文] 刘爱娟华北水利水电学院 2006年硕士导师: 杨素珍;万林海共78页

摘要 : 基坑中止水帷幕的设计是一个很重要的方面，设计的好坏，直接决定着地下水、周围建筑物等一系列安全问题。止水帷幕的形式有很多种，各有其适用范围，而确定止水帷幕的方法和公式还不是很多，尤其是对于悬挂式止水帷幕。为了对此问题做进一步分析，本... 展开基坑中止水帷幕的设计是一个很重要的方面，设计的好坏，直接决定着地下水、周围建筑物等一系列安全问题。止水帷幕的形式有很多种，各有其适用范围，而确定止水帷幕的方法和公式还不是很多，尤其是对于悬挂式止水帷幕。为了对此问题做进一步分析，本文在模型中对多个参数进行变换并对结果进行了分析，最后对一个工程实例做了优化分析。首先对止水帷幕做了概述，介绍了止水帷幕包括竖向止水帷幕和水平止水帷幕。其次分别说明了止水帷幕的形成方法与作用、现有止水帷幕的设置原则和计算方法以及止水帷幕的使用历史和现状等。对于基坑中渗流的理论基础分析，首先分析了渗流的基本理论，包括渗流连续性方程和渗流基本微分方程。在渗流有限元方程分析中，结合本论文的讨论内容，简介了有限元方法在地下水渗流中的应用并推导了二维状态下有限元控制方程。有限元方法是地下水分析方法中常用的数值方法，采用以该方法为基本原理的Geostudio软件，本文设定7种变化参数，确定多种工况，通过分析得出了7种参数变化下的基坑抽降水时地下水运动状态。为了使分析结果具有代表性，本文选取帷幕下断面的渗流量、帷幕底至不透水层竖排节点的渗流速度和基坑底部节点的水力梯度作为结果分析对象。以这些结果在不同工况之间的变化和不同，进一步验证了某些已知理论的正确性和某些参数对地下水流的影响，这些结果，对于止水帷幕的设计和应用具有一定的参考作用。为了对实例中的止水帷幕做出优化分析，本文提出按照控制基坑外某一点地下水位降落值的约束条件，以总造价最小作为目标函数，通过模型模拟的方法，把已经列出的方案进行分析修改，并最终确定优化方案的方法。此外，本文在优化中把多头小直径深层搅拌桩作为止水帷幕桩的一种形式，同普通单排深层搅拌桩和双排深层搅拌桩并列加以优化分析，最终以其工效快、价格低廉的特点选为优化结果。收起

关键词 : 基坑止水帷幕渗流理论有限元分析