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止水帷幕对基坑的重要性

354 2021-07-20 15:44:51

随着经济建设的高速发展,深基坑工程应运而生,其中不乏大型深基坑。在深基坑设计及施工中,设置好止水帷幕是不可或缺的一环。绝大多数的止水帷幕设计都是为了获得最好的止水效果,而很少定量的研究止水帷幕作用下基坑的渗流特性。本文从渗流理论出发,对比分析了ANSYS 软件中热分析模块原理和渗流基本理论的相似性,利用软件对基坑稳定渗流过程进行模拟,通过对比多种工况,用一系列数据分析止水帷幕对深基坑渗流场的影响,探讨止水帷幕在不同插入深度的工况下对基坑渗流场的影响。

止水帷幕的深度不同,直接影响的就是渗流路径不同,在插入不透水层中的深度越大,渗流路径就越大,相对应的渗流场水头分布和水力坡降分布就会发生变化,而基坑以下水压过大会影响基底安全,发生突涌等危害,基底最大水力坡降值也会影响基坑的安全,本文通过模拟不同幕墙深度时基坑水头值变化分布及基底最大水力坡降值的变化,找出幕墙的关键深度。在单一均质土层中,在幕墙插入深度近似达到所在不透水层深度的 25%时,基底以下水头值均达到最大;当插入深度达到不透水层的 61%时,水头值与无止水帷幕时的水头值一致,当插入深入达到 61%-99%时,基坑内所有水头值均小于无幕墙时的水头值,并依然在下降,才能真正起到降低水头的作用;止水帷幕深度的增加,对降低基坑内外水力坡降的作用非常明显,在幕墙深度增加到接近不透水层时,水力坡降的降低量能达到初始值的 90%以上,效果显著,但它的降低值是先大幅度降低,在插入深度达到不透水的 34%左右时,降低幅度变小,趋于平缓。

结合北京华联深基坑的工程实例,模拟研究发现复杂土层中也存在与单一均质土层中相似的规律,证明了其现实存在性,也间接验证了 ANSYS 热分析模块在解决渗流问题上的可行性。

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