基坑開挖滲流對周邊環(huán)境的影響及數(shù)值模擬研究！

城市深基坑工程多緊鄰建筑、軌道交通，地下水滲流引發(fā)的土體變形與地表沉降，一直是基坑安全管控的核心痛點。

本文依托鄰近高鐵線路的東臺綜合樞紐深基坑項目，通過 ABAQUS 有限元軟件建立開挖 - 滲流耦合數(shù)值模型，系統(tǒng)揭示了滲流的影響規(guī)律：滲流會讓基坑周邊地表沉降翻倍、坑底隆起變形增加 35%，且開挖深度越大，不利效應(yīng)越顯著；而 35m 深的超深止水帷幕，可有效阻斷滲流、控制坑外孔隙水壓力變化，大幅提升基坑整體穩(wěn)定性。

研究證實，深基坑設(shè)計必須充分考慮滲流效應(yīng)，通過優(yōu)化開挖步序、強化全過程滲流監(jiān)測，可有效降低施工風(fēng)險，為同類敏感環(huán)境深基坑工程提供了重要參考。

這是我們說的基坑：

東臺綜合樞紐深基坑的全貌衛(wèi)星圖。項目位于老火車站原址，東側(cè)緊鄰新長鐵路（基坑坡腳距鐵路最近僅 46m）、鹽通高鐵，北側(cè) 15m 就是已建下穿框涵，南側(cè)毗鄰老河道，屬于一級重要性基坑，周邊環(huán)境極度敏感，沉降控制要求極高。基坑整體開挖面積 19677㎡，大面積開挖深度 10.2m，局部電梯井最大加深 2.65m，是典型的城市敏感區(qū)深基坑工程。

為了控制開挖擾動，項目采用分區(qū)分層明挖法，把整個基坑劃分為 12 個施工區(qū)，按 A→B→C→D 的順序流水施工。

重點劃紅線：我們在基坑與高鐵線路之間，布設(shè)了 D1-D5 共 5 個地表沉降監(jiān)測點，最近的測點距基坑邊緣僅 8.8m，最遠 91.2m，全程跟蹤開挖過程中的沉降變化，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)都會用來驗證我們數(shù)值模型的準(zhǔn)確性。

基于 ABAQUS 建立的基坑開挖 - 滲流流固耦合三維數(shù)值模型。

劃重點：考慮滲流的耦合模型，最大沉降量 6mm，是不考慮滲流模型（2.947mm）的 2 倍！

這是開挖完成后，兩個模型的土體豎向位移云圖，顏色越深代表位移越大。

結(jié)論：

深基坑開挖必須考慮滲流效應(yīng)，不考慮滲流的計算結(jié)果，沉降預(yù)測偏差可達 50%，嚴(yán)重偏于危險；

滲流會讓基坑周邊地表沉降翻倍、坑底隆起變形增加 35%，開挖深度越大，不利效應(yīng)越顯著；

35m 深的超深三軸攪拌樁止水帷幕，可有效阻斷承壓水滲流，控制坑外孔壓變化，是敏感區(qū)深基坑防滲控沉的核心措施；

一線施工要嚴(yán)格執(zhí)行分區(qū)分層開挖，全過程加強滲流、沉降、隆起的實時監(jiān)測，提前預(yù)判風(fēng)險。