深基坑降水和開挖過程引起地基沉降計算

李元元

（江西省吉安市水利水電規劃設計院，江西 吉安343000）

隨著我國水利工程的高速發展，水電站的建設也日益增加，在水電站廠房尤其是大型水電站廠房修建過程中，深基坑開挖是必不可少的[1]。大多數水電站都處于地下水較為豐富的地段，水電站的深基坑開挖常發生地下水滲漏，導致基坑發生滲漏破壞，因此在基坑開挖過程中，需要采取一些降水措施。另外，軟地基基坑開挖會導致基坑底部凸起，基坑的邊墻體會向基坑中部發生側向變形，導致土體產生地層損失；基坑降水可以增加基坑周邊土體的有效應力，并在土體中產生滲流動水壓力，這兩種力將導致土體發生固結并被壓實，使得地基發生沉降[2]。

地基沉降會對周圍建筑物和環境造成嚴重危害，因此，有必要在施工前進行計算分析，從而避免出現工程事故。下面以隨機介質理論為基礎，計算深基坑開挖和降水引起的地基沉降量，研究深基坑降水和開挖過程對地基沉降的影響。

1 深基坑降水時土體的有效應力

1.1 降水前后土體自重應力

土體被地下水浸泡，土體及其內部孔隙水共同承受應力；當土體內地下水下降，其內部的孔隙水會逐漸減小直到被疏干，使得原本由孔隙水承受的那部分應力，轉變為由土體承擔，使得土體受到的應力增大，即有效應力增加。

現假設基坑降水前的土體地下水位高度為h，h以下的土體為飽和狀態，則在深度L=2h處的單元面積為dL·db（dL、db分別表示圖1中深度L處單元的長和寬），其應力為p，孔隙水壓力為pw，則土體顆粒的應力σ=p-pw降水前的應力p=hγ+（L-h）γf，其中，γ為土體天然容重（kN/m3），γf為土體的飽和容重（kN/m3）；……