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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。