地面沉降作为上海地区最主要的地质灾害,长期以来严重威胁着城市安全和可持续发展。经过五十余年的地下水采灌等综合措施实施,全市地面沉降总体得到了有效控制,但地下空间开发中深基坑减压降水引发的不均匀地面沉降问题突出,对建构筑物安全及周围环境造成了危害。项目在深基坑减压降水地面沉降防治综合分区、机理、控制指标、防控关键技术等方面取得了多项创新性成果,为特大型城市减灾防灾提供了科学依据,对滨海软土地区工程性地面沉降防治具有推广和示范意义。
1、利用由60余万个地质钻孔构建的三维地质结构模型,将全域地质结构组合与深基坑工程降水模式有机结合,首次提出了考虑主要减压降水目的含水层的深基坑减压降水地面沉降防治综合分区方法并编制了分区图系。
2、依托发明的土体降压渗流分层固结变形的三轴模型试验仪、研发的土层间协调变形与土层自身释水变形耦合的物理模拟试验系统、建立的地面沉降防治综合试验场,基于4700余个不同降水目的含水层的数学模型模拟结果,掌握了全市域不同防治综合分区的深基坑减压降水地面沉降规律,揭示了减压降水和人工回灌过程中土体变形机理。
3、创新性研究了地面沉降-地下水位双控模式和深基坑减压降水地面沉降关键控制点,创立了关键控制点水位降深和地面沉降半经验预测公式,结合上海市地面沉降控制目标和基坑周边环境保护要求,提出了深基坑减压降水地面沉降控制指标,为地面沉降精细化防控管理提供了科学依据。
4、研发了基坑围护-工程降水一体化设计、深基坑减压降水地面沉降综合监测技术、浅层地下水人工回灌等关键技术,为工程性地面沉降防控提供了解决方案。
5、研究成果已在地质灾害危险性评估、地下空间开发建设、轨道交通安全监护等工程实践中得到了广泛应用。
本项目已获得了6项国家发明专利,形成了3部技术标准的主要章节,为地方法规《上海市地面沉降防治管理条例》及政府规范性文件《上海市建设工程基坑降水管理规定》等的出台和实施提供了直接技术依据,为深基坑工程性地面沉降防治管理提供了决策支撑。2100433B