近年来,随着高层建筑和地下空间利用的发展,我国基坑工程日益增多,伴随而来也产生了一系列的基坑开挖、围护等问题.在基坑开挖深度较大,地下水位较高,土质渗透性较大的情况下(如粉土、粉砂等),往往容易出现坑内涌水,坑底上冒(管涌)、流砂等现象,有时还会影响到边坡或坑壁的稳定,这时采用降低地下水位的措施往往能使这些问题得到有效的解决.地下降水就是在基坑开挖前和开挖过程中,利用真空原理等方法,不断抽出地下水,使地下水位降低到基坑底以下,从而根本上解决了地下水涌入坑内的问题,防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起的塌方,使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力,因此防止了坑底的上冒;由于没有水压力,使支护结构减少了横向荷载,由于没有地下水的渗流,也就消除了流砂现象;降低地下水位后,还能使土层密实,增加地基土的承载能力.由于降低了地下水位,引起土体有效应力的增加,因而增加了地基土的固结沉降,使土体产生竖向及横向位移,如果附近有建筑物的存在,将导致建筑物发生不均匀沉降,甚至引起墙体开裂等严重现象,特别是使用浅基础的建筑物,其后果更加明显.如何避免这些不良的工程地质影响,就成为目前基坑围护技术中的一个需要实践研究的课题.杭州城区东部至钱塘江沿岸的地层中广泛分布着厚达15m的粉土与粉砂质土.该土层渗透性能好,地下水含量丰富,且潜水水位高,基坑开挖工程中必须采取有效的降水措施.该地区基坑施工中通常采用轻型井点来降排地下水,以达到疏干土层,改善土性,防治管涌、流砂等事故发生的作用.然而降低地下水位的同时也会引发周围地表沉降,影响周围建筑物的安全与市政设施正常功能的发挥.粉土的性质复杂,既不同于粘性土,又有别于砂土,具有一系列独特的工程性质.特别是在粉土、砂土地层区大幅度降低地下水位时,因细小颗粒被带走,极易发生流砂、管涌事故,要特别予以重视,在振动条件下例如密度较大的桩基施工和快速排水条件下极易产生液化现象,常会给工程造成意想不到的重大损失.针对这样的现状,浙江大学市政工程研究所联合杭州市城市基础设施开发总公司、杭州市市政工程总公司以钱江三桥北匝道桥工程中采用的井点降水作为研究测试对象,投入技术力量与设备,开展"粉土地区地下降水对土体变形的影响研究"科研工作,通过埋设现场监测仪器,进行原位测试研究,以获得第一手资料进行理论分析研究.通过对现场试验结果的研究分析,及详细的试验数据的计算整理,探讨地下降水对土层浸润线、土体位移及邻近建筑物的影响规律性.本文以杭州市钱塘江北岸大型管沟工程为例,对粉土地区因管线施工所需地下降水引起的周围土体变形进行了现场实测研究.土体水平位移实测资料研究结果表明,因管线开挖而进行的地下降水过程与水平位移的发生、发展有密切的联系;对土体垂直位移的研究结果则表明,土体中不只发生了因有效应力增加而导致的土体压缩,还伴随有剪胀现象的发生,而地下降水是导致土体发生这种现象的主要因素.在此基础上,根据研究区实际情况建立了相应的数学模型,并应用伽辽金有限单元方法进行求解.数值模拟结果表明该数学模型较好的刻画了研究区地下水水位、土体位移的实际变化情况,从理论上进一步证实对原位测试与室内试验分析结果的正确性.为丰富粉土地区降水理论与土体变形特性做出了一定的贡献.