在城市地下空间开发快速发展建设过程中,基坑工程的规模越来越大。由于滨海地区地下水位高,降水已经成为基坑工程的必要环节。深基坑施工过程中降水引起的临近地面沉降影响范围远大于开挖卸荷作用,不仅危害周边地下工程结构的安全,也加剧了区域性地面沉降地质灾害的发育程度。因此,亟须深入研究深基坑降水开挖引发的地面沉降规律,分析针对性的防治措施。本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,研究了深基坑降水开挖引发的地面沉降特征及其控制措施的效果,探讨了深基坑降水开挖引起的地面沉降的演变规律,分析不同的控制措施对基坑降水降压引起地面沉降的治理效果,主要内容及成果如下:(1)降水开挖数值分析中土体本构模型适用性研究。根据基坑降水开挖的工程特点,采用考虑饱和土流固耦合特征的有限元方法建立深基坑工程的二维分析模型,分别采用生死单元和节点渗流量控制来模拟基坑开挖和降水过程。基于该模型,分别采用土体线弹性模型、摩尔库伦模型以及修正剑桥模型进行数值分析,比较不同本构模型对土体内渗流场、围护结构及周边环境变形的影响。结果表明,相对于线弹性模型和摩尔库伦模型,修正剑桥模型分析的地面沉降和围护结构水平位移的更为合理,更适用于分析基坑降水开挖工程问题。(2)深基坑降水开挖引起地面沉降的规律研究。首先采用修正剑桥模型,应用节点流量控制的瞬态分析法对基坑降水开挖进行数值分析,研究深基坑降水开挖引发的地面沉降变化规律;对上海地区基坑降水开挖案例的现场试验进行数值模拟,分析结果与实测结果基本吻合,验证了上述本构模型的合理性;进而探讨了降水井深度和回灌井位置等不同参数对地面沉降的影响规律。结果表明,在止水帷幕未阻隔承压水层时,降水井深度并不影响地面沉降分布,而回灌井位置则对地面沉降有较大的影响。(3)针对降水开挖引起地面沉降的控制措施效果分析。首先对上海地区深基坑工程典型案例进行数值模拟分析,结合测试结果发现,承压水减压降水是引起大面积地面沉降的主要原因;以该工程实例为基础,研究调整止水帷幕和采取坑外人工回灌等不同措施对地面沉降的作用规律,分析其控制效果。结果表明,加深止水帷幕和加大地下水回灌都可以控制降水开挖引发的坑外地面沉降,但围护结构的水平位移会因为坑内外水压力差的增加而增大。