问题描述：
一般在高水位地区，都需要在基坑开挖过程中同时降低坑内水位，在分析基坑降水问题的时候，如何对地下水的这种变化进行模拟和计算？
软件版本：
PLAXIS
2D AE; PLAXIS 2D 2015; PLAXIS 2D 2016; PLAXIS 3D 2013; PLAXIS 3D AE; PLAXIS 3D
2016
解答：
除了一些较浅基坑的明排降水之外，大部分深基坑一般采用截水帷幕进行坑内疏干降水。对于挡土结构外侧的截水帷幕，一般不作为受力结构参与分析，我们可以利用界面单元的透水性来实现其截水性能，可参考：PLAXIS渗流分析中结构体的透水性能定义方法。
1. 封底式截水帷幕
对于封底式截水帷幕，我们一般认为坑内疏干降水对坑外水位的影响很小，因此可以直接定义基坑内外水位差，采用静水压力计算方法（孔压计算类型选择“潜水位”），得到挡土结构两侧的孔压分布。具体来讲，封底式帷幕底部进入弱透水层（相对隔水层），隔断坑内外水力联系，此时坑底含水层内孔压按照坑内低水位计算，而下卧弱透水层内孔压则可按线性插值计算。需要注意的是，此时已开挖土层必须“疏干”，即坑内为“干”开挖。
不同土层内孔压分布的计算，主要通过PLAXIS中土类组的孔压定义来实现，即选择坑底含水层对应的土层，在选择浏览器中修改其水力条件，比如将默认的“全局水位”（指地层初始的地下水位，与坑外水位一致）修改为“水头”，其水头值即对应坑内低水位位置（比如坑底高程，或者坑底以下0.5m高程），如图1所示。
图1 坑底含水层的水力条件设置
同样的，下卧弱透水层、已开挖土层的水力条件则可分别修改为“内插”和“干”。坑内各土层的水力条件设置，如图2所示。
图2 封底式帷幕基坑降水孔压定义方法
此时，要注意在有限元计算中孔压分布的连续性及平衡性，区别于传统设计方法中挡土结构两侧水压力（荷载）各自计算的方式。通过上述方法得到的地层内孔压分布，如图2所示。
图3 封底式帷幕基坑降水孔压计算结果
2. 悬挂式截水帷幕
对于悬挂式截水帷幕，其底部并未进入相对隔水层，基坑内外的含水层存在水力联系，依然需要通过坑内疏干降水来降低坑内水位，此时一般需要计算渗流场（孔压计算类型选择“稳态地下水渗流”）。渗流计算时，孔压的计算方法不同于静水压力方法，需要首先确定渗流场，再根据渗流场确定孔压的分布。渗流场的确定主要与土层渗透性及模型水力边界条件相关，而与土层类组的孔压定义无关，可参考：材料的排水类型与渗透性。
基坑内外水位差的存在，也就是基坑降水的水力边界条件。在2D模型中，我们可以利用水位线来直接定义该水力边界条件，如图4所示。但要注意此时所定义的“水位线”与实际地下水渗流浸润线的区别，可参考：渗流分析中定义的水位线与渗流浸润线相同吗。
图4 使用水位线定义基坑降水的水力边界条件
在3D模型中可以利用“疏干”已开挖土类组、或者在坑内定义面渗流边界等方式得到同样的对应坑内外水位差的水力边界条件。在此基础之上，我们可以得到地下水经过帷幕底部绕流的渗流场分布，如图5所示。
图5 地下水通过悬挂式帷幕底部的绕流
3. 基坑降水对地层位移的影响
在需要评估由于基坑降水引起地层位移的情况下，我们要考虑土层“内部”的降水问题，此时可以利用PLAXIS中的“井”和“排水”工具对坑底地下水位进行“预降水”。井单元作为模型内部的一种水力边界条件，我们需要指定其抽水流量及最大降水深度，如图6所示。
图6 井单元参数
通过抽水井的渗流计算，我们便可得到基坑预降水对地层位移的影响，如图7所示。
图7 抽水井预降水对地层位移的影响