当基坑开挖深度较大且坑底以下的承压含水层的厚度较大时,有时会出现地下连续墙或止水帷幕不能截断承压含水层的情况,此时称其为悬挂式止水帷幕。由于悬挂式止水帷幕并不能够完全截断含水层,这将导致坑内外的水力连通,在对承压含水层进行抽降水时会引起紧邻基坑的建筑物及地下构筑物发生不均匀沉降。采取人工回灌措施可以对基坑外承压含水层进行水头补偿,从而达到控制地面沉降的目的。然而在天津地区,以粉土粉砂为主的微承压含水层渗透系数低,其回灌可行性及回灌策略急需研究。同时,微承压含水层中的回灌理论,包括半无限空间及边界截断条件下的回灌特征曲线、回灌效率、堵塞与井损机理等,均缺乏深入研究。本文采用现场试验、工程实测及数值模拟等方法对天津地区微承压含水层回灌策略及理论开展了系统研究,主要内容如下。针对天津地区微承压含水层主要成分为粉土粉砂,其渗透性较低,回灌可行性存疑的问题,本文首先进行了某空旷场地单井抽灌试验以及加压回灌试验,证实了天津地区微承压含水层回灌的可行性及有效性,并对单井回灌理论、井损理论、以及不同井结构的加压回灌试验效果进行了分析研究。研究表明,回灌虽可行但易发生堵塞,需要定期进行抽水回扬,同时导致井损值显著高于抽水工况。回灌特征曲线与抽水降深曲线较为接近,仅在井附近有所差异。加压回灌可以有效提高回灌效率,减少回灌井的数量以及降低回灌成本,相比黏土封堵井壁外缝隙,注浆封堵可以显著提高回灌压力及效率。进一步在天津某地铁车站基坑工程现场进行了一系列单井、多井自然及压力回灌试验、抽水试验及双井组合回灌试验,并对试验中微承压含水层的水头、地表沉降以及不同深度处的孔压进行了测量。试验及理论计算结果表明,抽水试验得到的水文地质参数可以用于预测回灌的水位抬升,但是在距中心井较近处,回灌上升锥高于降落曲线。回灌量与抽水量维持在相近水平可以有效控制周边地表及建筑物沉降。当回灌停止后,周边地表沉降有快速发展的趋势,因此在实际工程中,抽水停止后应适当延长回灌时间。本研究提出的双井组合回灌技术可有效的控制回灌井回扬时引起的含水层水位的下降。当场地存在多层层间有一定水力联系的承压含水层时,基坑内降水可引发坑外多个含水层水位降低,若对所有层进行回灌则将导致成本大幅提高,因此提出隔层回灌的策略。通过天津地铁某车站基坑降水过程中基坑内外及不同层的水力联系和隔层回灌效果的研究表明,对基坑外第Ⅰ微承压含水层进行回灌可有效对其上部潜水层和下部第Ⅱ-1承压层的水头起到抬升作用,控制其水位下降导致的坑外沉降。对第Ⅰ承压含水层进行回灌对第Ⅱ-2承压层水位抬升也有一定的作用,但是尚不足以使其水位完全恢复,建议此层设置备用回灌井。在基坑工程中,地连墙及止水帷幕对基坑外回灌的水位抬升有很大影响,因此采用有限差分模型,研究了直线隔水边界对于回灌时地下水渗流的阻挡效应,以及地连墙截断承压含水层不同比例情况下的回灌水位变化规律及其特征曲线。基于利用镜像原理建立的承压含水层完全隔断情况下的回灌锥特征曲线,结合修正函数,提出了未完全截断承压含水层时的水位变化特征曲线计算表达式。与数值计算的结果比较表明,修正公式可以满足有直线隔水边界条件下的基坑工程回灌设计计算需求。