明挖深基坑降水施工對周邊環境的影響及對策

摘 要：地下工程施工的土方開挖和降水勢必要引起周圍土體的應力場改變和地下水位變化，從而導致周圍土體的變形，對周圍環境產生不同程度的影響，嚴重時會造成周邊建筑的倒塌，深基坑工程降水所伴隨的環境問題越來越受到人們的關注。文章分析了明挖深基坑降水施工對周圍環境產生的危害，在析了其原因的基礎上，提出了幾點減小深基坑施工對周圍環境影響的措施，與大家交流學習。

關鍵詞：深基坑；降水；沉降；措施

近年來，隨著我國城市化進程的加快，城市建筑規模越來越大，我國城市土地資源緊張的矛盾日益突出，為了有效地利用土地資源，地下空間資源的利用程度也越來越高，城市地下空間的開發和高層建筑的發展迅速發展，建設高層、超高層建筑和利用地下空間己經成為現代化城市發展的必然趨勢。高層建筑、超高建筑越來越多，導致超深、超大基坑不斷涌現，基坑降水和開挖對周圍環境的影響越來越不容忽視。基坑降水和開挖對鄰近建筑、管線、路面開裂下沉的現象屢見不鮮。建筑物基礎明挖基坑降水是土建施工中的關鍵步驟，也是深基坑施工安全的重要保障，因此控制深基坑降水工程對周圍環境的穩定性影響在其建設過程中尤為重要。基坑降水對周圍環境沉降的安全影響，引起設計人員和施工人員對此高度的重視，但是要想解決沉降帶來的影響就需要對基坑開挖及基坑沉降帶來的影響進行深入的探析。

1 基坑降水的作用分析

基坑降水是保證在基坑內干作業的有效手段，也是防止基坑發生管涌，增加開挖邊坡和基坑的穩定性，提高基坑內地基土強度，改善基坑開挖的條件，加快工程進度，保證土石方工程質量和安全的必要措施。降水一方面可以保證基坑側壁與坑底處于干燥環境，防止滲水，降低基坑側壁土體內的滲流作用，防止流砂，增強基坑的穩定性，為主體施工提供條件；另一方面，降低土的含水量可以提高土體的壓縮性等物理力學指標，在支護體系中可以降低主動土壓力，提高支護體系的穩定性，減小支護體的位移；此外降水還可以作為一種加固地基的有效方法，降水使土的固結度增加，相應的土體有效應力也會增加，進而提高土體的抗剪強度。工程降水設計采用的技術方法，可根據降水深度、含水層性質和滲透性選擇確定。當前，我國的基坑降水一般采用井點降水，井點降水有真空點井、噴射點井、電滲點井、引滲井、管井、輻射井、埋藏井等，可根據地層巖性、滲透性、工程要求的降低水位埋深及具體工程特點而選用。

2 基坑施工對周圍環境產生的危害及原因分析

為了達到基坑開挖施工時能進行干作業，并保證基坑底板與邊坡的穩定，通常需要在基坑開挖前進行降水。在降水過程中，如果處理不當，就會造成一些不必要的事故。深基坑降水的影響主要表現為三方面：一方面，基坑內降水造成地下水位下降，引起周圍地表發生沉降。另一方面，地下水滲透破壞，使深基坑支護結構發生破壞。第三方面，深基坑降水打破了基坑內原來的水土平衡狀態，使地基土開裂破壞。在深基坑開挖過程中，通常采用井點降水來達到降低水位、固結土體、穩定邊坡和便于開挖的目的。同時，深基坑降水，由于水位降落而引起地面沉降，相應形成以水位漏斗為中心的地面沉降變形區，導致次范圍內的建筑、道路、管網等設施因不均勻沉降而發生斷裂、傾斜，影響其正常使用和安全。深基坑降水使土體內的水從空隙中排出，孔隙水壓力消散，土體壓縮固結，地表發生沉降。如果是建筑物下方或附近的土發生固結變形，則破壞了地基土原來的平衡狀態，使地基土的承載力下降，弓l起建筑物產生不均勻沉降變形，當沉降變形過大時，建筑物就會發生開裂、傾斜甚至倒塌現象。另外，深基坑降水通常是采用降水井，降水井的控制有嚴格的要求，控制不好涌沙的現象就會發生，一旦發生涌沙，就會帶來一系列的嚴重問題。

3 減小深基坑施工對周圍環境影響的措施

3.1 合理選擇降水方式

降水方式不當引發周圍建筑物、構筑物的不均勻沉降產生裂縫和地下管線的破壞、基坑支護體系失穩和基坑支護體系失效等。因此，合理布置井點，避免產生過大的降水深度，在滿足基本降水要求的前提下，對各種方案應進行分析和比較，篩選出最佳的降水方案。這就要求在進行地下工程施工降水的優化設計，將環境變形控制設計與最少抽水量作為目標函數，進行優化設計。降水在滿足工程施工和安全的前提下，應以降水引發周圍環境的最低要求為約束條件進行降水設計。采用數學方法或系統分析方法，建立最優化數學模型，確定最優化數學模型中尚未確定的抽水井深、井數，回灌井井深、井數等設計參數，通過驗算確定最優化降水方案在選擇基坑施工設計方案時，盡量選擇降水量較少的施工設計方案。合理確定井點立管的深度，控制降水曲線。當基坑附近沒有建筑、管線、道路時，坑中井點水位應降至基坑底面以下1米為宜；當鄰近有建筑、管線時，井點主管埋深可適當提高，其深度以保證基坑不出現流砂為宜。

3.2 加強降水期間的測量監測

降水前，應考慮到水位降低區域內的建筑物（包括市政地下管線等）可能產生的沉降和水平位移。在施工前，必須了解鄰近建筑物或構筑物的原有結構，地基與基礎的詳細情況，如影響使用和安全時，應會同有關單位采取措施處理。在降水期間，應定期對基坑外地面、鄰近建筑物、構筑物、地下管線進行沉降觀測。如發現建筑物等變形增大或地下水位情況異常，應及時采取措施。

4 結語

控制深基坑降水工程對周圍環境的穩定性影響在其建設過程中非常重要。對于基坑降水工程，首先應該滿足工程施工和工程安全需要，同時降水還要滿足周圍環境的變形要求，存在一定的風險，將環境因素綜合考慮進行降水設計是工程界長期奮斗的目標與任務。另外，在降水過程中應先做好基坑周邊環境的保護措施到位，然后再進行施工降水，并加強沉降監測，保持周邊地下水位相對穩定。

參考文獻

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作者簡介：向其昌（1994- ），男，湖北武漢人，湖北工程學院土木工程專業，本科。