基坑開挖對周圍環境的影響分析

郭 賽

中鐵三局集團第四工程有限公司

基坑開挖對周圍環境的影響分析

郭 賽

中鐵三局集團第四工程有限公司

地鐵車站深基坑工程大都位于城市鬧區，周邊環境復雜多樣，地下管線縱橫交錯，車輛、人流往來不息，再加上施工場地狹窄，這就給施工帶來了極大的困難。土方開挖的過程中容易引起土體變形，如果不能很好的控制會對周邊環境造成極壞的影響。因此在深基坑施工過程需要嚴格控制好深基坑對周圍環境的影響。本文結合沈陽地鐵十號線北大營街站地鐵車站深基坑工程為例進行分析，并參照現場施工情況和監測數據，對地鐵基坑建設對周圍環境的影響進行分析討論，提出了相應的控制技術。

地鐵車站；深基坑；監測數據

0 前言

近年來，隨著經濟快速發展，大量基礎設施的建設，城市內可用建設面積越來越少，地下空間成為城市建設的發展方向，深基坑工程也越來越普遍。深基坑工程往往坐落人口密集地區，地狹人稠，同時還有大量建筑物和重要管線的存在，在施工過程中必須嚴格保證基坑的穩定和變形。地鐵深基坑建設對周圍環境的影響，主要是深基坑開挖和降水過程中破壞了土體自然平衡狀態，引起土體變形，從而引起周圍建、構筑物及地下重要管線的變形等。

1 工程實例

1.1 工程概況

北大營街站為地鐵四號線與十號線的換乘站，位于北海街與合作街路口以西；北海街道路紅線寬60m，合作街道路紅線寬30m。北海街路中設有高架橋，北海街與合作街路口為斜向相交，路口東南角為沈陽市大東區城市管理局第六環境衛生管理所，南側為高層住宅小區思和苑，西南角為小區北海嘉園，西北角為沈陽市第十人民醫院市胸科醫院，北側為合作新村，建筑未退后道路紅線，站點周邊以居民區為主，人、車流均較密集。

1.2 工程地質條件

沈陽地區地貌上屬于渾河沖洪積扇，地勢平坦，市內最高處是東部的大東區，海拔65m，最低處是西部的鐵西區，海拔36m，平均海拔約50m，地勢由東向西緩慢傾斜。本站位于沖洪積扇中部，沉積的地層顆粒粗，分布連續，局部地段上覆粘性土層。本站范圍內的地下水賦存于圓礫、礫砂等土層中，按埋藏條件劃分，屬第四系孔隙潛水。穩定水位埋深約為6.8m~7.6m，相當于水位標高40.24m~41.51m，含水層厚度約30.4m。

2 對周圍環境的影響

2.1 地鐵深基坑對周邊建筑的影響

地鐵深基坑一般位于城市主干道上，建、構筑物密集，基坑施工場地狹小，另外有重要的建、構筑物等需要保護，所以在深基坑施工過程中需要對周邊建筑物進行持續的監測。另外還需要對基坑進行及時的支護，同時在臨近建筑物的位置還要采取加固措施，以保證建筑物的安全。由于深基坑開挖是對原狀土體的擾動和破壞過程，會使坑內土體產生回彈現象，同時基坑降水會使土層產生固結沉降，造成建筑物下方的土體發生沉降變形。在本換乘站施工過程中，距離基坑最近的是位于北海街與合作街交叉路口東南角32號五層住宅樓。為了保證施工安全，我們首先對住宅樓基礎進行加固，同時在施工的過程中，對建筑物的沉降、水平位移和地下水位進行持續的監測。由圖1可知，建筑物沉降最大值為6.89mm，在可控范圍之內。

2.2 深基坑對地下管線的影響

隨著城市建設的發展，城市地下管線錯綜復雜，在基坑場地周圍可能存在各式各樣的地下管線，如果遭到破壞就會嚴重影響到人民的正常生活，因此深基坑在開挖之前就必需對基坑周圍的的地下管線進行防護。由于在深基坑施工時土體的受力狀態會發生變化，降水過程也會引起基坑周圍土體沉降，加之車輛行人頻繁出入，這將導致基坑周圍影響范圍內的地下管線會隨之變形、破壞。北海街換乘站深基坑周圍地下管道復雜，存在許多不同類型的地下管線。這使得施工變得更加困難。因此在深基坑開挖施工過程中必需注意安全，同時對其進行監測。如果發現地下管線受到影響較大，立即采取應對措施，改移地下管線的位置。由圖2可以看出： 隨著基坑的開挖，管線開始沉降，其中地下管線最大沉降值為 7.05 mm，且達到最大值后，管線沉降趨于穩定，并伴有上升的趨勢。

圖1 32號樓沉降曲線

圖2 地下管線沉降曲線

3 控制措施

在深基坑開挖之前，需要對水文地質條件進行調查研究，了解土體的基本特特征及其各項參數，為每個環節的處理措施提供可靠依據。對周圍地理環境要認真調查，對于建、構筑物、地下管線等重要基礎設施進行提前預測并進行加固處理，尤其是離基坑比較近且危險的建、構筑物要采取超前預注漿等加固措施。對深基坑開挖全過程進行適時監測，并根據監測數據進行實時調整、優化施工工藝。做好明水疏排以及暗水降排措施，嚴格控制降水過程。深基坑工程不可避免的會出現一些意外的情況，因此要預先估計危險源的存在，并提前制定解決方案。

4 總結

深基坑施工變形的原因主要有以下兩個方面： 一是在基坑開挖之前，一般需要采取相應的降水措施。而地下水位的降低往往會引起地表沉降。這樣在深基坑開挖影響范圍之內的建、構筑物、管線等都因此產生不均勻沉降，引起裂縫、傾斜甚至倒塌，影響到各項工程和設施的正常使用和安全。二是在深基坑掘進工程中，土體原始狀態被擾動破壞，破壞土體結構的初始應力狀態，土體內部的應力場發生變化，進而引起地表沉降和橫向移動，對周圍環境造成不良的影響。

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