基于明挖基坑降水对周围环境沉降影响的分析

2015-11-04寇江涛薛

建材与装饰 2015年37期

关键词：井点土质降水

寇江涛薛猛

（1.郑州市轨道交通设计研究院有限公司河南郑州 450000 2.河南省郑州市 450000）

基于明挖基坑降水对周围环境沉降影响的分析

寇江涛1薛猛2

（1.郑州市轨道交通设计研究院有限公司河南郑州 450000 2.河南省郑州市 450000）

在城市的工程建设中，建筑物基础明挖基坑降水是土建施工中的关键步骤，也是深基坑施工安全的重要保障。基坑降水对基坑周围环境的地表沉降影响，甚至会造成临近构筑物的破坏。本文就以明挖基坑降水对周围环境的沉降影响为课题，进行研究。

基础明挖；基坑降水；地表沉降

引言

在城市的建筑当中，由于施工场地相对有限，又加上地下工程都是深基坑开挖，边坡稳定、基坑降水已成为施工中的重要环节。但是考虑到基坑降水对周围环境沉降的安全影响，引起设计人员和施工人员对此高度的重视，但是要想解决沉降带来的影响就需要对基坑开挖及基坑沉降带来的影响进行深入的探析。

1 明挖基坑开挖方式及基坑降水对周围环境的影响

1.1 基坑开挖方式及支护

基坑开挖的技术形式是多种多样的，在基坑开挖前应该先根据施工建筑的要求、对基坑工程的地质勘察情况及基坑工程现场的地理环境进行综合的分析，决定采用哪种类型的基坑开挖技术进行施工。基坑开挖的方式主要为以下几种：

1.1.1 放坡开挖施工的技术方式

放坡开挖时基坑施工过程中经常使用的一种施工方式，若是施工周围环境条件符合放坡开挖技术实施的时候，放坡开挖是最快捷和最经济的基坑开挖方式，只是满足于开挖条件比较的严格，首先在土质上它适用于一般的粘土、密实碎石土等类型的土质，除此之外要求地下水的水位低，最后就是需要有足够放坡的空间[1]。

1.1.2 支护开挖

在城市的建筑物中，基础埋深会对建筑施工带来一定的施工困难，基础明挖会牵扯到基坑降水、边坡稳定以及城市地下的管线方面的问题，这无形间给基坑开挖增添了很多的阻碍因素。施工场地相对有限，边坡较陡，又加降水，必然对边坡安全及周边环境带来极大安全隐患，为了能使基坑施工更加安全，所以采用土钉墙、连续墙、围护桩等基坑支护方式进行开挖施工。

1.2 基坑降水对周围环境的影响

地下水位的降低对土体强度、应变和变形都会产生很大的影响。降水会引起土体强度的增长，增长主要表现在两个方面上：①地下水位的降低；②内聚力的提高。对于粘性土来讲，自身内聚力的提高是前期固结压力增长的原因导致，但因为粘土自身的土质特点，导致其排水不畅，而且固结度较小。基坑降水会使土体前期固结压力增长，改变土体的内部结构，在改变其结构后会在一段时间之后才会达到稳定的状态[2]，而这段降水对侧压力系数的影响在逐渐减小，可能会造成边坡塌方、甚至周围建筑沉降。

2 明挖基坑降水技术

基坑降水的方法主要分为表面排水法和井点降水法两大类，这两种方法技术的简单介绍如下：

2.1 表面排水法

如图1所示，为表面排水法的示意图，通过图表显示可看出，一般是在基坑坡脚的地方做成集水沟，这样能使集水沟中的水，流淌到集水坑中，采用这种技术方法的缺点就是，地下水可能会沿着坡面或是坡脚冒出，不能按照固定的轨道流向集水坑，容易造成坑底泥泞的现象发生。另一种表面排水法则是周围截渗墙和明排水的方式；这种开挖方式是让截渗墙内的水位快速降落，而墙外水由于渗径增加，无法进入的方式。这种技术的方法会给渗流水在截渗墙壁或底产生巨大的压力。若是出现水位差非常大的情况下，可能边坡塌方，造成基坑破坏。所以在进行截渗墙的设计中，要充分的考虑渗透压力和丧失抗剪强度的问题，采用截渗墙和明排水配合的方法能有效的控制地下水，此外设计当中若在坡脚加一层适当的砾石的反滤层，就能防止管涌，更能保证施工的安全[3]。

图1

2.2 土中降水法

土中降水法主要是将带有滤管的有关降水工具沉设到明挖基坑四周的土中，在不改变土质结构的基础上，将地下水抽出，常见的方法分别是井点系统、深井点和喷射井点这三种技术方法。

井点系统的优势是可以采用自射式的技术方法，在进行井点沉设过程中，可以将高压水关小，然后在进行填砂工作，这样做的好处就是不容易造成井点的堵塞。但是缺点就是橡皮球阀容易受到严重的磨损。深井点就是采用的水量大、降水深的长丝，适当土质的颗粒较大、透水层的厚度较深、渗透系数过大的情况下使用。其自身的优点就是降水的深度大和范围广。喷射井点降水是在井点管内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水或压缩空气形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的缝隙抽出排走。