明挖深基坑降水施工对周边环境的影响及对策

摘 要：地下工程施工的土方开挖和降水势必要引起周围土体的应力场改变和地下水位变化，从而导致周圍土体的变形，对周围环境产生不同程度的影响，严重时会造成周边建筑的倒塌，深基坑工程降水所伴随的环境问题越来越受到人们的关注。文章分析了明挖深基坑降水施工对周围环境产生的危害，在析了其原因的基础上，提出了几点减小深基坑施工对周围环境影响的措施，与大家交流学习。

关键词：深基坑；降水；沉降；措施

近年来，随着我国城市化进程的加快，城市建筑规模越来越大，我国城市土地资源紧张的矛盾日益突出，为了有效地利用土地资源，地下空间资源的利用程度也越来越高，城市地下空间的开发和高层建筑的发展迅速发展，建设高层、超高层建筑和利用地下空间己经成为现代化城市发展的必然趋势。高层建筑、超高建筑越来越多，导致超深、超大基坑不断涌现，基坑降水和开挖对周围环境的影响越来越不容忽视。基坑降水和开挖对邻近建筑、管线、路面开裂下沉的现象屡见不鲜。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，因此控制深基坑降水工程对周围环境的稳定性影响在其建设过程中尤为重要。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 基坑降水的作用分析

基坑降水是保证在基坑内干作业的有效手段，也是防止基坑发生管涌，增加开挖边坡和基坑的稳定性，提高基坑内地基土强度，改善基坑开挖的条件，加快工程进度，保证土石方工程质量和安全的必要措施。降水一方面可以保证基坑侧壁与坑底处于干燥环境，防止渗水，降低基坑侧壁土体内的渗流作用，防止流砂，增强基坑的稳定性，为主体施工提供条件；另一方面，降低土的含水量可以提高土体的压缩性等物理力学指标，在支护体系中可以降低主动土压力，提高支护体系的稳定性，减小支护体的位移；此外降水还可以作为一种加固地基的有效方法，降水使土的固结度增加，相应的土体有效应力也会增加，进而提高土体的抗剪强度。工程降水设计采用的技术方法，可根据降水深度、含水层性质和渗透性选择确定。当前，我国的基坑降水一般采用井点降水，井点降水有真空点井、喷射点井、电渗点井、引渗井、管井、辐射井、埋藏井等，可根据地层岩性、渗透性、工程要求的降低水位埋深及具体工程特点而选用。

2 基坑施工对周围环境产生的危害及原因分析

为了达到基坑开挖施工时能进行干作业，并保证基坑底板与边坡的稳定，通常需要在基坑开挖前进行降水。在降水过程中，如果处理不当，就会造成一些不必要的事故。深基坑降水的影响主要表现为三方面：一方面，基坑内降水造成地下水位下降，引起周围地表发生沉降。另一方面，地下水渗透破坏，使深基坑支护结构发生破坏。第三方面，深基坑降水打破了基坑内原来的水土平衡状态，使地基土开裂破坏。在深基坑开挖过程中，通常采用井点降水来达到降低水位、固结土体、稳定边坡和便于开挖的目的。同时，深基坑降水，由于水位降落而引起地面沉降，相应形成以水位漏斗为中心的地面沉降变形区，导致次范围内的建筑、道路、管网等设施因不均匀沉降而发生断裂、倾斜，影响其正常使用和安全。深基坑降水使土体内的水从空隙中排出，孔隙水压力消散，土体压缩固结，地表发生沉降。如果是建筑物下方或附近的土发生固结变形，则破坏了地基土原来的平衡状态，使地基土的承载力下降，弓l起建筑物产生不均匀沉降变形，当沉降变形过大时，建筑物就会发生开裂、倾斜甚至倒塌现象。另外，深基坑降水通常是采用降水井，降水井的控制有严格的要求，控制不好涌沙的现象就会发生，一旦发生涌沙，就会带来一系列的严重问题。

3 减小深基坑施工对周围环境影响的措施

3.1 合理选择降水方式

降水方式不当引发周围建筑物、构筑物的不均匀沉降产生裂缝和地下管线的破坏、基坑支护体系失稳和基坑支护体系失效等。因此，合理布置井点，避免产生过大的降水深度，在满足基本降水要求的前提下，对各种方案应进行分析和比较，筛选出最佳的降水方案。这就要求在进行地下工程施工降水的优化设计，将环境变形控制设计与最少抽水量作为目标函数，进行优化设计。降水在满足工程施工和安全的前提下，应以降水引发周围环境的最低要求为约束条件进行降水设计。采用数学方法或系统分析方法，建立最优化数学模型，确定最优化数学模型中尚未确定的抽水井深、井数，回灌井井深、井数等设计参数，通过验算确定最优化降水方案在选择基坑施工设计方案时，尽量选择降水量较少的施工设计方案。合理确定井点立管的深度，控制降水曲线。当基坑附近没有建筑、管线、道路时，坑中井点水位应降至基坑底面以下1米为宜；当邻近有建筑、管线时，井点主管埋深可适当提高，其深度以保证基坑不出现流砂为宜。

3.2 加强降水期间的测量监测

降水前，应考虑到水位降低区域内的建筑物（包括市政地下管线等）可能产生的沉降和水平位移。在施工前，必须了解邻近建筑物或构筑物的原有结构，地基与基础的详细情况，如影响使用和安全时，应会同有关单位采取措施处理。在降水期间，应定期对基坑外地面、邻近建筑物、构筑物、地下管线进行沉降观测。如发现建筑物等变形增大或地下水位情况异常，应及时采取措施。

4 结语

控制深基坑降水工程对周围环境的稳定性影响在其建设过程中非常重要。对于基坑降水工程，首先应该满足工程施工和工程安全需要，同时降水还要满足周围环境的变形要求，存在一定的风险，将环境因素综合考虑进行降水设计是工程界长期奋斗的目标与任务。另外，在降水过程中应先做好基坑周边环境的保护措施到位，然后再进行施工降水，并加强沉降监测，保持周边地下水位相对稳定。

参考文献

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作者简介：向其昌（1994- ），男，湖北武汉人，湖北工程学院土木工程专业，本科。