基坑开挖对周围环境的影响分析

郭 赛

中铁三局集团第四工程有限公司

基坑开挖对周围环境的影响分析

郭 赛

中铁三局集团第四工程有限公司

地铁车站深基坑工程大都位于城市闹区，周边环境复杂多样，地下管线纵横交错，车辆、人流往来不息，再加上施工场地狭窄，这就给施工带来了极大的困难。土方开挖的过程中容易引起土体变形，如果不能很好的控制会对周边环境造成极坏的影响。因此在深基坑施工过程需要严格控制好深基坑对周围环境的影响。本文结合沈阳地铁十号线北大营街站地铁车站深基坑工程为例进行分析，并参照现场施工情况和监测数据，对地铁基坑建设对周围环境的影响进行分析讨论，提出了相应的控制技术。

地铁车站；深基坑；监测数据

0 前言

近年来，随着经济快速发展，大量基础设施的建设，城市内可用建设面积越来越少，地下空间成为城市建设的发展方向，深基坑工程也越来越普遍。深基坑工程往往坐落人口密集地区，地狭人稠，同时还有大量建筑物和重要管线的存在，在施工过程中必须严格保证基坑的稳定和变形。地铁深基坑建设对周围环境的影响，主要是深基坑开挖和降水过程中破坏了土体自然平衡状态，引起土体变形，从而引起周围建、构筑物及地下重要管线的变形等。

1 工程实例

1.1 工程概况

北大营街站为地铁四号线与十号线的换乘站，位于北海街与合作街路口以西；北海街道路红线宽60m，合作街道路红线宽30m。北海街路中设有高架桥，北海街与合作街路口为斜向相交，路口东南角为沈阳市大东区城市管理局第六环境卫生管理所，南侧为高层住宅小区思和苑，西南角为小区北海嘉园，西北角为沈阳市第十人民医院市胸科医院，北侧为合作新村，建筑未退后道路红线，站点周边以居民区为主，人、车流均较密集。

1.2 工程地质条件

沈阳地区地貌上属于浑河冲洪积扇，地势平坦，市内最高处是东部的大东区，海拔65m，最低处是西部的铁西区，海拔36m，平均海拔约50m，地势由东向西缓慢倾斜。本站位于冲洪积扇中部，沉积的地层颗粒粗，分布连续，局部地段上覆粘性土层。本站范围内的地下水赋存于圆砾、砾砂等土层中，按埋藏条件划分，属第四系孔隙潜水。稳定水位埋深约为6.8m~7.6m，相当于水位标高40.24m~41.51m，含水层厚度约30.4m。

2 对周围环境的影响

2.1 地铁深基坑对周边建筑的影响

地铁深基坑一般位于城市主干道上，建、构筑物密集，基坑施工场地狭小，另外有重要的建、构筑物等需要保护，所以在深基坑施工过程中需要对周边建筑物进行持续的监测。另外还需要对基坑进行及时的支护，同时在临近建筑物的位置还要采取加固措施，以保证建筑物的安全。由于深基坑开挖是对原状土体的扰动和破坏过程，会使坑内土体产生回弹现象，同时基坑降水会使土层产生固结沉降，造成建筑物下方的土体发生沉降变形。在本换乘站施工过程中，距离基坑最近的是位于北海街与合作街交叉路口东南角32号五层住宅楼。为了保证施工安全，我们首先对住宅楼基础进行加固，同时在施工的过程中，对建筑物的沉降、水平位移和地下水位进行持续的监测。由图1可知，建筑物沉降最大值为6.89mm，在可控范围之内。

2.2 深基坑对地下管线的影响

随着城市建设的发展，城市地下管线错综复杂，在基坑场地周围可能存在各式各样的地下管线，如果遭到破坏就会严重影响到人民的正常生活，因此深基坑在开挖之前就必需对基坑周围的的地下管线进行防护。由于在深基坑施工时土体的受力状态会发生变化，降水过程也会引起基坑周围土体沉降，加之车辆行人频繁出入，这将导致基坑周围影响范围内的地下管线会随之变形、破坏。北海街换乘站深基坑周围地下管道复杂，存在许多不同类型的地下管线。这使得施工变得更加困难。因此在深基坑开挖施工过程中必需注意安全，同时对其进行监测。如果发现地下管线受到影响较大，立即采取应对措施，改移地下管线的位置。由图2可以看出： 随着基坑的开挖，管线开始沉降，其中地下管线最大沉降值为 7.05 mm，且达到最大值后，管线沉降趋于稳定，并伴有上升的趋势。

图1 32号楼沉降曲线

图2 地下管线沉降曲线

3 控制措施

在深基坑开挖之前，需要对水文地质条件进行调查研究，了解土体的基本特特征及其各项参数，为每个环节的处理措施提供可靠依据。对周围地理环境要认真调查，对于建、构筑物、地下管线等重要基础设施进行提前预测并进行加固处理，尤其是离基坑比较近且危险的建、构筑物要采取超前预注浆等加固措施。对深基坑开挖全过程进行适时监测，并根据监测数据进行实时调整、优化施工工艺。做好明水疏排以及暗水降排措施，严格控制降水过程。深基坑工程不可避免的会出现一些意外的情况，因此要预先估计危险源的存在，并提前制定解决方案。

4 总结

深基坑施工变形的原因主要有以下两个方面： 一是在基坑开挖之前，一般需要采取相应的降水措施。而地下水位的降低往往会引起地表沉降。这样在深基坑开挖影响范围之内的建、构筑物、管线等都因此产生不均匀沉降，引起裂缝、倾斜甚至倒塌，影响到各项工程和设施的正常使用和安全。二是在深基坑掘进工程中，土体原始状态被扰动破坏，破坏土体结构的初始应力状态，土体内部的应力场发生变化，进而引起地表沉降和横向移动，对周围环境造成不良的影响。

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