深基坑降水对周边建筑环境影响的研究

　　摘要：我国建筑行业发展至今取得了非常不错的成就，其成果得到了世界领域的认可。近年来，我国的工程建设取得了飞跃发展。随着高层建筑和深大基坑工程的逐渐增多，基坑降水工程也越来越多。正确分析场地的工程地质及水文地质条件，选取合理的降水方案进行深基坑降水工程的优化设计，不仅能够保证施工的顺利进行，而且可以节约工期、降低成本。

　　关键词：深基坑降水;周边建筑环境影响

　　引言

　　我国经济建设的快速发展离不开各行业的支持，尤其是建筑行业的大力贡献尤为显著。使用传统模型研究深基坑降水对周边建筑环境影响时研究分析效果差。为此对深基坑降水对周边建筑环境的影响进行研究。

　　1基坑降水的主要作用

　　水作为工程危害的一大源头，也是工程建设中要处理的一大难题。在水文地质条件复杂的地区进行基坑开挖，不仅要考虑支护措施的可靠性与经济性，同时还必须保证良好的降水效果。由于地下水的存在，降低了土层的稳定性，很可能造成边坡塌陷和基坑积水，尤其当基坑下伏有承压水层时，若不进行降压，将可能造成基坑底面隆起或基坑突涌和基底土流失等现象，导致地基承载力下降。以往基坑工程失事、基坑周围建筑物破坏、地面塌陷、地下管线断裂等，多数与降水设计不当或不够重视有关。随着基坑工程技术的发展，降水工程作为保障基坑安全的重要方面也越来越得到重视。可见，基坑降水的主要作用包括：降低水位保障基坑稳定和施工的顺利进行;增强边坡的稳定性，防止边坡的局部流失或失稳;防止地基产生管涌、流砂或隆起等;改善基坑土质的受力特性。

　　2深基坑降水对周边建筑环境影响研究模型设计

　　1.计算土层持水密度，引入相关概念，对土层持水密度进行计算。首先引入持水重度概念。持水重度是指经过地下水的抽降，土体释放出重力水时土体的重度。在实际应用过程中，土体可分为粗粒土和细粒土。对于粗粒土而言经过地下水抽降，土体中的重力水能够较快排出，土体中结合水很少几乎可以忽略不计，其持水重度近似等于天然重度;而细粒土经过地下水抽降，土体中的重力水没有完全排除，还保留有一定数量的结合水，因此其持水重度与天然重度间存在差异。2.分析土层应力增量，在计算出的持土密度基础上，使用分层总和法分析土层应力增量。分层总和法采用一维固结理论，其核心内容是运用总应力法将各水头作用所产生每层土的变形量叠加起来即为地面沉降量。选择合适的渗流公式计算地下水位，绘制地下水位曲线。计算每一地下水位差值下地面的最终沉降量。

　　3基坑降水方法

　　3.1明沟排水法

　　在基坑外(或内)设置排水沟、集水井或坑，用抽水设备把地下水从集水坑(或井)中不断地抽走，从而保持基坑的干燥。此方法施工简单、设备简单、成本低，从而得到了较广泛的应用。当基坑开挖深度较小，地下水位高出基坑地面不多，边坡上层不易产生管涌、流砂或坍塌时，可采用此方法。

　　3.2井点降水法

　　井点降水法是在基坑开挖前，在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备抽水使所挖的土始终保持干燥状态的方法。井点降水法施工技术成熟、简单，且降水效果明显，既经济又实惠。另外，井点降水有利于提高土体的强度，可减少坑内地下水的浮力，还可以降低作用于支护结构上的主动土压力，因此当基坑开挖深度较大、地下水埋深较浅时，一般多采用该方法。井点降水法所采用的井点类型一般有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、辐射井点、综合井点等。

　　3.3截水与堵水

　　截水包括周围落地式截水帷幕、封底截水帷幕等。当地下含水层渗透性较强、厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。截水帷幕施工方法、工艺和机具的选择应根据场地工程地质条件、水文地质条件及施工条件综合确定。

　　3.4降水对周边环境的影响

　　土是有固体颗粒、水和气体三部分组成的三相体系。因为土体颗粒之间有空隙，一般空隙冲满水，而井点降水效果是喇叭花形状，降水点处降水深度最大，易产生水位差，土体在动力水压力作用下，细粒土产生移动，使土体的空隙增大，降水后容易造成周围土体不均匀沉降，从而造成周围建(构)筑物地基沉降，使建(构)筑物产生裂缝或坍塌等。降水对周边环境的影响主要体现在以下3方面:1.降水后基坑外侧土体的固结沉降，造成周边建筑物的倒塌、开裂，地下管线的破裂等;2.基底的回弹和隆起，对施工结构的安全造成影响;3.围护结构的变形，易引起塌方等危害。

　　4可采取的应对措施分析

　　4.1严格控制降排水

　　1.做好应急预案。针对工程中可能出现的各种情况提前做好准备措施，在深基坑开挖过程中遇有强风化砂岩层时，可采用砂石骨料回填处理后再进行底板浇筑，此方法作用效果明显，但费用开支较大;2.建议在基坑降水前对周边环境做好调查，对将会引起沉降的建筑物进行分析计算，做到实时预测，以采取合理的支护结构和降水形式等;3.及时封闭底板对控制周边建筑物沉降效果显著。因此，建议在类似工程情况下合理组织工序，投入足够的设备、机具，争取早日封闭底板。

　　4.2严格的降水施工工艺

　　井点降水施工的程序主要包括:放线定位→铺设总管→冲孔→清孔→安装井点管→填砂石滤料→弯管将井点管与总管接通→安装抽水设备与总管相连→开动真空泵排气→开动真空泵排水。应严格控制降水井施工过程中的每一道工序的质量，关键工序的质量往往影响着降水的效果。如成孔过程中泥浆护壁的泥壁过厚;井管下放过程中没有居中，垂直度不够，导致井管到两侧井壁距离不同;洗井过程中，没有洗到位，导致抽排效果不佳;降水井滤水器滤网过大，导致细粒土被大量抽出或堵塞滤管;井与井壁间的回填滤料不过关等。

　　4.3降水井的布置与间距

　　降水井的布置应满足以下原则：1.间距应根据场地水文地质条件、降水范围和降水深度确定，一般为10-20m，当降水较浅且含水层具有较大厚度时，间距可以大于20m;2.降水井距支护桩最小距离为4.5m，当基坑周边紧邻已有建筑物且需要降水时，需将降水范围尽量控制在基坑区域;3.对于高层建筑的坑段，将降水井紧靠超深电梯井外侧进行布置，以保证电梯井开挖时坑底的疏干效果;4.尽量避免在基坑中央布置降水井，且注意基坑四角部位应适当加密。

　　4.4回灌技术的应用

　　在降水与构建物、路面间设置回灌井点，持续用水回灌，补充该处地下水，使降水井点的影响半径不超过回灌点的范围，防止回灌点外侧构建物地下水的流失，使地下水保持基本不变。回灌与井点应保持一定的距离，避免两井相通。回灌点的埋深深度应根据地质条件决定，保证施工安全和回灌效果。回灌量和压力大小，需通过计算，并在施工前进行验算，施工过程中观测并调整。

　　结语

　　深基坑降水会对周边建筑环境产生较大影响，这种影响不仅会造成经济成本的增加，还可能造成严重事故威胁人的生命安全。因此通过对深基坑降水对周边建筑环境的影响进行研究，能够加强相关管理人员对这一问题的重视程度，采取相应技术措施改善这一问题，从而减少其对生态环境和人文环境的破坏。

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