基坑降水與地面沉降控制研究

■黃志成

（桂林市勘察設(shè)計(jì)研究院　廣西　桂林　541002）

基坑降水與地面沉降控制研究

■黃志成

（桂林市勘察設(shè)計(jì)研究院廣西桂林541002）

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與城市化建設(shè)的加快，對(duì)于城市地下空間的開(kāi)發(fā)也被不斷提上日程，在地下開(kāi)發(fā)建設(shè)中，深基坑降水所造成的地面沉降問(wèn)題成為當(dāng)下的主要問(wèn)題。本文就深基坑在建設(shè)過(guò)程中所應(yīng)注意的問(wèn)題入手，詳細(xì)闡述基坑降水所引起地面沉降的相關(guān)機(jī)理，最后提出相關(guān)的解決方案。

深基坑地面沉降控制研究

隨著城市化建設(shè)的不斷加快，人們?yōu)榱斯?jié)省土地利用率，越來(lái)越多的建筑方向選擇在地下進(jìn)行工程建造，因而深基坑安全問(wèn)題引起越來(lái)越廣泛的重視，在基坑建設(shè)中，如何更有效的做好基坑安全問(wèn)題與控制基坑降水存在著較大的關(guān)聯(lián)，下面我們就基坑建設(shè)過(guò)程中所應(yīng)注意的相關(guān)事項(xiàng)入手，簡(jiǎn)要了解基坑降水引起地面沉降的原理，進(jìn)而討論避免地面沉降的相關(guān)解決方案。

1　深基坑建設(shè)過(guò)程中所應(yīng)注意的相關(guān)問(wèn)題

1.1基坑建設(shè)過(guò)程要連續(xù)，不能間斷

由于基坑施工是在地下進(jìn)行，因而施工難度較大，正常的設(shè)備以及供給難以進(jìn)出，但是隨著近些年來(lái)對(duì)于城市建設(shè)的不斷深入開(kāi)展，有關(guān)于基坑的建設(shè)的瓶頸性問(wèn)題得到不斷的解決。在深基坑的建設(shè)中，由于基礎(chǔ)建筑設(shè)置的供應(yīng)不建議進(jìn)行多次供應(yīng)，并且由于地下建設(shè)會(huì)對(duì)土壤本身土層造成一定的影響，因此在進(jìn)行施工時(shí)不建議將工程分為不同的工期分時(shí)完成，這樣會(huì)存在一定的安全和質(zhì)量隱患，在進(jìn)行基坑施工過(guò)程中，應(yīng)該一次性將工程進(jìn)行完畢，不能間斷。

1.2排水、電路設(shè)備必須保證時(shí)刻正常運(yùn)行

地下工程進(jìn)行過(guò)程中照明設(shè)施十分重要，當(dāng)?shù)叵碌恼彰髑闆r出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)工期產(chǎn)生很大的影響，而且，在工程進(jìn)行過(guò)程中，地下水以及基坑降水會(huì)對(duì)于工程對(duì)于整個(gè)工程的進(jìn)行都會(huì)有影響，因此做好排水工作是深基坑建設(shè)中的重點(diǎn)工程，故而時(shí)刻保持在工程進(jìn)行過(guò)程中排水、電路設(shè)備能一直正常運(yùn)行直接關(guān)系到工程的安全以及質(zhì)量問(wèn)題。

1.3要在相對(duì)堅(jiān)實(shí)的土壤下進(jìn)行施工

深基坑建設(shè)之前進(jìn)行建筑環(huán)境的考察十分必要，在進(jìn)行環(huán)境考察時(shí)，最為直接的問(wèn)題就是對(duì)于工程所在的土壤環(huán)境進(jìn)行細(xì)致的分析，通過(guò)綜合勘察確定該地區(qū)的土壤的基本性質(zhì)。在許多地區(qū)的土壤為粘質(zhì)土，該性質(zhì)的土壤較為松散，雖然在進(jìn)行挖掘時(shí)減少施工程序，但是該地區(qū)并不適合進(jìn)行基坑施工，因?yàn)樯罨釉诘紫颅h(huán)境中進(jìn)行施工時(shí)，會(huì)對(duì)于土壤產(chǎn)生較大的震動(dòng)，因此松散的土壤在中空的環(huán)境中容易發(fā)生坍塌的現(xiàn)象，因此，在進(jìn)行深基坑施工過(guò)程中，應(yīng)該在較為堅(jiān)實(shí)的土壤中進(jìn)行，常見(jiàn)的適合進(jìn)行基坑工程的土壤為砂質(zhì)土、東北黑土等。

2　基坑降水所引起地面沉降的相關(guān)原理

2.1基坑降水導(dǎo)致地下土壤松散

在現(xiàn)代高層建筑以及其他基礎(chǔ)設(shè)施在進(jìn)行建筑前一般都會(huì)將基礎(chǔ)埋至較深的土層下，并且面積一般較大，所以在進(jìn)行動(dòng)工時(shí)常遇到地表或是地下水大量滲流的現(xiàn)象，當(dāng)有大量的水進(jìn)入到土壤環(huán)境中，土壤的整體結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，主要表現(xiàn)在地下土壤的緊實(shí)度減小，土壤會(huì)變得較為松散。當(dāng)土壤變得松散，在地下部分的土層會(huì)變的難以支撐上面的裝置，并且時(shí)間較長(zhǎng)后會(huì)出現(xiàn)下沉的危險(xiǎn)，因而會(huì)出現(xiàn)地面土層下沉的現(xiàn)象，在這種情況下，基坑建筑中的土壤會(huì)出現(xiàn)土質(zhì)松散，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致地面沉降。這是基坑降水導(dǎo)致地面沉降的重要原因，地面沉降不僅使基坑建筑工期加長(zhǎng)，而且嚴(yán)重威脅著施工建筑過(guò)程中的安全問(wèn)題，因而必須得到廣泛的重視。

2.2基坑降水改變地下水紊流運(yùn)動(dòng)

在地下土壤中存在著大量的地下水，并且隨著地質(zhì)構(gòu)造、土壤結(jié)構(gòu)的各不相同，在地下的地下水的運(yùn)動(dòng)也會(huì)有各自的運(yùn)動(dòng)方向。通常情況下，地下水的運(yùn)動(dòng)是沿著由高到低、順層流動(dòng)的順序，因而水流較為穩(wěn)定。但是當(dāng)進(jìn)行基坑建筑時(shí)，對(duì)于土壤的挖掘與開(kāi)采很大程度上直接破壞了地土層結(jié)構(gòu)，地下水的紊流方向也會(huì)隨著土層的變化發(fā)生較大的變化，從而會(huì)導(dǎo)致地下的水流變得較為不穩(wěn)定，因此會(huì)使導(dǎo)致土層不斷下沉，基坑土壤在這種情況下就會(huì)出現(xiàn)土壤下沉的現(xiàn)象。

2.3基坑降水使土層中土壤空隙增大，減少土壤的支撐力

土壤縫隙是土壤性質(zhì)之一，是對(duì)于土壤判據(jù)的重要元素之一，理論與實(shí)踐都得到驗(yàn)證，只有土壤縫隙較小的土壤才適合進(jìn)行深基坑的建筑?；咏邓侵附ㄖh(huán)境以上的降水以及地下土層的滲水，當(dāng)水分進(jìn)入土壤環(huán)境中時(shí)，土壤的基本性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，尤其是對(duì)于土壤的縫隙的影響。土壤水分會(huì)使土壤中的縫隙逐漸變大，當(dāng)縫隙增大時(shí)，土壤就會(huì)變得較為疏松，由相關(guān)原理可知，松散土壤會(huì)對(duì)于上層建筑的支撐力下降，從而導(dǎo)致會(huì)有土壤下沉的現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而引起地面沉降。

3　對(duì)于基坑降水所引起的地面沉降問(wèn)題的相關(guān)解決方案

3.1在深基坑建設(shè)過(guò)程中要做好防滲水工作

基坑建設(shè)的安全問(wèn)題值得進(jìn)行仔細(xì)分析，而基坑的降水是影響安全性的重要原因，因此進(jìn)行好對(duì)于深基坑的防水工作十分重要[1]?；臃浪ぷ鞣譃閮刹剑磳?duì)于基坑上方的防降水以及對(duì)于地下的防滲水。采用防水材料進(jìn)行基坑建設(shè)是對(duì)于基坑防水的重要措施。在進(jìn)行防水時(shí)，不僅要做好大面積的、主要的建筑部分的防水工作，還要做到許多建筑細(xì)節(jié)的防水，如施工縫、變形縫、誘導(dǎo)縫防水工作，其中對(duì)于施工縫、變形縫以及誘導(dǎo)縫的防水施工是工程的細(xì)節(jié)部分，但直接影響著工程的防水性能。除工程本身的防水工作外，對(duì)于工程所使用材質(zhì)的防水工作也是工程成敗的關(guān)鍵所在，如做好涂膜防水施工、積水井封堵及防水處理、穿墻管防水處理等都關(guān)系著地下工程的防水狀況。

3.2在抽水的過(guò)程中要保證不改變土壤的原有結(jié)構(gòu)

基坑降水是基坑建筑過(guò)程中較為常見(jiàn)的問(wèn)題，在進(jìn)行防水的過(guò)程中，做好排水工作也是較為關(guān)鍵的一步，最為直接有效的排水工序就是進(jìn)行直接的基坑抽水。基坑抽水是采用相關(guān)的抽水設(shè)備，運(yùn)用大型設(shè)備的發(fā)動(dòng)將建筑過(guò)程中所出現(xiàn)的水分直接抽出去，在這個(gè)過(guò)程中，不管是對(duì)于大型建筑的搬運(yùn)不還是對(duì)于水分的轉(zhuǎn)移，所要保證的重要的一點(diǎn)是不能影響地下土層的原有結(jié)構(gòu)，因?yàn)橹匦蜋C(jī)械在深基坑中的進(jìn)出對(duì)對(duì)于土壤產(chǎn)生嚴(yán)重的壓實(shí)和震動(dòng)效應(yīng)，而大規(guī)模的水分的轉(zhuǎn)移過(guò)程也會(huì)使土層的基本性質(zhì)發(fā)生改變，因此在深基坑建設(shè)過(guò)程中不建議進(jìn)行水分的一次抽出，要進(jìn)行循序漸進(jìn)的過(guò)程以保證土壤性質(zhì)不造到大規(guī)模的破壞。

3.3在基坑動(dòng)工前要建造地下水滲流模型，減少基坑降水

對(duì)于任何的施工建筑項(xiàng)目在進(jìn)行動(dòng)工前都要進(jìn)行仔細(xì)的環(huán)境考察以及深入細(xì)致的規(guī)劃，而對(duì)于深基坑這樣的地下建筑來(lái)說(shuō)，動(dòng)工前的規(guī)劃直接關(guān)系到整個(gè)工期的進(jìn)行的順利與否和工期的長(zhǎng)短，最為重要的是能夠保證基坑的安全問(wèn)題。在進(jìn)行規(guī)劃考察時(shí)，要制定相關(guān)的設(shè)計(jì)藍(lán)圖以及規(guī)劃模型。在進(jìn)行環(huán)境考察時(shí)，要投入足夠的時(shí)間和工程進(jìn)行對(duì)于地下水的紊流方向以及規(guī)模進(jìn)行詳細(xì)的勘察，從而得到地下水的運(yùn)動(dòng)情況，以便于后期的工程建筑中對(duì)于防水工程的落實(shí)。在進(jìn)行施工前的規(guī)劃時(shí)，要對(duì)于地下水環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的模擬，同時(shí)，對(duì)于工程上方的建筑材料、模式已經(jīng)是施工環(huán)境詳細(xì)的落實(shí)出來(lái)，并作出生動(dòng)的模型建筑，使建筑管理者、施工者都能對(duì)于地下水的運(yùn)動(dòng)有深入的了解，這樣在進(jìn)行深基坑建筑過(guò)程中，可以減少由于地面上方的降水以及地面水的滲入，使深基坑的建設(shè)更加順利[2]。

4　結(jié)語(yǔ)

深基坑建設(shè)一直是關(guān)系到民生的一項(xiàng)重要問(wèn)題，也是對(duì)于社會(huì)發(fā)展的一個(gè)前沿性問(wèn)題，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展對(duì)于基坑建設(shè)的研究不斷深入，已經(jīng)解決了許多的瓶頸性問(wèn)題，但是基坑降水所引起的地面沉降一直是困擾著深基坑建設(shè)過(guò)程中的重要問(wèn)題，本文著眼于基坑建設(shè)的相關(guān)過(guò)程及原理，對(duì)于該問(wèn)題給出詳細(xì)的闡述。

[1]劉偉莉.深基坑降水對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響的主要因素分析 [J].天津建設(shè)科技.2012 (04)：67-69

[2]王建秀,郭太平,吳林高,朱雁飛,唐益群,楊坪.深基坑降水中墻-井作用機(jī)理及工程應(yīng)用 [J].地下空間與工程學(xué)報(bào).2010(03)：78-90

TU46+3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-484-2