基坑開挖及降水對坑外地表沉降的影響

莫艷合 秦祿盛

（河北建設(shè)勘察研究院有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

引起基坑周圍土體沉降的因素可能有降水、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形以及基底隆起等三個(gè)方面的原因。為了加強(qiáng)基坑外地表的維護(hù)工作，在實(shí)際工作過程當(dāng)中，則需要結(jié)合具體的施工環(huán)境加強(qiáng)基坑施工周圍土體不均勻沉降的施工處理，以此保障基坑的施工效果。隨著基坑深度的不斷加高，則需要結(jié)合實(shí)際的工程選擇合適的施工工藝，以加強(qiáng)坑基周圍的支護(hù)、圍護(hù)工作，保障基坑開挖的效果，且能夠加強(qiáng)對基坑外地表沉降的處理工作，本文將結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行研究分析。

1 基坑開挖引起坑外地表沉降

在基坑開挖的過程當(dāng)中很容易引起土體內(nèi)應(yīng)力重新分布，使得土體的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致土體周圍的圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形和位移，使得坑外地表發(fā)生沉降。在實(shí)際的工程中，不僅會對周邊的建筑，道路，管線等造成惡劣的影響，同時(shí)還會增加市政工程的管理難度。而在現(xiàn)階段的基坑開挖工作開展過程當(dāng)中，國內(nèi)外已有不少學(xué)者進(jìn)行了專題研究，并通過大量的實(shí)驗(yàn)研究，獲得了一定的成果，進(jìn)而在基坑開挖的過程當(dāng)中，能夠通過加強(qiáng)支護(hù)以保障坑外地表的穩(wěn)定性。

在基坑開挖的過程當(dāng)中，通過增大圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度能夠有效抑制水平位移的地面沉降。通過大量的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度逐步增大時(shí)，能夠有效降低地表的沉降速度，進(jìn)而保障坑外地表的穩(wěn)定性[1]。在基坑開挖過程中，在基坑內(nèi)架設(shè)支撐，能夠有效保障維護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?；娱_挖是一種卸載的過程，在實(shí)際工程開展的過程當(dāng)中，開挖的深度越大，土體狀態(tài)的改變量越大，進(jìn)而引發(fā)基坑地面土體的回彈變形，嚴(yán)重危及基坑周邊土體的穩(wěn)定性。在此過程當(dāng)中，還很有可能會引發(fā)基坑底部的隆起變形，進(jìn)而在坑基底部形成一個(gè)連續(xù)的滑動(dòng)面，加速了基坑側(cè)壁土體的下降速度，難以維護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。發(fā)生該現(xiàn)象的主要原因是在基坑開挖的過程當(dāng)中，土體的自重應(yīng)力釋放，基坑底的土體向上回彈，土體松弛，進(jìn)而造成基坑隆起變形。還有一個(gè)原因是在基坑開挖后，基坑下部分的支護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，進(jìn)而造成基底的隆起，亦或者粘性土基坑積水，造成基底土體的側(cè)向承載力不足，進(jìn)而引發(fā)線性變形，造成了坑外地表沉降。

2 降水引起坑外地表沉降

在基坑開挖的過程當(dāng)中，大多數(shù)情況下都需要通過人工來降低地下水位，以此有效保障基坑開發(fā)工程能夠在干燥的環(huán)境下進(jìn)行，進(jìn)而創(chuàng)建機(jī)械化施工的場地。此外，通過人工來降低地下水位，能夠及時(shí)降低水位，進(jìn)而提高基坑邊坡的穩(wěn)定性，以保障基坑施工能夠順利進(jìn)行?；咏邓档土嘶蛹捌渲苓叺貐^(qū)的地下水位，使得深基坑開發(fā)區(qū)域附近的地下水位發(fā)生劇烈的流動(dòng)，進(jìn)而改變了土體的應(yīng)力和土體的結(jié)構(gòu)。同時(shí)在降水的過程中，把土體中的孔隙水疏干，減小了孔隙水所承擔(dān)的應(yīng)力，增加了土體的有效應(yīng)力，使得土體產(chǎn)生了固結(jié)壓密的現(xiàn)象，而該現(xiàn)象常發(fā)生于降水范圍內(nèi)，因而在地面上產(chǎn)生了沉降和水位平移。降水引起地面沉降的主要原因則是，地下水被疏干，處于地下水位之下的土體浮力消失，進(jìn)而出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，最終引起坑外地表沉降。

3 減小地表沉降的措施

在基坑開挖的過程當(dāng)中，為了有效減小地表沉降，在實(shí)際工作過程當(dāng)中則應(yīng)采取剛度較大的地下連續(xù)結(jié)構(gòu)，以此有效保障基坑外壁土體的穩(wěn)定性，加強(qiáng)基坑外壁土體的圍護(hù)和支架效果。在基坑開挖的過程當(dāng)中，可以通過分層開挖、分段開挖的方式以加固基地。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，要結(jié)合具體的工程需要適當(dāng)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度。同時(shí)還要充分考慮到自然環(huán)境及天氣對基坑施工所帶來的不利影響，盡可能的縮短基坑施工的時(shí)間和周期，盡可能的減少降水次數(shù)，以此保障基坑開挖施工的效果，且能夠有效避免引起坑外地表沉降。事實(shí)上，在基坑開挖的施工過程當(dāng)中，基坑的設(shè)計(jì)與施工過程是密不可分的。因而在具體的施工環(huán)節(jié)當(dāng)中，則需要結(jié)合其相應(yīng)的施工人員不斷優(yōu)化其施工過程，且能夠結(jié)合基坑的結(jié)構(gòu)體系和外荷載的動(dòng)態(tài)變化，適當(dāng)調(diào)整基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，防止坑外地表沉降的現(xiàn)象發(fā)生。這就要求其相應(yīng)的施工人員在施工的過程當(dāng)中能夠加強(qiáng)工程檢測且能夠?qū)w內(nèi)力、位移、側(cè)土壓力、孔隙水壓力以及周圍環(huán)境進(jìn)行檢測，且能夠?qū)⒔y(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的歸納整理，進(jìn)而明確其施工過程當(dāng)中可能存在的問題，不斷調(diào)整其施工方案，加強(qiáng)施工預(yù)警，以此保障支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，有效減少對外部環(huán)境所造成的不利影響。

4 結(jié)語

總之，為了有效防止坑外土體沉降，在具體的施工環(huán)節(jié)當(dāng)中則需要加強(qiáng)對施工過程的監(jiān)督管理工作，以綜合考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)、變形坑底隆起、降水等多方面客觀因素對坑外土體沉降所帶來的影響，且能夠通過實(shí)際的工程驗(yàn)證、修正，不斷調(diào)整其施工過程，在保障其施工質(zhì)量的同時(shí)，有效降低不必要的經(jīng)濟(jì)投入。