深基坑降水对基坑稳定影响的分析

【摘要】深基坑工程已经成为岩土工程施工的热点问题，深基坑降水是基坑开挖环节的常用技术。在具体施工环节，因为降水不慎使得支护工程失败甚至破坏附近环境的事故不断见于报道。本文简要介绍基坑降水导致地表沉降的作用途径，分析基坑降水的常见方式，并探讨避免深基坑降水影响基坑稳定的措施。

【P键词】深基坑降水；基坑稳定影响；作用途径；影响；措施

我国工程建设近年来进步迅速，高层建筑以及深基坑工程数量越来越多。合理科学分析场地水文地质以及工程地质条件，应用相配套的降水方案来实现深基坑降水的优化设计，一方面能够确保施工能够顺利完成，另一方面能够减少施工成本以及施工工期，有重要的价值[1]。

一、基坑降水导致地表沉降的作用途径

随着降水的深入，地下水位会持续下降，作用到土颗粒的浮力越来越小，使得土体压缩固结，呈现出降水压密特点。土体变形可以分成两个环节，第一个环节是线性过程，也就是随着水位的降低，土体当中的孔隙水会随着渗流不断排出，从而作用到土骨架上的应力显著加大导致土体固结。第二个环节是非线性变化，这一环节的土体变形是因为土颗粒还有间孔隙水的流动而诱发的。有效应力比较固定，土体变形随着应力变化而变化[2]。土体变形沉降受三个因素对影响。第一，孔隙水压力相爱将。降水开始之后，地下水位在降低到一定阶段之后，孔隙当中的水压会持续消散转移，导致压力越来越小，在总压力保持不变的情况下，土颗粒的作用力越来越大。第二，动水压力影响。自然条件下土体当中的孔隙水流动在小坡度下完成。降水过程伴随着力坡度的显著上升，在这一背景下渗透压力也会随之持续上升。地下水的渗透压力同土体浮力之间的合力超过土颗粒摩擦力的时候，土体就会出现变形压缩，从而出现地表沉降问题。第三，井点真空作用。在井点降水环节，井点管附近的压力会低于大气压力，受压力差的影响，土体颗粒往压力小的地方挤压从而出现变形[3]。

二、基坑降水的常见方式

第一，集水井降水。这一方法属于人工排降，主要用在施工用水、地下潜水还有雨水排除方面。在那些地下水比较丰富的地带，因为基坑边渗水比较明显，使用锚喷支护的难度较高，所以这一方法不适于高水位基坑进行降水。第二，喷射井点降水。应用这一技术能够在井点的底部生成300mm水银柱真空，降水的深度比较大，通常能够超过10m[4]。这一技术的渗透系数同轻型井点比较类似，不过因为抽水系统以及喷射井管较为复杂，因此故障率居高不下，浪费的能量也比较多，所以需要的成本比较高。第三，轻型井点降水。这一方法适用于那些面积不大同时降水要求较低的基坑工程，其中降水的深度通常在5m左右。如果降水的深度要求超过5m，需要设置多级井点，不过需要基坑附近的空间比较开阔，从而便于挖槽或者是放坡。第四，电渗井点降水。这一技术适用于粘土以及淤泥等渗透系数比较小的细颗粒土，通常需要联合使用轻型井点系统或者是喷射井点系统，其中降水的深度受二者的影响。第五，管井井点降水。这一技术适用于那些渗透系数比较大以及地下水比较丰富的地区，轻型井点难以有效解，通常应用在潜水层的降水。第六，深井井点降水。这一技术是基坑工程当中应用比较广泛的降水方法，有着降水深度大、排水量大等优点，比较适用于渗透系数比较大同时层厚度较大的环境。

三、降低深基坑降水对基坑稳定性影响的措施

第一，合理判断降水潜在的不良影响。降水工程将土体以及地下水当作研究对象，因此需要根据勘察、设计以及施工的顺序进行。在勘察阶段以及设计阶段，需要全面分析附近环境以及地层条件，从而准确预判降水可能造成的不良影响。在降水施工环节，需要详细进行监测，从而及时发现问题并加以解决。第二，使用止水帷幕。开挖范围附近需要使用止水帷幕，从而有效降低降水给帷幕外产生的影响。比较常用的包括高压旋喷、深层搅拌以及注浆防渗等帷幕。竖向止水帷幕需要到达不透水层，只有这样才能够降低降水带来的影响。如果含水层的厚度较大，竖向止水帷幕无法有效穿透，或者是施工成本太高，应当在坑底以下使用水平帷幕。第三，联合使用井点降水以及回灌技术。井点降水指的是在基坑附近布置井点从而达到降水目的，确保基坑能够顺利开挖。回灌技术指的是在沉降要求较高的建筑物一侧，使用井点管或者是砂井，从而通过人工方式来回灌水到地下，确保建筑物地下水恢复到降水之前，防止降水导致的附加沉降问题。第四，合理应用井点。在井点降水环节，井点附近的水位呈现为漏斗状，借助于科学使用降水井点，能够有效降低降水的影响。第五，降低基坑附近荷载影响。通常要将井点设置在基坑周围，这一区域的降水深度大，因此地表沉降问题严重。所以如果基坑附近存在堆载，会加剧土体变形问题。第六，减少降水时间。确定满足开挖所需要的抽水时间，同时加快开挖速度并确定停止抽水是加你。因为降水的时间越长暴露基坑的时间也就越长，给附近地层稳定性的影响约为明显。

深基坑工程已经成为岩土工程施工的热点问题，深基坑降水是基坑开挖环节的常用技术。在具体施工环节，因为降水不慎使得支护工程失败甚至破坏附近环境的事故不断见于报道。综上所述，基坑开挖过程当中，为确保土方开挖的安全进行，内外降水量会不断增加，从而影响到附近的影响。这就需要在基坑开挖环节收集降水对稳定性产生影响的相关数据，避免发生大规模的涌水涌砂问题，控制基坑附近的建筑物以及管线沉降在预期范围当中。

参考文献：

[1]赵敏，于圣平.黄土地区深基坑降水对周边建筑物沉降分析[J].甘肃科学学报，2015，27（3）：74-78.

[2]马谱文.地铁车站深基坑降水设计[J].工程建设与设计，2015，1（2）：68-70.

[3]崔永高.桩基后压浆对深基坑降水渗流场的影响[J].工程地质学报，2016，24（6）：1207-1213.

[4]郭享，张明飞，王占生，等.苏州地铁深基坑降水设计施工运行技术[J].现代城市轨道交通，2015，2（5）：52-54.