深基坑降水对周边建筑环境影响的研究1.docxVIP

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深基坑降水对周边建筑环境影响的研究

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摘要：使用悬挂式止水帷幕的基坑进行减压降水会使周边地层产生固结沉降，从而加剧因基坑开挖引起的建筑物沉降。以湟源县某基坑工程为实例，研究了基坑降水对其周围地表及建筑物沉降的影响和变化规律。因此，对于此类基坑周边采用天然地基的老旧建筑物的保护需多种措施联合使用。结合基坑工程实例，采用加强围护结构设计、对承压含水层进行地下水回灌以及采用信息化施工等多种手段，收到了良好的效果，可供类似工程借鉴。

关键词：减压降水，基坑，沉降

引言

深基坑工程往往不但要考虑降水，还要考虑把降水的影响控制在一定范围内，这就催生了降水井和回灌井联合降水法。该方法不但可以保证坑内水位降低，也可以利用回灌井使得基坑外侧地下水位基本保持不变，从而有效保证基坑邻近建筑物的安全，预防和减少各类灾害的发生。

1项目概况

1.1工程简介

某商务办公中心基坑工程位于湟源县，基坑面积8018m2，周长301m，普遍开挖深度约为8.2m。围护结构采用灌注桩挡土、三轴搅拌桩隔水、竖向设两道钢混凝土支撑。

1.2地层条件

基坑开挖区域的各个土层的土性参数见表1。本场地第⑤2-1，⑤2-2层为微承压含水层，第⑦层及第⑨层为承压含水层。根据实测的为微承压水头计算，坑底有突涌风险，需要进行减压降水。但是各承压含水层彼此相通，厚度巨大，止水帷幕只能为悬挂式，不能隔断坑内外的水力联系。减压降水可能会对周边环境产生较大影响。

1.3环境条件

基坑周边各种房屋和市政设施均较多，尤其是北侧有5栋6层砖混结构住宅，建于20世纪90年代，楼板和屋面板采用预制板，筏板基础，基础埋深约2．4m，天然地基的持力层为第②粉质粘土层。其中A1和A2号楼位于基坑3倍开挖深度范围内，A2号楼最近处，约为10．5m。这两栋楼是本工程环境保护的重点。

1.4场地岩土工程条件

根据场地的岩土工程勘察报告，在勘察深度内的地层为填土、黄土状粉土层、卵石层、强风化砂岩层。

2沉降控制措施

2.1围护设计方案调整

基坑坑外土体和建筑物的水平位移和沉降与围护桩的变形有直接的关系，因此，对临近两处民宅区域的基坑剖面设计做了加强，对支撑平面设计也做了优化，具体包括:1)钻孔灌注桩直径增大为1000@1200mm，增加桩长至21m(插入深度12．30m，插入比1．19);2)止水帷幕加强为双排，排间搭接250mm;止水帷幕与灌注桩之间采用400高压旋喷桩加固，大大增加了止水帷幕的可靠性;3)第一道水平支撑朝向民宅方向的对撑均设置了满铺并于支撑梁整浇的施工栈桥，除了可以提高出土效率以外，支撑的刚度大幅度提高。

2.2坑内加固和坑外隔离

工程中，加固坑内土体、提高土体刚度可有效的控制围护桩的变形;而设置隔离桩可切断基坑变形引起的土体沉降槽。本工程以上两种措施均加以使用，其中:坑内加固采用双轴水泥土搅拌桩，为裙边加固。坑外隔离桩采用钻孔灌注桩，桩顶设钢混凝土连梁;隔离桩与基坑距离5m，与民宅之间距离最近处约5m。

2.3坑外地下水回灌

在基坑与周边建筑物之间布置回灌井，对⑤2-1砂质粉土层进行回灌。布置间距15m，管井深度25m。为了控制回灌的时机和回灌水量，于坑内坑外相应的位置均设置了水位监测井，实现抽水—回灌的一体化。

2.4施工控制措施

本工程基坑所处土层浅层以淤泥质土为主，基坑变形的“时空效应”较为显著。因此，施工单位细化了施工组织和施工控制:1)对基坑自身和周围环境对象进行监测，进行信息化施工。其中在重点被保护对象的民宅设置直接测点测量建筑物的沉降。2)细化挖土方案，分块挖土，先挖环境保护要求低的区块，最后开挖临近民宅处的基坑。3)加快挖土速度，缩短基坑暴露时间;临近民房区域限时完成土方开挖、垫层浇筑和底板施工。

3周边建筑物沉降原因分析

一般而言，基坑施工对周边环境产生影响主要是由基坑开挖与降水引起的，一方面是基坑本身的变形引起坑外土体沉降，从而引起房屋沉降或路面开裂；另一方面是坑内降水引起坑外地下水位下降，从而引起坑外土体固结，导致地面沉降。基坑外地表最大沉降按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》中基坑变形设计控制指标规定计算，即此基坑坑外地表最大沉降为０．２５％Ｈ，计算结果为２６．７５ｍｍ。由沉降观测曲线和沉降模拟曲线可以看出，基坑外地表沉降均小于最大沉降。６Ｆ居民住宅楼距离基坑约９ｍ，８Ｆ住宅楼距离基坑约１１ｍ，两栋居民住宅楼距离基坑很近，主要受基坑开挖变形和基坑内降水影响，由于基坑使用排桩加预应力锚杆的结构进行支护，基坑周边环境由基坑开挖引起的变形较小，在保证支护结构不变形的情况下，居民住宅楼的沉降主要由深基坑降水引起。基坑降水，使建筑物周围及下方土体发生固结变形，导致建筑物发生不均匀沉降