論地鐵深基坑降水開挖對周邊環境的影響及對策

付國茂

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

論地鐵深基坑降水開挖對周邊環境的影響及對策

付國茂

(山西省交通科學研究院，山西 太原 030006)

分析了基坑降水開挖對周邊環境的影響并提出相應對策，為今后的太原地鐵建設具有一定的借鑒意義。

地鐵車站；深基坑；降水；環境影響；沉降

1 工程概況及周邊建筑物情況

車站總長220 m，標準段寬23.2 m，總高15.22 m，結構底板埋深約20.52 m。小里程盾構端頭段寬度28.6 m，總高16.27 m，底板埋深約20.77 m；大里程盾構端頭寬度28.6 m，總高16.27 m，底板埋深約21.77 m。基坑采用地連墻+鋼支撐作為圍護方式，基坑內降水采用管井降水。

基坑周邊房屋以6層磚砌結構住宅樓為主，兩側主要分布商鋪及民房，周邊建筑物多為20世紀70年代末80 年代初修建，年代較久遠。東南角有1 層磚木混合結構的古寺，屬于國家一級保護文物，距離車站主體基坑地連墻最小凈距23.2 m，保護難度較大。其余建筑物中包括酒店、商廈及民房，結構形式為6～8層磚混結構，房屋外墻距離車站主體基坑凈距7.8～16.9 m 之間。周邊房屋與基坑平面布置圖見圖1。

圖1 基坑周邊建筑物平面圖

2 工程地質、水文情況

擬建車站屬汾河東岸一級階地，距汾河約2.0 km，地勢平坦，地面標高約784.34～785.27 m。地層分布較為穩定，從上至下為第四系人工填土、第四系全新統沖洪積、第四系上更新統沖洪積，共分為14層：<1-1>雜填土：結構松散，疏密程度不一，該層土均勻性差，強度較低。<2-3-1>黏質粉土：以稍密為主，局部松散。<2-2-1>粉質黏土：軟塑，靈敏度高。<2-3-3>黏質粉土：稍密-中密狀。<2-2>粉質黏土：以可塑為主，局部可見軟塑。<2-4>粉細砂：飽和，以中密為主，局部稍密。<2-5>中砂：飽和，以中密為主，局部密實。<2-6>粗砂：以密實為主，局部中密，飽和。<2-8>圓礫土：密實狀。

地下水為第四系松散層孔隙潛水，埋深2.52～5.5 m，儲存在<2-4>粉細砂、<2-5>中砂、<2-6>粗砂和<2-8>圓礫土中，層厚為18～23 m，透水性強，富水性好，受大氣降水和河流側向補給。

3 影響建筑物變形及地基土沉降的因素分析

(1)兩側舊居民樓多，多為磚混結構，條形淺基礎，距基坑又非常近(距基坑7.8～16.9 m)，基坑降水引起的地面沉降對周邊建筑影響明顯。東南角距基坑23.2 m處存在一處古寺，為國家一級保護文物，保護難度較大。

(2)地質條件復雜，地層種類較多，力學性質較差(雜填土及軟塑粉質黏土)，且地層不連續，相互交叉。水位下降后容易產生不均勻沉降，對建筑物破壞較大。

(3)懸掛式止水帷幕地連墻底端落在厚層的中砂層中，且基底以下同樣為粉細砂、中砂及圓礫，該層滲透系數大，水力補給速度快，降水形成的水力漏斗涉及面積大，容易對周邊建筑造成嚴重影響。

(4)抽取地下水時，土體細顆粒被滯流帶走或移動，引起地基土沉降。

(5)降水井的真空作用。即在降水井管周圍一定范圍內形成真空，沿基坑方向造成了一道真空影響帷幕(即低于大氣壓力面)，從而使土顆粒向負壓力方向移動，并達到某種程度的擠密狀態，導致地基土的沉降。

(6)地連墻接縫處的滲漏引起水和泥砂流失導致周邊土體沉降。

(7)基坑下部弱承壓水的突涌造成安全事故和地表沉降。

(8)開挖基坑后圍護結構的變形導致周邊土體沉降。

(9)基坑施工空間狹小，機具靜、動荷載加大周邊土體的沉降。

4 采取對策及措施

(1)應充分估計降水可能引起的不良影響。在降水設計中，要充分估計可能引起的不良影響，考慮周密，做好預案，防患于未然。降水過程中，要有周密可靠的監測，制定防范措施，發現問題及時處理。

(2)基坑降水應采取“分層、按需降水，動態調整”的降水原則。合理選擇控制降水水位，降水深度以滿足施工需要即降至工作面以下0.5 m為限，盡量減少抽水量。

(3)合理使用井點降水可減少對周圍環境的影響。

(4)可坑內井點降水與坑外回灌相結合。在基坑外需要保護的建筑物(構筑物)附近一側埋設回灌井，采用人工回灌水的辦法注水入地下，使原建筑物地下的水位不至因井點降水而降低。回灌系統應做到及時回灌且不得超灌。

(5)設置有效的止水帷幕。當懸掛式止水帷幕存在降水困難時，可在開挖邊線外加設置一圈垂直防滲帷幕，把降水對周圍的影響減小到滿足要求的范圍。

(6)縮短降水時間。對于軟弱地基土而言，降水、基坑外露時間越久，對臨近建筑物影響越大。因此，減少降水時間能有效的降低對鄰近建筑物影響。

(7)對于地連墻接口進行開挖過程檢查，如果發現滲漏水，及時處理，如果滲水嚴重，則在地連墻背后旋噴樁封堵加固。

(8)防范基坑底部弱承壓水的突涌。開挖到2～4層粉細砂時容易引起涌水涌砂，造成安全事故和地表沉降。降水井管應伸到粉質黏土層下面含水砂層中，以降低砂層中承壓水頭，而使坑底達到穩定。

(9)必要時在重點保護建筑物(如古寺)和基坑之間施工一道止水帷幕，避免該建筑物結構受到降水影響。

(10)減少基坑周圍的靜、動荷載影響。在降水井附近，地下水降低最深，降水引起的土體變形最大。一般降水井布置在基坑周圍，如果在基坑邊坡附近范圍又施加靜、動荷載，將加劇基坑邊坡的變形。

(11)防范雨水漫灌，雨季施工基坑應做好防洪圍擋及排水溝。

(12)嚴格按照“分層、分區、分塊”的挖土原則，開挖后及時支護，減少暴露時間。

(13)采取必要監測手段，做到信息化施工，使基坑圍護結構的位移和變形處于受控狀態。同時，在周邊建筑物前后布置監測點，并做到定時巡查，信息反饋要準確及時。

5 結 語

綜上所述，基坑降水是一項復雜的系統工程，對周邊環境影響較大。在地鐵車站基坑降水開挖施工中，相關工作者一定要根據具體的工程地質、水文地質等工程實際條件，科學合理設計降水方案，并做好詳細的預警預案，對各種可能發生的情況有充分的預見性和周密思考，要充分估計到降水施工可能對周邊環境造成影響及準備相關的應對措施，并在施工中靈活運用多種措施加以控制，力爭將周邊建筑的沉降控制在最小范圍內，確保工程的順利進行。

[1] 陳仲明，王暉，姚吉榮.地鐵車站深基坑降水施工技術[J].北京：城市建設理論研究，2013，(7):37-39.

[2] 雷振華.深基坑工程降水技術淺析[J].隧道建設：2006，(4):23-26.

[3] 樊曉煜.地鐵深基坑降水方案確定及降水控制措施[J].北京：城市建設理論研究，2013，(6):41-43

Adissertationinfluenceofdeepfoundationpitdewateringonsurroundingenvironmentofmetroandcountermeasures

FU Guo-mao

(Shanxi Provincial Communications Science Research Institute, Taiyuan，Shanxi 030006,China)

In this paper, through the Taiyuan metro project example, The influence of excavation on the surrounding buildings is analyzed and the corresponding countermeasures are put forward, which is of great significance for the future construction of Taiyuan metro.

metro station; deep foundation pit; surroundings; settlement

2017-02-16

付國茂(1984-)，男，江西撫州人，工程師，主要從事交通工程勘察工作。

U442

：C

：1008-3383(2017)07-0170-02