探析深基坑降水施工中防止相鄰建筑沉降的技術

蔣一兵 黃志瓊 邢 江

（浙江宏嘉建設工程有限公司， 浙江 嵊州 312467）

探析深基坑降水施工中防止相鄰建筑沉降的技術

蔣一兵1黃志瓊2邢 江3

（浙江宏嘉建設工程有限公司， 浙江 嵊州 312467）

市場經濟的發展促使現代化城市建設的發展步伐加快，基坑工程在城市建設中發展已較為普遍，同時也帶來對鄰近建筑物的沉降影響，對此本文針對基坑工程降水施工防止相鄰建筑沉降進行探討和分析。

基坑；降水施工；沉降

1 基坑工程降水施工相關概述

1.1 基坑工程降水施工特點

基坑工程的作用主要是為了確保在基坑土方開挖和地下結構施工，主要包括邊坡支護、基坑降水、基坑止水以及基坑監測等一系列的勘察和設計、施工，帶有較強的綜合性特點。在現場中項目的現場場地的地質水文條件、基坑周邊鄰近的建筑物抵御強度等對基坑工程的支護體系設計、降水止水支護的施工等有著密切的聯系。由此可以看出基坑工程帶有很強的個性特點，所以在施工中要充分依據周邊鄰近建筑以及相關的市政設計保護等級，針對性的提高基坑工程的設計和安全等級。基坑工程的施工和施工現場的地質條件和水文條件在不同地區有著較大的差異性，帶有較強的區域性特點，例如有的土質為粉質粘土地基，有的土質為黃土地基。所以在基坑工程的降水支護工程中時應充分從施工現場的地形實際出發，降水施工應根據現場施工的狀況隨時進行調整。

基坑工程在降水支護和土方開挖施工中具有較強的系統性，在施工中應嚴格遵照施工組織設計采用分層開挖的施工技術施工，為確保支護結構的穩定性禁止過早開挖和超挖。基坑工程的開挖和降水施工對環境有著極大的影響作用，帶有一定的環境效應，在降水施工時引起周邊地下水位的變化，將原有的應力場發生改變，極易造成對周邊建筑的變形和地基土體的變形，帶來極大的安全威脅。

1.2 降水施工引起的土體滲流

基坑工程中降水施工對地下水位的降低引起周圍土體發生水頭差異，其差異性的程度不同在滲透力方面對土體有體積力作用，進而發生土體應力場和位移場的改變。改變結果又引起土體的孔隙率發生變化，其變化對土體的滲透性有直接的影響，發生滲流場的改變。由此可以土體的應力場和滲透場之間是相關影響制約的關系。地下水滲流的因素有土體介質的滲透性和水頭差引起，在平衡靜態下土體中各水勢都是均等的狀態，一旦降低地下水位就對原有平衡狀態產生破壞。

2 深基坑工程降水施工對建筑物的影響理論概述

深基坑工程降水施工對建筑物的影響理論主要是比奧固結理論，土體在荷載受力時地下水有緩慢滲出的現象，產生土體的體積逐漸壓縮變小的現象。土體的固結作用時間越長對土的壓縮變形和強度都在不斷增長。根據比奧固結原理可以有效的對固結過程中應力的影響進行分析，在實際工程中應用中可以解決土體的固結問題。

3 基坑工程施工防治鄰近建筑的控制技術概述

現階段關于基坑工程的鄰近建筑物的防止沉降技術主要有積極保護法和工程保護法兩種。積極保護法在工程實際中的應用在基坑施工前期要對施工現場進行地質和環境條件的調查，開展對土體位移施工工藝以及施工相關參數的規劃，并結合積累的工程經驗采用研究理論方法，對基坑施工作業時對周邊建筑物的影響降到最低，保護對象為基坑本生。工程保護法在基坑施工前期通過基礎加固、結構補強等方法防治一些災害性破壞的工程方案進行安全保護，適用于地質條件較復雜并且有較高保護要求的基坑工程，保護對象為基坑工程周邊的建筑。除此之外為確保基坑的穩定性和安全性工作于周邊建筑的防沉降工作的目標一致性，根據兩大方法的應用可以采用以下常用的三種施工方案進行控制：

（一）止水帷幕的設置

止水帷幕是一種由水泥土攪拌樁、單管旋噴樁等組成的止水墻。在防沉降施工中止水帷幕有高壓旋噴樁、深層攪拌樁止水帷幕，還有近幾年出現的螺旋鉆機素砼和壓漿止水帷幕。高壓旋噴樁的工作原理是借助鉆機將帶噴嘴的注漿管牽引到預定的土層深度后，將注漿壓力調整到20-40MPa的壓力使漿液和水以噴射的方式對土層形成一定的沖擊破壞作用，可以形成一定的空間。在高壓噴射的過程中，其壓力強度是大于土體的結構強度就會將土體的土顆粒剝落下來，部門顆粒細土在漿液或水的浮力作用下浮出水面，其他的土顆粒在噴射作用下與漿液進行混合，最后混凝物固結后形成固體，實現加固的效果。水泥攪拌樁主要施工材料為水泥，通過專門的攪拌機械，在鉆孔作業的同時在軟土中噴射漿液或著霧狀的粉末，將軟土和水泥等在地基預定位置進行強制攪拌，通過物理以及化學作用最后形成水泥加固土樁柱體。其止水帷幕就是由若干個水泥加固土樁柱體形成的連續墻體組成。

（二）回灌技術的應用

回灌技術是指在被保護的建筑一側和抽水井之間設置一排注水井，在抽水作業時開展地下注水作業，能夠將基坑影響范圍內的地下水位保持穩定性。回灌技術有沙溝回灌和井點回灌，該技術只能使用在有較好滲透性的土層結構中。沙溝回灌在被保護的建筑物在基坑影響氛圍較遠的時候并且地層的滲水性較好可以使用，在被保護建筑物和降水井之間設置沙溝，從降水井抽出的水適量的排入溝中，最后回灌到地下，有效的維持了被保護建筑物地下水位的穩定性，減少了基坑工程對建筑物的影響。井點回灌的適用范圍與沙溝回灌相反，在被保護建筑物與基坑影響范圍較近時，回灌井的埋設深度應充分考慮透水層深度，確保回灌井的水位位于最高位置，能夠向四周形成錐形發散的降低形式。區域內設置觀測井對水位變化進行記錄，實現對地下水位的平穩性調整。

（三）分級降水技術

分級降水技術在基坑控制沉降中已被廣泛應用，由于受到在不同工程操作不同等各種原因影響，被賦予各種稱謂，例如：分層降水、間歇性降水等。分級降水自施工過程中不是一次性將水位降低至結構底板標高1-2m以下，而是在開挖作業時邊開挖邊降水，將水位維持到開挖面1-2m以下位置。對此針對某基坑工程的降水施工為研究其數值，實驗過程將一次性降水和分層降水進行分別實驗模擬。方案為：第一，一次性降水作業，將深度降低至底板下2m處（離地表有22.80m的距離）；第二，分四次降水作業，降水深度為-4.30m、-11.80m、-15.50m、-22.80m。檢測結果如下圖所示：

由此可以看出，一次性降水和分層降水具有較大的差異性。一次性降水和分級降水在基坑第一層土方開挖時，降水水位已有明顯的不同，在分級降水時，周邊土體所受的壓力作用小于一次性降水，所以周邊土體的固結沉降量小于一次性降水，較之一次性降水具有明顯的防沉降效果。

4 結束語

綜上所述，深基坑降水施工過程中對距離較近的周邊建筑物采取防止沉降技術時，應充分考慮基坑工程的地質、水文條件，并結合鄰近建筑物的構造，采取對其支護、止水帷幕等設計，可以最大程度的減少深基坑施工時對周邊建筑物的影響，進而確保深基坑施工的順利進展并保障了周邊建筑物的安全性。

TU75

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1007-6344（2017）09-0221-01