基坑降水引起的地表沉降分析

基坑降水引起的地表沉降分析
摘要：随着时代的不断向前发展，人们的生活方式以及工作方式发生了很大的
变化，各个行业都获得了较大的发展，我国的建筑行业在时代发展的浪潮中也取
得了一定的进步，但是与此同时，也面临着一些挑战。

在基坑施工的过程中，由
于各种因素的影响，很有可能会引发地表沉降现象的发生，这不仅严重影响了施
工的质量与安全，同时对于邻近建筑也造成了一定的影响，难以推进施工的顺利
进行。

因此，这就要求有关施工人员能够重视基坑施工环节，在基坑施工的过程中，为避免地表沉降的发生，要事先进行优化设计，同时有关人员还要掌握一定
的施工要点，这样才能保证基坑施工的质量，符合施工的基本要求。

关键词：基坑降水；地表沉降；分析
1 降水引起沉降原理
基坑降水直接引起地下水位下降，降低图层内的水分含量以及浮托力，使基
坑土体固结与压缩更为容易，这样一来地面上建筑物便会由于土体压缩而产生不
均匀沉降。

降水期间土体受应力作用影响出现压密变形，导致这一现象另外一个
关键性原因在于土体骨架弹性性质，土体有效应力不断变化，土体线性发生改变。

土体有效应力发生变化，主要影响因素是土层内水渗流排泄量，如果土层内水渗
流量不断增多，土体压密固结程度就会不断加深，由此便开始了降水压密。

降水
压密发展到第二阶段，土体内的有效受应力和压缩变形会出现变化，且压密变形
也会慢慢稳定。

基坑降水引起的地面沉降的发生理论，一般由于以下两部分组成：（1）含水层的压缩变形。

由于含水层中砂粒自身有一定的强度，且王体内
部物质间存在承压水，当水被抽取的较少时，原本的水位降深较低，砂粒之间的
位置没有太大的移动变化，此时，土体被压缩的程度很小，呈现弹性状态，土体
能很快的趋于稳定且恢复。

（2）粘性土层的释水压密，符合太沙基一维固结理论。

在工程降水过程中，随着地下水的不断被抽出，土层中水的止压力开始不断的减小，一般认为土的孔
压改变量与水位的降深成正比，随着孔隙水压力的不断减小，使土层所受的压力
不断加大随着抽出的地下水越来越多，土层被压实一段时间后，其密度开始庭于
稳定，不再有太大的压缩变化，当压实密度稳定后，上部隔水层开始释水压密。

在粘性土层中，由于释水压密遵从渗透固结规律，所以，当水位恢复到初始状态时，释水压密现象仍将进行一段时间后，才逐渐停止。

基坑降水引起的地面沉降
主要是发生在含水层巧粘性土中，他们发生过程，没有一定的规律，而是在伴随
着降水的不断进行中，不断的发生改变。

2 地面沉降监测内容和方法
2.1 地面沉降监测内容
（1）地面富程变化的监测；
（2）地下水和油气等资源开采、回灌引起地质变化的监测；
（3）构造沉降量与止层压缩量监测；
（4）建筑物的变形与破坏监测；
（5）海面的监测。

2.2 地面沉降监测的方法
（1）采用GPS或利用水准测网进行监测。

水准监测网监测技术，是按照一
定的时间，在一定区域内，进行高精度的水准测量，监测地面的高程变化：（2）根据地下水的开采量、水位的深度、水位的标高，水的回灌状况及相
关水质变化，组建地下水动态监测网，来进行调查和分析主地的变形情况。

3 基坑降水方式
3.1 止水帷幕
一般适用于围护结构采用钻孔灌注桩等存在桩间空隙的深基坑，当基坑临近
河流、湖泊时也经常采用止水帷幕隔离水源。

目前常用工艺主要有三轴搅拌桩、
高压旋喷桩以及TRD工法，该三种工艺优缺点如下：（1）高压旋喷桩：费用一般，施工设备方便，对作业条件要求不高，但由于成桩的完整性、均匀性不好，
止水效果最差；（2）三轴搅拌桩：单次作业体量大时费用最省，施工设备较大，作业空间要求较高，单幅成桩效果好，在深度超过28m时，难以保证幅间咬合效果；（3）TRD工法：费用高，设备单体大，场地要求高，止水效果很好，能满足超深止水要求。

3.2 深基坑降水技术
深基坑降水包括降潜水、降承压水，地铁深基坑施工一般采用大口径深井降水、降压。

降低坑内潜水水位能固结坑内土体，增大被动区土压力，有利于控制
基坑变形，随着坑内土体含水量的降低，为基坑土方开挖等作业提供更好的条件。

降低承压水水头，可避免基坑突涌风险。

3.3 井点降水与回灌技术相结合的施工工艺
井点降水是在基坑周围布置一系列井点进行降水，以利于基坑开挖工作; 而
回灌技术是指在对沉降有要求的建筑物(构筑物) 一侧，埋设井点管或砂井，人工
将水回灌至地下，使原建筑物地下的水位恢复至井点降水前的正常水位，有效避
免了降水引起的附加沉降。

4 减小基坑降水对周边地表沉降影响的措施
4.1 施工中的措施
做好施工中的保护措施也是极为关键的，这就要求有关人员能够掌握施工过
程中的要点，针对人工开挖的形式，就要注意以下几点。

首先，施工人员应该具
备基本的职业素质，能够对于基坑开挖的过程进行严格的质量控制，对于每层的
厚度都要控制在大约0.3m。

其次，在开挖的过程中，有关人员也应该做好槽宽的检查工作，保证符合设计的要求，以推进后续的正常施工。

最后，要注意在施工时，超挖以及欠挖的现象是不准出现的，而且基坑两边也不能有起堆现象，这样
才能保证其基坑开挖质量。

另外，针对信息化施工的形式，也需要注意一些问题。

首先，在开挖之间，
就要设置好测点，而且在施工中也要进行密切的监测。

其次，如果沉降量已经超
于5毫米，有关施工人员就应该及时的采取一些措施，进行控制与处理，避免地
表沉降的发生，同时也尽量降低对于邻近建筑的影响。

4.2 降水监测
因基坑降水井周边50m范围内有移动公司建筑物、重要地下管线，需要指定专人在现场监控。

1)降水开始后，必须对各降水井的水位、出水量、水质进行同
步观测。

2)降水未达到设计要求水位前，应每天进行3次水位、出水量观测。

当
水位达到设计要求水位后，每天进行2次观测，直至水位稳定。

3)根据连续观测
到的水位变化与时间的关系，绘制水位下降值与时间关系曲线，为下一步降水开
挖提供参考。

4)加强对地表和地下管线沉降观测，绘制沉降值和时间的关系曲线，预测沉降发展趋势，为采取预防措施提供依据。

4.3 加强监控与安全管理
加强监控与安全管理也是必然的举措，而且这是贯穿于基坑施工全过程的措
施，只有加强监控与安全管理，才能及时发现问题，尽量避免一些安全事故的发生。

因此，这就要求有关人员能够做好以下几点。

首先，有关人员要做好基坑施工的安全管理工作，周围要布置警戒线，在施工的过程中也要结合实际情况应用合适的技术，以保证基坑施工的安全，预防沉降问题的发生。

其次，有关工作人员也要注意加强周围建筑物、管线以及环境的监控，发现问题后能够及时的采取一些预防措施，起到真正的预防作用，加强对于邻近建筑的保护。

5 结语
随着社会经济的繁荣发展,地面空间资源越来越紧张,随着科学技术的不断完善和进步,地下空间资源被大量地开发出来,而深基坑技术作为一项系统性专业性的工程技术,被广泛利用于隧道、地铁等地下空间资源开发和利用领域。

基坑开挖技术必然涉及到降水问题,基坑降水对周边地表沉降会带来严重的影响,一旦处理不当会引发无法弥补的安全事故。

参考文献：
[1]周万龙.基坑施工引起地表沉降分析及邻近建筑保护措施[J]. 科学与财
富,2015(26):375-375。