基坑降水对地表沉降的影响

基坑降水对地表沉降的影响摘要：基坑施工作为项目工程基础环节，为全面提高工程整体施工质量，在施工时采取有效性措施来严格控制区域内地下水位，是促进施工稳定进展的重要保障。随着工程施工量的不断增加，在施工时基坑降水在影响周边土体应场力的同时，也极易导致土体沉降，从而严重影响建筑物的安全性和可靠性，为此本文主要立足基坑降水对周边地表沉降影响机理，就基坑降水方式以及地表沉降控制对策展开深入探讨，以此来全面提高建筑整体安全性和可靠性。关键词：基坑降水；地表沉降；影响机理；管控对策引言：现阶段随着工程规模化建设，基坑降水问题是导致地表沉降的重要因素，具体来讲就是随着降水工作的进行，地下水位的不断变化导致作用于土颗粒上的浮力不断减小，在这种作用力下土体就会发生变形（固结、压缩）。在工程施工中，地表沉降的原因具有多样性，其中基坑降水是最主要的原因之一，即基坑降水除了导致地下承压水水位降低外，同时潜水也会降低，土层中的含水量、水势能都会发生变化，其中基坑内部由于内外渗透压的不同，基坑坑底隆起会导致原有围护结构被破坏，而基坑外部则在土体应力的作用下，土层密实度会不断增加，在双重影响下由此导致地表沉降问题的出现。一、 基坑降水对地表沉降的影响机理目前来看土体的变形主要分为两阶段，首先随着地下水水位的不断下降，待降到一定程度后土体中的孔隙水在总压力的作用下，内部水会渗流排出，有效应力不断增加导致土体固结变形，也被称之为土体的线性变化；其次在自然状态下，土体孔隙水的流动是在较小水力坡度下进行的，但随着基坑降水的不断增加，在影响水力坡度的同时渗透压力也在不断加大，在双重作用力（自上而下的渗透压力与作用于土体上的浮力）下，土体就会发生变形，出现沉降现象，这一变化也被称之为非线性变化。二、 基坑施工中地表沉降危害剖析基坑施工中，地表沉降是人为因素和自然因素在共同作用下产生的，一种土体压缩变形的地质灾害，在影响工程整体施工质量以及资源开发的同时，也不利于区域稳定性格局的构建。随着近年来项目工程量的不断增加，地表沉降问题受到了各界的高度关注，目前地表沉降可分为不均匀沉降与均匀沉降，两者对比前者具有极强的破坏力，会对建筑物造成毁灭性打击，而均匀沉降则通常破坏力相对较小，在工程施工过程中施工单位可通过采取有效性措施来控制压缩变形程度，从而保证工程整体施工质量。三、基坑降水方式剖析在基坑施工中，降水方式的合理化应用，对于改善当前施工质量以及全面提高建筑物整体安全性、可靠性而言具有重要意义，是促进行业可持续发展的有效渠道。现阶段常见的基坑降水方式主要有一一明沟加集水井降水、喷射井点降水、轻型井点降水、电渗井点降水、深井井点降水以及管井井点降水。在使用时不同的降水方式对作业环境有着一定的要求，通常来讲明沟加集水井降水主要用于地下水较为丰富的地区，用以排除地下潜水、施工用水和雨水，在高水位基坑降水时，则不适合用这种降水方式；喷射井点降水由于降水深度较大（通常可在井点底部产生250mm水银柱的真空度），因此主要用于与轻型井点一样的土层渗透系数，但相比其它降水方式，喷射井点降水不仅需要损耗大量能量，同时也需要投入一定数量的资金；轻型井点降水一般用于面积不大、降水深度要求不高（通常在3-6m）的基坑工程，在使用时若要求降水深度大于6m时，为保证工程整体施工质量，施工单位需采用多级井点系统来进行施工；在渗透系数小于0.1m/d的细颗粒土（粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土）中，采取的降水方式主要是电渗井点降水，与此同时为保证工程整体施工目标的达成，施工单位需配合使用轻型井点或喷射井点系统；在潜水层降水时，管井井点降水是最常用的降水方式，相比前几种轻型井点降水，其可作业于地层渗透系数较大、地下水丰富的基坑中；深井井点降水是目前基坑工程中最常用的一种降水方式，与其它降水方式相比降水范围广、深度大以及高排水量是其显著优势，尤其在砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度较大的地层，深井井点降水方式的使用，发挥着重要作用。四、基坑工程施工中减少降水对地表沉降影响的措施剖析（一） 确保前期勘查工作的有效落实基坑施工中，前期勘查工作的有效落实，是保证施工方案合理化设计的有效保障，为此要想准确预估降水可能造成的地表沉降影响程度，在施工时施工单位需安全专业人员到施工区域全面勘察周边环境与地层情况，以此来对可能出现的问题进行科学预估。基坑降水工程是以土体及其间的地下水作为研究对象的岩土工程，为及时发现并解决相关问题，在进行处理时施工单位需要严格按照勘察、设计、施工、监测的顺序逐项进行。（二） 确保井点降水与回灌技术的有效结合在基坑工程施工中，为有效将地表沉降控制在合理的范围内，施工单位在施工时需根据施工区域土层情况，合理选择降水方式，并通过合理控制降水井的距离（降水井距离增加的同时，基坑孔隙水压力会增大，从而影响井的降压效果），为基坑开挖工作的顺利进行提供保证。除此之外在井点降水作业的同时，施工单位还需要采取回灌技术，通过在建筑物的一侧埋设井点管亦或是砂井，将水回灌到地下来严格控制地下水水位，以此来有效避免地表沉降。（三） 合理设置止水帷幕的数量在基坑工程施工中，止水帷幕的设置对于有效控制地表沉降具有重要意义，且随着止水帷幕设置数量的增加，地表沉降问题发生率不断降低的同时，沉降幅度也有所缩减。在工程施工过程中，止水帷幕通常设置在开挖范围周边，设置方式则主要有高压旋喷（或定喷）、深层搅拌、注浆防渗帷幕等，即通过在一定距离设置一圈止水帷幕，以此来降低降水对帷幕外围地层的影响，此外在帷幕方式设置时，为全面提高企业经济效益，当含水层很厚，施工单位可采用在坑底以下设置水平止水帷幕的方式，来控制地表沉降问题。（四） 合理布设沉降监测点在“PBA+帷幕注浆加固”技术应用过程中，沉降监测点布设是否合理，对于技术作业质量和效率的影响是十分巨大的，因此为改善当前施工现状以及推动行业可持续发展，在施工时施工单位还需要在墩柱、边墩以及桥台处合理化布设沉降监测点，以此在有效控制风险的同时通过合理设置风险应急预案，将风险损失控制在可控范围内，以此来达到预期的施工目标。缩短降水时间在工程施工时，降水时间的合理控制，对于改善当前地表沉降问题也具有重要意义，通常来讲降水时间越久，对周边地层的影响也越大，为此在工程施工时，施工单位需在明确满足开挖条件之前需要的抽水时间的基础上，通过不断加快基坑开挖速度来缩短降水时间，从而有效控制地表沉降。结语概括而言，地表沉降问题的存在，是影响基坑施工质量以及建筑物整体安全性的重要因素，对于行业整体发展而言也是极其不利的。随着近年来高层建筑亦或是交通项目建设规模和数量的不断扩增，基坑工程设计与施工难度也在不断增加，在施工时大量地下水的出现在导致土体产生变形的同时，也对整体施工质量和效率造成极为不利的影响，为此通过采取有效性措施来降低基坑施工时的降水量与降水频率，是有效控制地表沉降的有效手段。参考文献：张晓婷，粱仁旺，相兴华.基坑降水对地面沉降影响因素的数值分析[J].建筑科学，2021，29(5):30-33.方润林，张志辉，李志涛.基坑降水引起地面沉降的数值分析[J].土工基础，2019，12(3):156-158.李宝平，韩嘉隽，刘元霞.基坑降水对地面沉降影响因素的分析[J].甘肃科学学报，2018，27(5):85-89.吕伟华，贾瑞晨.基坑降水引起地面沉降的有