浅谈深基坑降水对周边环境的影响

浅谈深基坑降水对周边环境的影响

陈红亮 薛少开 郑子宝 张鹤

中建八局第二建设有限公司 安徽阜阳 236000

摘要：工程建筑物所在区域的地质条件和环境因素一直以来都是工程前期土方及降水施工需要慎重考虑的两大要素;阜阳地处安徽省的西北部，位于淮北平原西部，地下水量丰富，要确保深基坑工程的有序开挖，地下水问题必须妥善处理。本文就深基坑降水对周边环境的影响实例进行分析和研究。

关键词：降水；环境影响

一、深基坑降水的定义

当建筑物基坑处在地下水相对丰富的区域，基坑开挖的过程中均会遇到地下水位过高、地表水量过大等情况，而为有效改善生产条件、保证施工安全，需要在基坑周围进行降水，把部分地下水位下降到安全位置，这就是所谓的降水工程。如果基坑开挖面积很大或开挖深度很深，其对构筑物周边环境的影响规律不尽相同，首先基坑的过深开挖，使得原本坑内水的重力消失，这样就就会导致基坑底部以及四周土的回弹，其回弹的最大范围可达 2至3cm 。

二、项目实例及概况

1、项目概况

阜阳合肥现代产业园区第四安置区南区及天鹅湖路小学项目位于阜阳合肥现代产业园区，总建筑面积21.39万㎡。其中天鹅湖路小学项目总建筑面积3万㎡，预计2021年9月份开学招生；第四安置区南区总建筑面积19万㎡，配套建设睦邻中心、幼儿园等附属设施。

本工程的基坑支护其有效深度可达4.8～6.65m，经专家论证，属于深基坑。基坑底面积共40337㎡，基坑总周长830m。项目深基坑开挖深度大，面积广，且有12栋高层建筑，地质条件相对稳定，场地东侧为住宅区域，北侧为未开发安置房用地，南侧、西侧均为城市道路，周边环境比较复杂，要保证基坑内正常施工作业，防止基坑外的地下水位下降对周围已建建筑物、管线、道路路面所造成的各种危害，所以必须认真分析场地的地质条件及周边环境，采取相应的施工措施，将降水对周边环境的影响到最低程度。

2、工程地质情况

根据《阜阳合肥现代产业园区第四安置区南区岩土工程勘察报告》，对拟建场地水文地质条件了解如下：

1）地下水类型及含水层

地下水的主要类型是上层滞水及潜水勘察期间，经仪器测得该层地下水的稳定地下水位埋深为0.60～3.20m，相应的稳定地下水位标高为26.53～27.92m。地下水水位年变化幅度约1.0～2.0m。

2） 水文地质参数

场地地层由上到下依次为①耕土 (1.0×10-4)，②层黏土 (2.0×10-7)，③层粉质黏土 (10.0×10-6)，④黏土 (1.0×10-7)，⑤粉土夹粉质黏土 (10.0×10-5)，⑥粉土与粉质黏土互层(1.0×10-5)，⑦粉土与粉质黏土互层(1.0×10-7)；注：括号内数据为经验值渗透系数K(cm/s)。在本区域范围内，未发现不良地质作用，整体场地稳定。

三、 基坑降水及支护方案介绍

根据本工程地质勘查报告，本工程地下水位较深，对桩基、基础工程影响较小，仅考虑地表水对工程施工的影响。

本工程采取明沟排水，地表水通过坡顶找坡排入基坑内，坡体内地下水通过泄水管排出，坡底处设排水沟，具体见图3-1

基坑四周边缘地面表层应当加以修整并现场砌筑排水沟，严防抽出的地表水再向下渗流。

图3-1 基坑四周地表排水沟示意图

1. 基坑支护

本工程为群体工程，分为4个区域同时展开施工，根据地质勘查报告、图纸等资料，住宅区域西侧、南侧和北侧分别设置钢筋混凝土灌注桩支护体系，其余部位基坑采用自然放坡结合复合土钉墙支护，坡面喷射60厚C20细石混凝土。支护桩及放坡挂网喷浆支护平面布置如下：

图3-3 基坑支护平面布置

1） 支护桩基坑支护

支护桩做法采用钻孔灌注桩，桩径900mm，桩间距1.30m，桩身及冠梁混凝土标号均为C30，桩主筋保护层厚度50mm，桩顶锚入冠梁50mm，主筋锚入冠梁长度550mm，桩顶设置1000×600mm冠梁，桩间土采用挂网喷射C20细石混凝土保护（2-2剖面）、240厚砖砌拱墙（1-1、1a--1a剖面）。

具体尺寸及配筋如下：

图3-4 围护桩桩身配筋图

图3-5 围护桩截面配筋图

2） 复合土钉墙基坑支护

本工程部分未采用支护桩来进行支护的基坑施工段，设计使用自然放坡结合复合土钉墙的基坑支护形式。土钉墙支护的基坑深约3.9m～7.4m，支护剖面设计如下。

图3-6 复合土钉墙支护剖面图

3）泄水孔施工

（1）泄水孔规格：PVC管，外径50mm；外露段应做成斜面，以便于泄水；

（2）长度：650mm；

（3）管距：2.0m×2.0m,梅花形布置。

四、水位记录与变形观测

深度过大的基坑开挖和抽水作业 ， 地基土层出现局部回弹与大面积沉降等一系列变形是难以避免的，同时对基坑周边环境和邻近建筑物安全也会影响 ，根据变形的程度，由现场施工管理人员根据实时观测及时调整。

5. 结语
   　　综上所述，在进行土方作业的深基坑开挖过程中，边坡支护结构设计、基坑降水工作直接影响着整个工程的安全生产、施工进度乃至于建设质量。因此，应综合考虑现场施工场地的环境条件、工序操作的需要来进行深基坑井点降水方案的设计和边坡支护结构的选择，对施工现场有了整体性的初步规划后，应合理选择降水井成井的设备、方法、 工艺 ，保证过程中全程进行现场监督，提高成井质量，严格把控抽水稳定后的含砂量井点降水设备运行过程中，要求降水单位做好各井的水位观测工作并及时上报观测记录，以使项目部实时掌握降水井内水位的变化情况，另外结合基坑边沉降结果，及时作出方案调整，详细掌握土方开挖施工及深基坑降水对周边地层变形的影响规律，从而保证项目施工能够安全有序的开展。
   参考文献：

1.熊伟，王来标，葛彬，等.基坑轻型井点降水施工技术[J].住宅与房地产，2017（3）：214-276.