某深基坑周边环境及施工监测分析研究

某深基坑周边环境及施工监测分析研究

李,明

青岛地质工程勘察院（青岛地质勘查开发局） 山东 青岛 266100

摘要：深基坑工程作为危大工程，其支护设计方案的选择与施工质量的好坏对周边建筑环境有着巨大的影响，对建筑物、道路和管线的沉降、变形与开裂等都有着密切关联。如何将环境风险降至最低，确保周边环境处于可控的安全状态，是深基坑工程所要解决的主要问题之一。

关键词：深基坑；周边环境；施工监测

引言

随着城市化进程逐渐加快，土地资源越来越短缺，新建楼房往往被置于周边环境复杂、对变形敏感性强的建筑物群之中，加之使用功能的需要，基坑开挖深度越来越大。然而，深基坑理论知识尚未及时完善，设计和施工经验尚显不足。近年来，深基坑坍塌造成的安全事故在全国范围内多有发生，除了人为原因，对深基坑工程水土认知的薄弱也是关键因素。安全事故不仅造成人员伤亡、经济损失、工期延长，还会造成不良的社会影响。

1环境风险分析

（1）基坑东侧距建筑最近为9.5m，且东侧建筑均为浅基础的框架结构，受基坑开挖的影响比较大。因此在基坑支护时应加强对变形敏感部位支撑体系的刚度，以更好的控制基坑变形。同时应对支护结构、道路路面和周边建筑等加强施工监测。严格控制地面沉降量和围护结构的水平位移。若监测值超过报警值，应立即停工，分析原因，可采取减少开挖分段长度和厚度，必要时增加支护数量。（2）基坑南侧存在给水管、雨水管和燃气管等，经勘探燃气管埋深约1.2m，据基坑边最近距离为7.5m，型号为塑胶φ200。为确保燃气管线的安全性，应加强对管线变形情况的监测。管线测点应布置在管井及管线接头处，或对位移变化敏感的部位。沿管线纵向轴线布置，管线测点应优先固定于管体。同时对管线变形过大区域进行注浆，并根据监测情况调整注浆压力、材料、部位及注浆量等，以主动控制管线沉降。

2深基坑施工对周边环境带来的负面影响

1.1噪音污染

噪音污染是深挖工程环境的常见负面影响。从设备和材料到地形入口、现场挖掘和施工，再到随后拆除深基坑支护结构等。容易产生一些噪音。根据有关标准，施工现场噪声阈值白天不得超过70dB，晚上不得超过55dB。但是，通过对深坑施工现场的噪声监测，发现许多工程现场的噪声超过100dB，给施工现场的施工人员和周围居民造成了健康风险。此外，一些大型工程由施工单位在夜间进行，以弥补工作时间，噪音控制薄弱，噪音污染更加明显。

2.2废弃物污染

在深井施工期间，如果管理不善或事先准备不足，很容易产生更多的废物和建筑废物。这些土壤和砾石主要是从深层挖掘中提取的，有些执行单位尽可能将这些土壤和砾石存放在最接近的地方，或者根据需要选择开放空间进行存放。这些土壤不仅占据公共空间，而且还容易受到环境污染，特别是当它们被雨水冲走，土地在周围道路上流动，造成严重的环境污染时。第二，废弃的建筑材料。虽然深挖是现代摩天大楼建筑不可或缺的一部分，但它们基本上是临时性的，必须在以后拆除。这样，深坑施工中使用的一些支撑和封隔材料将随着施工的进行而逐渐拆除，一些材料将被随意移走和堆放，占用更多的空间，也影响环境的优美性。

2.3地下水系统的破坏

总的来说，一个地区的水循环系统相对稳定，但近年来建造了大量的高层建筑和高层建筑。在建造这些高层建筑时，需要进行深入挖掘，以确保建筑的稳定性和质量。密集的深水区可能对该区域的地下水系统产生破坏性影响，例如，可能妨碍地下水的正常流动，导致地下水水位下降，从而导致一些环境问题，例如地面沉降。此外，为了确保坑内作业的安全，降雨的来源可能有多种多样，例如在坑侧修建水井，在降雨和排水期间造成部分土地和沙子损失，改变该区域原始土壤的结构。

3基坑监测数据分析与评价

3.1周边环境监测数据分析与评价

为观测基坑施工对周边环境的影响，本工程对周边重要管线、周边地表及周边建筑物布置监测点，进行垂直位移监测。通过对环境监测得出如下结论：1）基坑施工对周边地下管线和周边道路的影响较大，坑外最大沉降接近100mm。一方面是基坑开挖过程中产生了较大的侧向位移，引起地表沉降；另一方面是采用悬挂式降水，对基坑外的承压水水位影响较大，引起坑外沉降。地下管线与周边道路沉降规律较为一致，地表总沉降量比地下管线总沉降量大。主要原因是两者均为天然地基，基坑施工过程中，基坑周边土体易受围护体变形和降水影响而发生沉降，而埋藏于土体的地下管线也会随着土体沉降且存在时间滞后性；管线底部一般铺设经过压实的垫层，故总沉降量相比道路较小。2）第一阶段基坑围护施工对周边管线影响不明显，仅在高压旋喷加固、地下连续墙接缝注浆加固期间，局部有小幅的隆起；随着第二阶段的推进，周边管线变形逐渐变大，而后变形速率逐步放缓。3）配电房与基坑距离接近。前者采用桩基，沉降主要是桩端土引起，桩端位于基坑开挖面以下，持力层未受到扰动，故变形受基坑施工影响较小；后者采用天然地基，基础埋深较浅，主要压缩层均处于基坑开挖深度范围内，变形受基坑施工影响较大，同时靠近基坑的2个测点F32与F35的沉降明显大于其他测点，出现向基坑倾斜的现象。

3.2坑外潜水位和承压水水位监测数据分析与评价

地下水对基坑工程影响重大，对基坑工程中地下水的监测是必要的。本工程布置了多个潜水水位观测孔和承压水水位观测孔，通过监测数据得出结论：1）基坑施工期间，局部出现了渗漏水现象。潜水水位出现明显降低，漏水点封堵后，坑外潜水水位逐渐回升。通过坑外潜水位监测可以及时地发现险情，有效地指导施工，避免发生重大事故。2）随着基坑土方开挖工程的推进，本基坑工程采取按需降承压水的措施。该阶段坑外承压水水头经历一个先下降后回升的过程，承压水停止降水后，坑外承压水水位逐步恢复。由于采用悬挂式降水，围护结构未隔断承压含水层，基坑降水运行后，坑外承压水水位明显降低，最大降深达到20m，与坑内降水基本相对，所以围护结构发生渗漏的可能性很高。坑外承压水位降低明显是导致基坑周边产生较大沉降的重要原因之一。降水结束后，坑外承压水位逐渐恢复。

结束语

1）基坑开挖将对周边环境产生一定的影响，其对天然地基的影响要明显大于桩基础。2）基坑周边沉降是由于基坑降水引起的坑外水位降低，导致土体有效应力增加产生的沉降。3）采用悬挂式降水方式时，承压水无法完全隔断，基坑降水对周边环境将产生明显的影响。当周边环境条件控制严格时，可考虑进行坑外回灌以减小影响。

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