论地铁深基坑降水开挖对周边环境的影响及对策

付国茂

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

论地铁深基坑降水开挖对周边环境的影响及对策

付国茂

(山西省交通科学研究院，山西 太原 030006)

分析了基坑降水开挖对周边环境的影响并提出相应对策，为今后的太原地铁建设具有一定的借鉴意义。

地铁车站；深基坑；降水；环境影响；沉降

1 工程概况及周边建筑物情况

车站总长220 m，标准段宽23.2 m，总高15.22 m，结构底板埋深约20.52 m。小里程盾构端头段宽度28.6 m，总高16.27 m，底板埋深约20.77 m；大里程盾构端头宽度28.6 m，总高16.27 m，底板埋深约21.77 m。基坑采用地连墙+钢支撑作为围护方式，基坑内降水采用管井降水。

基坑周边房屋以6层砖砌结构住宅楼为主，两侧主要分布商铺及民房，周边建筑物多为20世纪70年代末80 年代初修建，年代较久远。东南角有1 层砖木混合结构的古寺，属于国家一级保护文物，距离车站主体基坑地连墙最小净距23.2 m，保护难度较大。其余建筑物中包括酒店、商厦及民房，结构形式为6～8层砖混结构，房屋外墙距离车站主体基坑净距7.8～16.9 m 之间。周边房屋与基坑平面布置图见图1。

图1 基坑周边建筑物平面图

2 工程地质、水文情况

拟建车站属汾河东岸一级阶地，距汾河约2.0 km，地势平坦，地面标高约784.34～785.27 m。地层分布较为稳定，从上至下为第四系人工填土、第四系全新统冲洪积、第四系上更新统冲洪积，共分为14层：<1-1>杂填土：结构松散，疏密程度不一，该层土均匀性差，强度较低。<2-3-1>黏质粉土：以稍密为主，局部松散。<2-2-1>粉质黏土：软塑，灵敏度高。<2-3-3>黏质粉土：稍密-中密状。<2-2>粉质黏土：以可塑为主，局部可见软塑。<2-4>粉细砂：饱和，以中密为主，局部稍密。<2-5>中砂：饱和，以中密为主，局部密实。<2-6>粗砂：以密实为主，局部中密，饱和。<2-8>圆砾土：密实状。

地下水为第四系松散层孔隙潜水，埋深2.52～5.5 m，储存在<2-4>粉细砂、<2-5>中砂、<2-6>粗砂和<2-8>圆砾土中，层厚为18～23 m，透水性强，富水性好，受大气降水和河流侧向补给。

3 影响建筑物变形及地基土沉降的因素分析

(1)两侧旧居民楼多，多为砖混结构，条形浅基础，距基坑又非常近(距基坑7.8～16.9 m)，基坑降水引起的地面沉降对周边建筑影响明显。东南角距基坑23.2 m处存在一处古寺，为国家一级保护文物，保护难度较大。

(2)地质条件复杂，地层种类较多，力学性质较差(杂填土及软塑粉质黏土)，且地层不连续，相互交叉。水位下降后容易产生不均匀沉降，对建筑物破坏较大。

(3)悬挂式止水帷幕地连墙底端落在厚层的中砂层中，且基底以下同样为粉细砂、中砂及圆砾，该层渗透系数大，水力补给速度快，降水形成的水力漏斗涉及面积大，容易对周边建筑造成严重影响。

(4)抽取地下水时，土体细颗粒被滞流带走或移动，引起地基土沉降。

(5)降水井的真空作用。即在降水井管周围一定范围内形成真空，沿基坑方向造成了一道真空影响帷幕(即低于大气压力面)，从而使土颗粒向负压力方向移动，并达到某种程度的挤密状态，导致地基土的沉降。

(6)地连墙接缝处的渗漏引起水和泥砂流失导致周边土体沉降。

(7)基坑下部弱承压水的突涌造成安全事故和地表沉降。

(8)开挖基坑后围护结构的变形导致周边土体沉降。

(9)基坑施工空间狭小，机具静、动荷载加大周边土体的沉降。

4 采取对策及措施

(1)应充分估计降水可能引起的不良影响。在降水设计中，要充分估计可能引起的不良影响，考虑周密，做好预案，防患于未然。降水过程中，要有周密可靠的监测，制定防范措施，发现问题及时处理。

(2)基坑降水应采取“分层、按需降水，动态调整”的降水原则。合理选择控制降水水位，降水深度以满足施工需要即降至工作面以下0.5 m为限，尽量减少抽水量。

(3)合理使用井点降水可减少对周围环境的影响。

(4)可坑内井点降水与坑外回灌相结合。在基坑外需要保护的建筑物(构筑物)附近一侧埋设回灌井，采用人工回灌水的办法注水入地下，使原建筑物地下的水位不至因井点降水而降低。回灌系统应做到及时回灌且不得超灌。

(5)设置有效的止水帷幕。当悬挂式止水帷幕存在降水困难时，可在开挖边线外加设置一圈垂直防渗帷幕，把降水对周围的影响减小到满足要求的范围。

(6)缩短降水时间。对于软弱地基土而言，降水、基坑外露时间越久，对临近建筑物影响越大。因此，减少降水时间能有效的降低对邻近建筑物影响。

(7)对于地连墙接口进行开挖过程检查，如果发现渗漏水，及时处理，如果渗水严重，则在地连墙背后旋喷桩封堵加固。

(8)防范基坑底部弱承压水的突涌。开挖到2～4层粉细砂时容易引起涌水涌砂，造成安全事故和地表沉降。降水井管应伸到粉质黏土层下面含水砂层中，以降低砂层中承压水头，而使坑底达到稳定。

(9)必要时在重点保护建筑物(如古寺)和基坑之间施工一道止水帷幕，避免该建筑物结构受到降水影响。

(10)减少基坑周围的静、动荷载影响。在降水井附近，地下水降低最深，降水引起的土体变形最大。一般降水井布置在基坑周围，如果在基坑边坡附近范围又施加静、动荷载，将加剧基坑边坡的变形。

(11)防范雨水漫灌，雨季施工基坑应做好防洪围挡及排水沟。

(12)严格按照“分层、分区、分块”的挖土原则，开挖后及时支护，减少暴露时间。

(13)采取必要监测手段，做到信息化施工，使基坑围护结构的位移和变形处于受控状态。同时，在周边建筑物前后布置监测点，并做到定时巡查，信息反馈要准确及时。

5 结 语

综上所述，基坑降水是一项复杂的系统工程，对周边环境影响较大。在地铁车站基坑降水开挖施工中，相关工作者一定要根据具体的工程地质、水文地质等工程实际条件，科学合理设计降水方案，并做好详细的预警预案，对各种可能发生的情况有充分的预见性和周密思考，要充分估计到降水施工可能对周边环境造成影响及准备相关的应对措施，并在施工中灵活运用多种措施加以控制，力争将周边建筑的沉降控制在最小范围内，确保工程的顺利进行。

[1] 陈仲明，王晖，姚吉荣.地铁车站深基坑降水施工技术[J].北京：城市建设理论研究，2013，(7):37-39.

[2] 雷振华.深基坑工程降水技术浅析[J].隧道建设：2006，(4):23-26.

[3] 樊晓煜.地铁深基坑降水方案确定及降水控制措施[J].北京：城市建设理论研究，2013，(6):41-43

Adissertationinfluenceofdeepfoundationpitdewateringonsurroundingenvironmentofmetroandcountermeasures

FU Guo-mao

(Shanxi Provincial Communications Science Research Institute, Taiyuan，Shanxi 030006,China)

In this paper, through the Taiyuan metro project example, The influence of excavation on the surrounding buildings is analyzed and the corresponding countermeasures are put forward, which is of great significance for the future construction of Taiyuan metro.

metro station; deep foundation pit; surroundings; settlement

2017-02-16

付国茂(1984-)，男，江西抚州人，工程师，主要从事交通工程勘察工作。

U442

：C

：1008-3383(2017)07-0170-02