深基坑降水对周围建筑物沉降的相关影响王威

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年第3卷8期   作者:王威
[导读] 近些年来,随着我国城市化的快速发展
        摘要:近些年来,随着我国城市化的快速发展,土地资源紧张与工程建设需求矛盾日益突出,在此背景下,高层、超高层建筑工程数量不断增加,深基坑施工成为工程建设的重要内容。但是,深基坑降水会导致基坑周边土体性质发生极大变化,引起土体沉降、不均匀沉降等,因此,研究深基坑降水对周围建筑物沉降的相关影响,在施工中有效控制沉降,对于保证深基坑施工安全有着重要意义。
        关键词:深基坑降水;建筑物沉降;影响
        1 引言
        在基坑开挖的过程中,必然会影响到周边土地,致使土地稳定性与形状出现变化,继而干扰到基坑施工稳定性,为了保障工程施工质量,必须要对科学的设计基坑支护,为了保障设计效果,必须要详细收集沉降数据,为设计工作的开展提供准确的预测。根据本组研究结果可以得出,影响基坑稳定性的因素是多种多样的,而时间因素、压密注浆、距基坑距离、支护桩的布置都会影响基坑建筑的沉降,在支护过程中,必须要把握好各种影响因素,这样才能够有效提升支护效果。
        2 建筑深基坑开挖对邻近建筑物的影响理论
        一般情况下,建筑深基坑开挖若受地下水影响(根据工程所在区域水文地质情况判定)时,为固结土体,提升开挖边坡稳定性,大多工程会以井点降水的方式降低地下水位。基于降水过程的分析,其所形成的漏斗效应会使降水区域发生一定程度的地面沉降与变形,当有建筑物存于降水区域时,则在地面不均匀沉降影响下极有可能使其发生倾斜、开裂甚至坍塌现象。
        从变形机理角度分析,地下降水对邻近建筑的影响可大致归纳为下述3个方面:
        (1)当建筑地基处地下水位下降时,位于水位之上的软弱土层便会出现压缩固结现象,进而导致坐落于其上的建筑发生沉降病害。
        (2)从本质上讲,地下水位降低为一个排水过程,该过程土体会因赋存于其内的孔隙水排除而出现固结现象,进而使其发生变形,与此同时又因排水作用会带走土体中的细小微粒,致使周围土层因流失现象而发生变形与沉降。土体的沉降对应于水位的降低,当地下水位降低到一定程度时,土体变形便会增大,地面沉降随之明显,如此便会造成地上建筑发生倾斜、开裂甚至坍塌现象。
        (3)在降水作用下,基坑内外会因土体水位的不同会形成一定的水头差,此时便会产生一定动水压力,而土体在该压力作用下便会发生流失现象,从而致使土体因松动与结构破坏而出现变形和沉降,最终导致建筑基础发生侧移变形或不均匀沉降,使其整体结构侧移或开裂。
        3 减小深基坑降水对周围建筑物沉降措施
        3.1 桩基施工
        如必须采取挤土桩,施工中可采取以下措施减少对周边建筑、管线的影响:合理安排沉桩顺序。施工时可采用背向周边既有建筑物方向进行打桩;在土质较硬地区打桩,宜采取先中间后四周的打桩顺序。②控制沉桩速率。在较短时间内连续打入大量桩,孔隙水压力将巨增,挤土和振动效应显著,应控制沉桩速率和每天沉桩数量。设置防振沟。沿沉桩区域四周设置防振沟,一般宽度应大于60cm,深度应在被保护建筑物基础深度的两倍以上,长度应大于保护目标沿道路方向的长度。防振沟内最好不填充物体而保持空气层。④采用钻孔砂桩。砂粧作为应力释放孔,桩内填以砂子,可有效减少水平振动波的能量。


        3.2 排除地下富水层
        基坑施工要排除地下富水层的影响,基本上可以有直接排水和局部渗水两种方案,直接排水就是先将基坑周围的地下水位降低到基坑以下一定深度,然后再进行基坑施工,地下水位深度要视情况而定,如果是软土质地层,就要尽量深一些,否则,地下水长期浸泡基坑底部,时间一长基坑就可能出现变形,影响施工质量;局部渗水是在基坑比较大的情况下,地下水的分布情况不同,我们要根据基坑的施工规划在不同的部位采取不同的渗水方案,总体上保持基坑底部平整和坑壁的稳固以及底部的干燥,保证作业人员和机器不受影响。两种方法相比较,直接排水法工程量可能比较大,但作业难度比较小,成本也比较低,效果比较显著,但只适用于基坑底部地下水分布情况比较均匀的情况;局部滲水法首先要对基坑底部地下水的详细分布情况进行了解,画出分布图,然后根据基坑施工方案,釆取局部控制渗水,优势在于可以随时根据基坑需要调节不同方位的渗水速度,这对于大型基坑来说是一种非常理想的方案,但是这种方案随之而来的是成本过高,而且受其它因素干扰比较明显。总的来说,不同的降水方案都有各自的最佳适用场合,关键是看我们具体施工所面临的实际环境,根据不同环境采取不同的降水方案,保证工程质量。
        3.3 加强监测
        必须对基坑的沉降及位移进行严密监测,这是保证地下工程施工安全的重要措施。应在深基坑的周边区域布置多个水平位移观测点、沉降观测点和地下水位观测井,根据施工进度,确定各项监测的间隔时间与频次,若现场的气候环境、场地条件发生改变,则加大监测密度。新建工程在开工前宜对周边可能受影响的既有建筑进行房屋安全保全鉴定,保全施工前既有建筑房屋安全现状,明确施工影响责任,以免后续纠纷不断,影响社会稳定。在施工工程中对既有建筑沉降、倾斜、裂缝等项目进行过程监测,受影响建筑一旦出现裂缝、沉降或倾斜等现象,应暂停施工,由具有相关资质的房屋安全鉴定机构进行房屋安全鉴定,并提出解危建议或处理意见,及时组织处理,以确保受影响建筑安全。(1)在建筑区内,进行基础打桩及降水施工,都会对周围建筑物产生程度不同的影响。存在着上升和下降过程,上升过程对应的是基础工程的打桩阶段,下降过程对应的是基坑的降水阶段。说明打桩使地基土体挤密,周围建筑物隆起;降水使地基土体固结,周围建筑物沉降。其隆起、沉降的过程符合正态分布函数的变化规律。(2)工地周围建筑物的水平位移与竖向位移是基本同步的。当竖向位移达到最大时,水平位移也基本达到最大。建筑物隆起时,水平位移背离工地,建筑物沉降时,水平位移指向工地,其变化规律也接近于正态分布函数。由于打桩及降水对周围建筑物的竖向位移、水平位移作用是相反的,因此,可以通过调整打桩及降水的施工程序、施工节拍来减少和控制对周围建筑物的变形和影响。将严重危及别墅安全。经设计、勘察、建设和施工单位共同磋商,决定提前对基坑中心井点进行抽水。实践证明,所采取的调整施工程序、施工进度的措施是行之有效的。
        4 结语
        在深基坑的开挖过程中,通常会伴随有降水,原有土地的平衡除了会受到基坑开挖作用外,还会受到水渗流场变化的影响,发生土体变形,也就是基坑周围地表的沉降,在周边存在建筑物时,还要考虑建筑物本身因素,最终结果为周围建筑物沉降。本文就分析了深基坑降水对周围建筑物沉降的相关影响,为深基坑开挖中周围建筑物沉降控制提供参考,确保深基坑施工的安全。
        参考文献:
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        [3]宋钇宏,孙鑫,缪易辰,等.某深基坑临近建筑及地表沉降监测分析[J].四川建材,2017,43(10):56-56.
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