深基坑开挖引起的不良环境问题及防治对策_1

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1、深基坑开挖引起的不良环境问题及防治对策　　导读：深基坑开挖引起的不良环境问题越来越受到人们的重视。流砂、管涌、基坑突涌一旦发生，经常因处理不当造成基坑围护结构失效，整体性失稳，基坑坍塌，造成基坑周围大面积的地面沉降，引起周围建筑物开裂，倾斜，甚至倒塌，地下管线断裂，造成巨大的损失。　　关键词：深基坑开挖，环境问题，地面沉降，防治措施　　　　　　0.引言　　随着城市建设的发展，高层建筑物、地下商场、地下通道等工程大量兴建，与之相应的基坑工程也越来越多，开挖深度也越来越大。深基坑开挖引起的不良环境问题越来越受到人们的重视。基坑开挖一旦出现问题往往导致地面沉陷，楼房倾斜、开裂、甚至倒塌，地

2、下输水管线断裂等问题，造成极大的损失。文章对基坑开挖带来的不良环境效应，以及预防其发生的途径和措施进行了分析，以期对工程实践具有一定的指导、借鉴作用。　　　　1.基坑开挖过程中的不良环境问题　　地下水渗透破坏　　由于基坑的开挖，使基坑侧壁和底面的土体处于临空状态，地下水在静水压力和承压水压力的作用下，向基坑内渗透，地下水渗透途径的改变破环了土体原有的平衡状态。如果基坑开挖过程中，降水措施不合理，支挡结构和止水帷幕没有起到应有的作用，将导致坑内发生严重的渗透破环。　　流砂　　地下水在渗流过程中会受到土颗粒的阻挡，而土颗粒必然受到渗流水的反作用力，那么对于单位体积内土颗粒所受到的渗流作用

3、力称为动水压力，以j表示。当基坑以下的土为疏松的砂土层且渗流水的动水力坡度大于砂土层的极限动水力坡度时，砂粒会处于悬浮状态，在渗透力的作用下，细砂会向上大量涌出，形成流砂。　　管涌　　向基坑渗透的水流作用很强时，土中的细颗粒被冲走，土中的孔隙不断扩大，使水流渗流速度也不断增加，继而使较粗的颗粒也相继被水流带走，这样会逐渐形成的管状渗流通道，造成土体塌陷，即管涌。另外当土中含有的可溶盐或胶结物被水流溶蚀时，土的结构变松，孔隙度增加，水流的渗透力加强，加剧管涌形成。　　基坑突涌　　如果基坑坑底以下存在承压水，随着基坑开挖的进行基坑底部隔水层的厚度减小，导致承压水的水头压力大于上部隔水层的

4、自重应力，承压水的水头压力会冲破基坑底板，造成大量涌砂。所以当基坑开挖到一定深度时，应确定承压水头不会冲破基坑地板时，再进行基坑的开挖，防止突涌的发生。　　流砂、管涌、基坑突涌一旦发生，经常因处理不当造成基坑围护结构失效，整体性失稳，基坑坍塌，造成基坑周围大面积的地面沉降，引起周围建筑物开裂，倾斜，甚至倒塌，地下管线断裂，造成巨大的损失。　　止水帷幕渗漏水　　深基坑中，一般都需要设置闭合的止水帷幕(水平向止水帷幕和竖向止水帷幕)。但由于基坑止水帷幕本身存在缺陷，如深搅桩搭接不严、地下连续墙接缝不吻合，以及由于场地的水文工程地质条件不好，或由于基坑开挖深度大，周围的动水压力和土压力相对

5、增长，使得挡土结构产生较大位移，从而带动止水帷幕的挠曲或侧移，加之止水帷幕大多为刚性结构，抵抗变形的能力较弱，直挠曲和侧移时易开裂，使得在地下水压力作用下止水帷幕产生渗漏水。　　止水帷幕出现渗漏时，往往来势猛又突然地大量漏水漏砂，导致边坡失稳、坍塌、倒桩及附近建筑物、路面急剧沉陷等。　　降低地下水位引起地面沉降　　基坑开挖过程中绝大多数情况都需要进行人工降低地下水位，一方面为了保证基坑在干燥的环境下进行，为机械化进场施工提供良好条件，另一方面为了防止孔内流砂、管涌、突涌，边坡失稳等事故的发生。有效应力原理可知：由于基坑不断抽水，土层中的孔隙水压力不断消散，在总应力不变的情况下，消散的

6、孔隙水压力转变为有效应力，土层在增加的有效应力作用下引起新的固结压缩变形，在地面上则产生了沉降和水平位移。如果降水方案设计不合理，致使降水漏斗半径过大或地下水过度抽取，将造成基坑周围大面积范围内发生较为严重的沉降。　　支挡结构失效引起基坑塌陷，地面沉降　　随着基坑开挖深度的增加，基坑内外的土面高差不断增大，将使围护墙外侧土体产生剪切应变，增加其向基坑的滑动趋势与动能，支挡结构所受的被动土压力不断增大，支挡结构会发生不同程度的变形和侧向位移。支挡结构入土深度不大及支挡结构本身的刚度不足，将使支挡结构抵抗被动土压力的能力差，产生较大的侧向位移或在应力集中的部位发生断裂，导致周围土体失稳，

7、向坑内坍塌，基坑开挖失败，地面产生较为严重的沉陷。基坑开挖引起坑外地层移动的影响范围，一般认为是开挖深度的倍。实际工程中，当土质较差而支挡入土深度不大时，支挡结构侧向变形较大，与坑外最大变形相近，最大地表沉降发生在坑边，随距坑边距离的增大而减小。当坑底土层较好或墙体入土深度较大时，支挡结构的侧向变形较小，此时最大地表沉降常发生在距坑边外一定距离，其大小为支挡结构最大侧向位移的倍。　　基坑坑底变形和隆起　　基坑开挖过程中，由于基坑底面以上的土体挖出，基底垂直