深基坑降水和地面沉降控制探究

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1、深基坑降水和地面沉降控制探究　　【摘要】随着国家可持续性资源的不断利用，地下空间慢慢被开发，深基坑降水逐渐被采用和发展起来。深基坑降水的作用巨大，但同样会造成一定范围的地面沉降，甚至会导致附近的建筑物或构筑物产生破坏。本文主要研究基坑降水引起地面沉降的机理和因素，分析导致沉降产生的原因，从而研究深基坑降水与地面沉降的控制与解决措施，以期为其他同类的问题提供参考和帮助。【关键词】深基坑降水，地面沉降，控制研究中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：一.前言随着城市建设的逐渐发展起来，为了提高土地利用率，节省土地资源，帮助缓解城市的人口压力，改善城

2、市居民的生活环境，人们极大地开发利用起城市地下空间，而使地下工程建设的数量和规模快速增长。因此，深基坑降水成为建筑工程施工中重要的一个环节，但随之出现的问题也需要引起人们的重视和思考，其中地面沉降是较为重要的一个问题，如何减少人为降低水位引起的地面沉降和对建筑物造成的破坏，将在下文中进一步探讨和研究。二.基坑降水引起地面沉降的机理和因素1.地面沉降机理7地面沉降由两部分组成：一是含水层的压缩变形。由于含水层中砂粒自身强度较高，加之颗粒周围存在带压的水，当水位降深较小时，砂粒之间的位置难以得到调整，宏观上表现出的压缩量极小，且很快趋于稳定；二是上部粘性土层

3、的释水压密，符合太沙基一维固结理论。在降水期间，由于抽水时间有限，在这段时间内，粘性土的固结度一般在0.2左右，释水压密的压缩模量一般在1.0～1.6cm之间。在降水过程中，因排水会使承压含水层的孔隙水压力降低，在总应力不变的条件下，根据有效应力原理，减小的孔隙水压力会转换成有效应力增量，也就是这个有效应力增量使含水层压密。随着降水过程的延续，承压含水层的压密逐渐稳定，随之，上部隔水层开始释水压密。由于粘性土层的渗透系数和固结系数极低，释水压密遵从渗透固结规律缓缓发展。即使水位恢复到原有状态，这种现象仍将滞后一段时间才逐渐停止。2.地面沉降的主要因素7一

4、个含水层的水位下降后，原水位以下土层有效应力增加、土层厚度、土层的压缩模量是导致地面沉降的主要因素。沉降计算公式：S=△d*h/E。其中△d(有效应力增量)是水位下降值△H引起的，是致沉的动力，h和E指土层厚度和土层的压缩模量，它们是致沉的关键。含水层的致沉作用是各个含水层的独立行为，在基坑开挖工程中采取降水措施，若降低一个含水层的水位就能达到目的时，就不要触动另一个含水层，这样就可以减少地面沉降量。3.地面沉降的施工因素基坑周边地面沉降与土方开挖过程中护坡结构的位移有着直接的明显的关系。基坑降水时，出水含砂量的多少也明显涉及到地面沉降量的大小。因降水井

5、出砂(潜蚀作用)，导致地面不均匀沉降甚至坍塌的例子屡见不鲜。三.实例研究深基坑降水与地面沉降1.工程概况拟建场地占地面积152.6×110.1，占地面积l10.1x85，拟建地下三层，地下室埋深18.0m，地上主楼五十层。周边环境有多层民房，地质情况如下表：2.降水沉降分析（一）基坑抽水产生的沉降计算公式①（二）基本公式分析推导总和号以内(式右)表示抽水时每层土的沉降量，可用si表示，算出后累加总和为全部沉降量，总和号以外(式左)是个当地经验系数(也叫专家调整系数)，合起来就叫基坑降水沉降量。从上面公式可以推出：其中，=第i层土抽水计算沉降量(即总和号以

6、内算式)；=降水应力=(kPa)；=水重()；7=计算点至初水位距离(m)；=第i层土的厚度（m)；=第i层土压缩模量(kPa)；经验系数，可按GB50007，根据不同土层取值范围0.5～1.1。（三）代入计算根据昆钢工程概况代入数据：第i=①层土计算式；；=根据地勘报告，第①层填土厚度2.5m；=考虑雨季影响，初始水位为定为lm，本层计算点取值2.5—1=1.5m；=根据地勘报告，第①层取值3.5*10(kPa)。代入得2.45*1.5*2.5/3500=0.0026m。按此类推，计算降水总深度到电梯井底标高，各层计算结果如下表（四）计算结果分析对比（

7、1）土层越深，水头越大，沉降越大。（2）压缩模量越大，沉降量越小。（3）淤泥质沉降量大，园砾沉降量小。四.深基坑降水中的地面沉降控制7要控制地面沉降，首先要注意基坑开挖，做好基坑边坡的稳定支护，这是控制地面沉降的一个关键因素，同时还需采取一些地面沉降控制措施，进一步控制地面沉降。1.注意基坑开挖和边坡的稳定支护（一）基坑开挖必须分段、分层、分区、对称进行。当基坑边坡采用挂网喷射锚杆混凝土进行支护时，靠近机务整备线一侧，局部地方由于整备线距新建建筑物的距离过近，无法满足放坡要求，需采用桩板墙进行加固。基坑开挖时，须边开挖边支护，避免边坡过度暴露，确保边坡稳

8、定。（二）土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，开挖第一层土时每一段的开挖长度