基坑降水带来的环境问题

如题所述

在水位较高的地区进行基坑开挖时,必须采取坑内排水或降低地下水位的措施以获得干燥的施工工作空间。如采用坑外降水会使大范围的地下水位下降;或在坑内降水而围护结构不具有止水的功能,或止水功能失效,也会引起坑外地下水位下降;基坑的开挖深度越深,地下水位下降越多,影响的范围也就越大,当基坑降水不当时,常对邻近建筑物带来不良影响,甚至造成基坑坍塌,地面沉降等事故,在这方面有许多工程实例,见表2.1(蒋建平,2004)。

表2.1 基坑降水对邻近建筑物的不良影响

当采用坑内降水方案而止水帷幕能有效工作时,坑外的地下水位不会明显下降,环境影响小,一般对相邻建(构)筑物不会构成威胁。

基坑工程带来的主要环境问题中,大部分和地下水控制有关,而经常由基坑降水引发的环境问题主要有以下三种:

(1)地面沉降

基坑开挖过程中,由于基坑降水造成了基坑周围地面的沉降,导致邻近建筑物的破坏,抽降土层中上下透水层的潜水或下部的承压水引起软弱土层固结下沉。深基坑降水时常会带出很多土粒,同时使软弱土层产生固结下降,加上基坑挖土,将引起基坑周围一定范围和不同程度的工程环境变化。若处理不当,严重者将对在基坑附近建筑产生位移、沉降和破坏,其中最普遍的是地面建筑和地下建筑(地下室、地下贮水池和地下停车场等)的沉降变形、水平位移和倾斜,道路及各种地下竹沟的开裂和错位,以及边坡失稳等。

(2)建筑物基础的差异沉降

基坑降水,地下水位下降,使土体失水固结下沉,桩侧土体对桩产生向下的负摩阻力,负摩阻力对桩产生下拉荷载。水力坡降一侧的基础桩的摩阻力大大减少,因此,该侧基础桩比另侧基础桩产生较大沉降,建筑物向该侧倾斜。

(3)挡土结构失稳及管涌、流砂

在高水位地区,由于土质软弱,水压力高,桩墙入土深度浅,被动区土质未加固等原因,基坑降水过程中底部土体易发生管涌、流砂或大面积隆起,同时挡土结构失稳,对于发生在挡土结构上的事故,也可能是由于挡土结构未设止水帷幕或虽设置止水帷幕,但挡土结构或止水帷幕存在蚀损,当坑内降水开挖后在地下水作用下,水携带淤泥质土、松砂黏土细粒土从基坑以上的挡土结构的背部流入基坑内,如情况严重时,造成坑周地面或路面下陷和周围建筑物沉降倾斜、地下管线断裂等事故。另一种情况是,基坑以下的挡土结构或止水帷幕存在蚀损(空洞、蜂窝、开裂等)而漏水造成水及粉细砂流出(潜蚀及管涌),造成环境事故的后果同上述一样严重。

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