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摘要：随着城市地下空间开发和高层建筑的建设，深基坑工程逐渐增多，且其规模和深度也在不断增加，由此引起的环境效应问题也日益增多：如基坑开挖引起的周围地表沉陷，对邻近建筑物及地下设施带来的不利影响，造成邻近建筑物的开裂、倾斜及周边道路和地下管线的开裂等。本文分析了深基坑开挖工程对周边环境的影响，对基坑工程的设计、施工具有一定的指导意义。
关键词：深基坑开挖；环境工程；地质问题
前言
近十多年来，随着我国城市建设的迅猛发展，各类用途的地下空间已在各大中城市中陆续得到开发利用，基坑工程日益增多。随着基坑越来越深，周围建筑物越来越近，导致周围环境对基坑施工的要求也越来越高。因此，深基坑开挖不仅要保证相邻建筑物的安全，而且还要保证城市地下排水管道、电缆、煤气管道的安全及附近道路的正常运行。
1深基坑工程特点及现状
1.1基坑越挖越深
或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在地下3～4层已很寻常，5～6层也有，因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。
1.2深基坑工程区域性强
如软粘土地基、砂土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的围护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。
1.3基坑周围环境复杂
高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
1.4基坑围护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。
2深基坑开挖过程水文地质影响因素分析
2.1工程地质条件的影响
工程地质条件深基坑设计和施工的基本条件，不同的工程地质条件不但对深基坑的开挖支护类型起着直接的决定作用，而且对深基坑的边坡位移、地面沉降等产生重大影响。在软土地区进行深基坑施工时，基本上都要对基坑边坡进行基坑支护，在非软土地区，当基坑开挖深度大于3m时，亦应进行边坡支护。如在经济发达的沿海地区，约有20%的深基坑施工时都或多或少地存在安全隐患；而在西北黄土地区，当地基没有遭受水浸泡的情况下，由于黄土具有很高的C、Φ值，一般不会出现问题，而一旦遇水，黄土的湿陷性则表现出来，其强度亦会显著降低，极易导致深基坑边坡失稳和地面沉陷，并对附近建筑物产生影响。当有条件时，应首选放坡开挖，如施工场地无放坡条件，则必须进行边坡加固或支护。
2.2水文地质条件的影响
地下水对深基坑的影响主要表现在以下两方面：其一是对深基坑边坡土体的浸泡，这将直接地降低基坑边坡土体的强度（C、Φ），使深基坑的坑壁更容易发生坍塌；其二是深基坑坑壁在侧向土压力、静水压力和地下渗流引起的动水压力的共同作用下，土体细颗粒（粉土、粉砂等）随着地下潜流流失，进而引发地面或基坑壁变形乃至坍塌。这两方面因素相互作用和影响，对深基坑及周边的土体的温度造成很大的影响。
2.3基坑支护体系的影响
当深基坑开挖的场地比较宽阔，有条件进行放坡开挖时，坡面能否得到有效保护、地表水流对深基坑坡面的冲刷以及是否能够保证深基坑周围土体不被浸泡等都对深基坑的开挖造成直接影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对需要进行支护的深基坑如何合理的选择支护体系、如何科学准确的进行侧向土压力和边坡稳定性计算、施工过程中如何科学施工，如何才能达到深基坑工程质量标准等，在不同的施工阶段均影响着深基坑的稳定。但为了最大限度地保证深基坑的开挖安全，经常对深基坑采用某一种或两种支护措施，在选择支护类型时，既要做到技术上可行，同时亦应考虑经济上的合理性，因此对深基坑开挖的方案必须进行优化设计。
2.4周边建筑物及地下管线的影响
对周边建筑物的影响也是深基坑开挖过程中不容忽视的一个问题，因此在进行深基坑设计时，首先应查明周边建筑物的类型、基础类型以及周围地下管线的分布情况，深基坑开挖对周边环境或多或少均会产生一定的影响。在一些二十世纪八十年代建设的浅基础建筑中，多采用砖混结构，一旦因深基坑开挖造成地面水平位移或沉降，就有可能导致这些建筑物发生开裂、坍塌，甚至倾倒；如果深基坑周边建筑物为桩基础或深基础的混凝土结构，若基础深度大于基坑开挖深度，则深基坑开挖基本上不会对其产生影响。此外，工程施工材料的堆载、工程施工机械的震动等都有可能影响到深基坑边坡的安全和稳定。
3预测与治理
针对上述基坑环境工程地质问题影响因素分析，其预防治理措施主要包括：
3.1施工前应详细调研周围环境的地层、水文地质条件及建筑物类型、分布状况，为设计开挖、支护提供依据及注意事项。
3.2合理的土压力计算模型及开挖、支护类型的选择是预防深基坑环境工程地质问题的关键。因土压力计算、围护结构内力计算在各地区规范（指南）中有所不同，设计者对土质条件的认识程度及决策中个人意识局限性的影响，以及计算中对精度考虑的不同，常造成设计中存在隐患。为此，软土地区城市深基坑开挖工程常由专家编制地区施工指南，且规定必须由专家组审议。例如，上海地区超过7m、武汉地区超过6m的基坑设计，必须经过专家组审查通过后，方可施工。这些措施在实践中客观上证明，可有效地防止灾害发生。
目前，有限单元法、块体模型计算及其他数值法，可直接通过计算机仿真研究土体-支护体系相互作用及二者的变形，为灾害的防治提供了科学、直观的分析手段。
3.3放坡开挖中采用坡面保护措施及实施边坡土壤加固，主要有在坡面抹1 ～ 2cm厚的水泥砂浆，或在坡面上覆盖一层塑料薄膜等；对周围土体用旋喷法、分层注浆法、深层搅拌法或其他化学方法进行加固。
3.4井点降水中设置隔水帷幕及实施外围回灌，尽可能避免对环境造成危害。在开挖边线外围设置隔水帷幕，可将降水对周围的影响缩减到最小程度。隔水帷幕的类型应根据土质条件来确定。为达到地下水的动态平衡，将降水影响范围缩小，减小周边地面建筑、地下构筑物及管线等因沉降量过大或不均匀沉降造成危害，可在保护区实施回灌井保护措施，尽量将外围地下水维护在原来水平。
3.5建立基坑开挖监测系统，为预防灾害及信息，施工提供基础数据。监测的内容包括支护变形监测、深基坑周边地面形变监测、周边建筑物变形监测及地下水位动态监测等。所提供的数据不但能准确地反映灾害的发展程度，为治理提出预警，且为位移反分析、信息化施工等提供第一手资料。
结束语
总之，进行合理的支护设计是必不可少的，最初的深基坑开挖有的没有进行必要的支护设计，或边开挖边设计，结果有的酿成重大事故。此外基坑施工期间强调信息化施工，即施工过程中随时监测，发现问题及时反馈，重新修改或补充设计，从而进一步指导施工。
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论文作者:李明
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/7/1
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