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摘要：地面沉降的灾害在我国一直存在，建筑工程开发规模较大的地下空间期间，深基坑施工中浅层地下水抽水会引发土层压缩变形，这是导致地面沉降最为关键的因素，如果不加以注意会加速地面沉降。本文进一步分析了深基坑降水施工对地表沉降影响，以供同仁参考借鉴。
关键词：深基坑；降水施工；地表沉降；影响
一、基坑降水引起的沉降原理
1.1降水引起沉降
基坑降水直接引起地下水位下降，降低图层内的水分含量以及浮托力，使基坑土体固结与压缩更为容易，这样一来地面上建筑物便会由于土体压缩而产生不均匀沉降。降水期间土体受应力作用影响出现压密变形，导致这一现象另外一个关键性原因在于土体骨架弹性性质，土体有效应力不断变化，土体线性发生改变。土体有效应力发生变化，主要影响因素是土层内水渗流排泄量，如果土层内水渗流量不断增多，土体压密固结程度就会不断加深，由此便开始了降水压密。降水压密发展到第二阶段，土体内的有效受应力和压缩变形会出现变化，且压密变形也会慢慢稳定。基坑降水引起的地面沉降的发生理论，一般由于以下两部分组成：
（1）含水层的压缩变形。由于含水层中砂粒自身有一定的强度，且王体内部物质间存在承压水，当水被抽取的较少时，原本的水位降深较低，砂粒之间的位置没有太大的移动变化，此时，土体被压缩的程度很小，呈现弹性状态，土体能很快的趋于稳定且恢复。
（2）粘性±层的释水压密，符合太沙基一维固结理论。在工程降水过程中，随着地下水的不断被抽出，土层中水的止压力开始不断的减小，一般认为土的孔压改变量与水位的降深成正比，随着孔隙水压力的不断减小，使土层所受的压力不断加大随着抽出的地下水越来越多，土层被压实一段时间后，其密度开始庭于稳定，不再有太大的压缩变化，当压实密度稳定后，上部隔水层开始释水压密。在粘性土层中，由于释水压密遵从渗透固结规律，所以，当水位恢复到初始状态时，释水压密现象仍将进行一段时间后，才逐渐停止。基坑降水引起的地面沉降主要是发生在含水层巧粘性土中，他们发生过程，没有一定的规律，而是在伴随着降水的不断进行中，不断的发生改变。
1.2基坑降水引起地面沉降的影响因素
（1）含水层的承压作用
伴随着地下水不断的被排除，原有的水承担的压力逐渐的雑失，致使原有水层下土层所承担的有效应力不断增加，如果在土层厚度和土层的压缩模量一定的前提下，土层的沉降量一定。
（2）含水层的致沉作用
每个人含水层都有一定的致沉作用，所以，当我们在基坑工程设计时，如果需要进行基坑降水时，在不影响工程要求时，尽量的减少触碰土层中含水层的数量，这样就可可以减少地面沉降量。
（3）含水层中的含沙量
由于含水层中的含沙量的多少，对地面的沉降有着很大的影响，所工程规范中，对抽取的地下水时，抽出的水中含砂量有着明确的标准规范要求，抽水含沙量的标准中，含沙量的标准不是一定不变的，它是根据抽水时间长短，而不断发生调整的，抽水的时间越久，其对抽出的水中含砂量要求精度就越高。
二、地面沉降监测内容和方法
2.1地面沉降监测内容
（1）地面富程变化的监测；
（2）地下水和油气等资源开采、回灌引起地质变化的监测；
（3）构造沉降量与止层压缩量监测；
（4）建筑物的变形与破坏监测；
（5）海面的监测。
2.2地面沉降监测的方法
（1）采用GPS或利用水准测网进行监测。水准监测网监测技术，是按照一定的时间，在一定区域内，进行高精度的水准测量，监测地面的高程变化：
（２）根据地下水的开采量、水位的深度、水位的标高，水的回灌状况及相关水质变化，组建地下水动态监测网，来进行调查和分析主地的变形情况。
三、基坑降水方式
3.1明沟加集水井降水
该方法为人工排降法，主要应用于地下潜水、施工用水和雨水的排除。在地下水较丰富地区，由于基坑边坡渗水较多，锚喷支护施工困难，因此该法不适合单独应用于高水位基坑降水。
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3.3轻型井点降水
该方法适用于面积不大、降水深度要求不高的基坑工程，土层渗透系数一般为 0． 1 m/d ～ 50 m/d。降水深度一般在 3 m ～6 m 之间，若要求降水深度大于 6 m，可以采用多级井点系统，但要求基坑周边空间较大，以便于放坡或挖槽。
3.3喷射井点降水
喷射井点降水系统能在井点底部产生250 mm 水银柱的真空度，其降 水 深 度 较 大，一 般 可 达 到 8 m ～20 m。该方法适用的土层渗透系数与轻型井点一样，但由于其抽水系统和喷射井管较复杂，运行故障率较高，且能量损耗很大，因此所需费用较高。
3.4电渗井点降水
该方法适用于粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等渗透系数小于 0.1 m/d 的细颗粒土。其一般需要同轻型井点或喷射井点系统共同使用，降水深度取决于轻型井点或喷射井点。
3.5管井井点降水
该方法适用于地层渗透系数较大、地下水丰富以及轻型井点无法解决的情形。且其一般用于潜水层降水。
3.6深井井点降水
该方法是基坑工程中应用较多的降水方法，它具有排水量大、降水深度大、降水范围大的优点。尤其适用于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度较大的地层，该种情形下，轻型井点和喷射井点的方法均不能使用。
四、减小基坑降水对周边地表沉降影响的措施
4.1准确预估降水可能引起的不利影响
降水工程是以土体及其间的地下水为研究对象的复杂的岩土工程，必须按照勘察、设计、施工、监测的顺序逐项进行。在前期的勘察与设计过程中，应对周边环境与地层情况进行全面的了解，准确预估降水可能带来的不利影响。在降水的过程中，应进行详细可靠的监测，及时发现并解决问题。
4.2井点降水与回灌技术相结合的施工工艺
井点降水是在基坑周围布置一系列井点进行降水，以利于基坑开挖工作; 而回灌技术是指在对沉降有要求的建筑物(构筑物) 一侧，埋设井点管或砂井，人工将水回灌至地下，使原建筑物地下的水位恢复至井点降水前的正常水位，有效避免了降水引起的附加沉降。
4.3设置止水帷幕
在开挖范围周边一定距离设置一圈止水帷幕，可有效减小降水对帷幕外围底层的影响。常用高压旋喷( 或定喷) 、深层搅拌、注浆防渗帷幕等方式。竖向止水帷幕最好达到不透水层，从而充分减少降水的影响。当含水层很厚，竖向止水帷幕难以穿透或造价太高时，可在坑底以下设置水平止水帷幕。
4.4 合理布置井点
井点降水过程中，井点底部周围的水位将会呈漏斗状，通过合理的布置降水井点，可以有效地将降水对周边环境的影响降至最小。
4.5缩短降水时间
一方面，确定能够满足开挖条件之前需要的抽水时间; 其次，尽量加快基坑开挖速度;第三，确定停止抽水的时间。降水时间越长、基坑暴露时间越长，对周边地层的影响将会越大。
4.6减少基坑周围的静、动荷载影响
井点通常布置在基坑附近，在该区域内，降水深度最大，地表的沉降变形也最大。因此，若基坑周围存在堆载或其他活载，势必会增大土体的变形。
结束语：
随着社会的进步，在地面沉降的研究的不断投入，我国在地面沉降的研究不断取得进步，地面沉降的预报越来越准我国地面沉降的研究已经达到世界先进水平．尤其在上海，北京地区，地面沉降的研究独具一处，以上海为例，上海在地面沉降的研究投入非常大的人力、
物力和财力，并取得了很好研究成果，如今，上海市己经建立了覆盖全市的地面监测网络，能够及时的检测和预报上海各地区的地面沉降情况，大大减少了当地地面沉降引起的灾害。
参考文献：
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【3】孙加齐.基坑降水若干问题探讨[J]．施工技术，2010，39(增刊):61－63．
论文作者:张博,赵海
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：基坑论文; 土层论文; 地面论文; 含水层论文; 地下水论文; 水位论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第35期论文;