理論研究
作者：程守信
摘要 本文以洛陽市美倫鳳凰城6#樓深基坑工程為例，分析了深基坑開挖對周圍環境的影響因素主要由基坑底部土體的隆起、支護結構失穩破壞、基坑周圍地表沉降等變形現象引起的基坑周圍地層移動。采用多項監測措施，對支護牆體和周邊環境的位移、沉降以及地下水位等變化發展進行了監測，通過監測結果分析指導施工、調整設計、達到信息化施工。實例表明設計合理且開挖滿足支護係統安全穩定條件時，深基坑開挖對周圍環境仍可能造成較大影響。
關鍵詞 深基坑；環境影響；監測
中圖分類號TU473 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）48-0061-02
1 深基坑開挖對周圍環境影響因素分析
深基坑開挖過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向主動土壓力狀態轉變，應力狀態的改變引起土體的變形，尤其在軟土地區開挖基坑，土的流變性影響也非常顯著，基坑底部土體的隆起、支護結構失穩破壞、基坑周圍地表沉降等變形現象引起基坑周圍地層移動。
1.1 基坑底部土體的隆起影響
基坑開挖的過程是基坑開挖麵上卸荷的過程，由於卸荷而引起坑底土體向上回彈，基底土體回彈後，土體鬆弛與蠕變的影響使土隆起。基坑開挖後，支護結構向坑內移動，在基底麵以下部分的支護結構也向基坑內移動，擠推其前麵的土體，造成基底的隆起。
1.2 支護牆位移影響
基坑開始開挖後，支護牆便開始受力變形。在基坑內側卸去原有的土壓力時，牆外側受到主動土壓力，而在坑底的牆內側則受到全部或部分的被動土壓力。由於總是開挖在前，支撐在後，所以支護牆在支撐以前已發生一定的先期變形。牆體變形不僅是牆外側發生地層損失而引起地麵沉降，而且使牆外側塑性區擴大，因而增加了牆外土體向坑內的位移和相應的坑內隆起。支護結構變形產生的地麵沉降和引起的結構失穩破壞，對基坑周邊環境產生的影響往往是嚴重的。
1.3 地下水影響
地下水位下降、流砂和湧砂現象均會造成基坑失穩，而影響周圍建築物的安全。
1）降水使原有地下水位降落，鄰近建築物基礎下水的浮托力減少，亦使地基土的荷載增加，在大多數情況下，由於附加荷載增加而使土固結，產生地麵沉降，從而造成周圍建築物的下沉；
2）當基坑以下的土為疏鬆的砂土層時，受向上的滲透水壓的作用，當產生的動水力坡度大於砂土層的極限動水力坡度時，砂土顆粒就會處於懸浮狀態，在滲透力作用下，細砂向上湧出，造成大量流砂；
3）在軟土地區，由於粘性土層和含水層相間分布，當止水帷幕失效或降水未達到要求時，含有粉細砂含水層的地區，會因過大的水壓力，而發生基坑大量湧砂。
1.4 影響周圍地層移動的相關因素
相關因素有支護結構係統的特性；基坑開挖的施工順序；基坑內土體性能的改善；開挖施工周期和基坑暴露時間；地麵超載和振動荷載；雨水和其它積水等因素均會影響周圍地層的移動，從而造成周圍地麵沉降、支護結構失穩破壞等現象，嚴重影響基坑周邊環境的安全。
2 安全監測與環境保護
基坑工程是土體與支護結構體共同作用的一個動態變化的複雜係統。監測工作既是檢驗設計理論的正確性和發展設計理論的重要手段，又是及時指導正確施工避免事故發生的必要措施。在深基坑開挖過程中，通過對基坑周圍地層位移和鄰近建築物、地下管線等保護對象的變形及受力情況進行監測，將取得的數據與預測值或計算值相比較，能了解工程變化的態勢及工程施工所造成的影響，能較準確地以量的形式反映這種影響的程度。