第第頁(yè)減小與控制降水引起地面沉降的措施基坑開(kāi)挖過(guò)程中，因降水不當(dāng)造成周邊環(huán)境破壞的案例屢見(jiàn)不鮮：小則延誤工期，增加造價(jià)；嚴(yán)重時(shí)可能引起重大傷亡事故。例如，上海地鐵M8號(hào)線某基坑工程，其圍護(hù)地下連續(xù)墻厚800mm、深27.3m，基坑開(kāi)挖深度16.0m，承壓含水層頂板埋深29.7m~32.0m，初始承壓水位埋深3.4m。因受降水等施工作業(yè)影響，部分地下管線監(jiān)測(cè)點(diǎn)、水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)值相繼超過(guò)報(bào)警值，基坑開(kāi)挖后水位持續(xù)下降，最大水位降深達(dá)4.37m，地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的最大累積地面沉降達(dá)93mm，并引起基坑周?chē)^大范圍的地面沉降。又如上海市東湖商務(wù)樓工程，地處老城區(qū)，基坑緊鄰某電影院，開(kāi)挖施工時(shí)雖只在一邊設(shè)井點(diǎn)管，并在影院旁增設(shè)回灌井，但由于井點(diǎn)降水效果差，回灌水量小且不理想，井點(diǎn)出水渾濁帶走大量粘粒，致使影院發(fā)生嚴(yán)重沉降，累計(jì)沉降量達(dá)66mm，磚砌墻體破損斷裂，影院被迫停映進(jìn)行加固修復(fù)，直接工程費(fèi)10余萬(wàn)元，商務(wù)樓施工亦被迫停工，損失巨大。因此有必要減小與控制降水引起的地面沉降。22.7.1減小與控制降水引起地面沉降的措施基坑降水導(dǎo)致基坑四周水位降低、土中孔隙水壓力轉(zhuǎn)移、消散，不僅打破了土體原有的力學(xué)平衡，有效應(yīng)力增加；而且水位降落漏斗范圍內(nèi)，水力梯度增加，以體積力形式作用在土體上的滲透力增大。二者共同作用的結(jié)果是，坑周土體發(fā)生沉降變形。但在高水位地區(qū)開(kāi)挖深基坑又離不開(kāi)降水措施，因此一方面要保證開(kāi)挖施工的順利進(jìn)行，另一方面又要防范對(duì)周?chē)h(huán)境的不利影響，即采取相應(yīng)的措施，減少降水對(duì)周?chē)ㄖ锛暗叵鹿芫€造成的影響。1.在降水前認(rèn)真做好對(duì)周?chē)h(huán)境的調(diào)研工作(1)查明場(chǎng)地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，即擬建場(chǎng)地應(yīng)有完整的地質(zhì)勘探資料，包括地層分布，含水層、隔水層和透鏡體情況，以及其與水體的聯(lián)系和水體水位變化情況，各層土體的滲透系數(shù)，土體的孔隙比和壓縮系數(shù)等。(2)查明地下貯水體，如周?chē)牡叵鹿藕拥?、古水池之?lèi)的分布情況，防止出現(xiàn)井點(diǎn)和地下貯水體穿通的現(xiàn)象。(3)查明上、下水管線，煤氣管道、電話、電汛電纜，輸電線等各種管線的分布和類(lèi)型，埋設(shè)的年代和對(duì)差異沉降的承受能力，考慮是否需要預(yù)先采取加固措施等等。(4)查清周?chē)孛婧偷叵陆ㄖ锏那闆r，包話這些建筑物的基礎(chǔ)型式，上部結(jié)構(gòu)型式，在降水區(qū)中的位置和對(duì)差異沉降的承受能力。降水前要查情這些建筑物的歷年沉降情況和目前損傷的程度，是否需要預(yù)先采取加固措施等等。2.合理使用井點(diǎn)降水，盡可能減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響降水必然會(huì)形成降水漏斗，從而造成周?chē)孛娴某两?，但只要合理使用井點(diǎn)，可以把這類(lèi)影響控制在周?chē)h(huán)境可以承受的范圍之內(nèi)。(1)首先在場(chǎng)地典型地區(qū)進(jìn)行的相應(yīng)的群井抽水試驗(yàn)，進(jìn)行降水及沉降預(yù)測(cè)。做到按需降水，嚴(yán)格控制水位降深。(2)防范抽水帶走土層中的細(xì)顆粒。在降水時(shí)要隨時(shí)注意抽出的地下水是否有混濁現(xiàn)象。抽出的水中帶走細(xì)顆粒不但會(huì)增加周?chē)孛娴某两?，而且還會(huì)使井管堵塞、井點(diǎn)失效。為此首先應(yīng)根據(jù)周?chē)翆拥那闆r選用合適的濾網(wǎng)，同時(shí)應(yīng)重視埋設(shè)井管時(shí)的成孔和回填砂濾料的質(zhì)量。如上海地區(qū)，粉砂層大都呈水平向分布，成孔時(shí)應(yīng)盡量減少攪功，過(guò)濾管設(shè)在砂性土層中。必要時(shí)可采用套管法成孔，回填砂濾料應(yīng)認(rèn)真按級(jí)配配制。(3)適當(dāng)放緩降水漏斗線的坡度。在同樣的降水深度前提下，降水漏斗線的坡度越乎緩，影響范圍越大，而所產(chǎn)生的不均勻沉降就越小，因而降水影響區(qū)內(nèi)的地下管線和建筑物受損傷的程度也愈小。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，把濾管布置在水平向連續(xù)分布的砂性土中可獲得較乎緩的降水漏斗曲線，從而減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。(4)井點(diǎn)應(yīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，盡量避免間歇和反復(fù)抽水。輕型井點(diǎn)和噴射井點(diǎn)在原則上應(yīng)埋在砂性土層內(nèi)。對(duì)砂性土層，除松砂以外，降水所引起的沉降量是很小的，然而倘若降水間歇和反復(fù)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)均表明每次降水都會(huì)產(chǎn)生沉降。每次降水的沉降量隨著反復(fù)次數(shù)的增加而減少，逐漸趨向于零，但是總的沉降量可以累積到一個(gè)相當(dāng)可觀程度。因此，應(yīng)盡可能避免反復(fù)抽水。(5)基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生坑底流砂引起的坑周地面沉陷。如圖22-19所示，在基坑底面下有一薄粘性土不透水層，其下又有相當(dāng)厚度的粉砂層。若降水時(shí)井點(diǎn)僅設(shè)在基底以下，未穿入含水砂層，那么這層薄粘土層會(huì)承受上、下兩面的水壓力差ΔP，作用于粘土層下側(cè)，產(chǎn)生向上的壓力，若此壓力大于該土層重量，便會(huì)造成坑底涌砂現(xiàn)象。對(duì)于該種情況，需將降水井管穿入粘土層下面的含水砂層中，釋放下臥粉砂層中的承壓水頭，保證坑底穩(wěn)定。(6)如果降水現(xiàn)場(chǎng)周?chē)泻⒑?、浜?dǎo)貯水體時(shí)，應(yīng)考慮在井點(diǎn)與貯水體間設(shè)置擋土帷幕，以防范井點(diǎn)與貯水體穿通，抽出大量地下水而水位不下降，反而帶出許多土顆粒，甚至產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，妨礙深基坑工程的開(kāi)挖施工。(7)在建筑物和地下管線密集等對(duì)地面沉降控制有嚴(yán)格要求的地區(qū)開(kāi)挖深基坑，宜盡量采用坑內(nèi)降水方法，即在圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置井點(diǎn)，疏干坑內(nèi)地下水，以利開(kāi)挖施工。同時(shí)，需利用支護(hù)體本身或另設(shè)擋土帷幕切斷坑外地下水的涌入。要求擋水墻具有足夠的入土深度，一般需較井點(diǎn)濾管下端深1.0m以上。這樣即不妨礙開(kāi)挖施工，又可大大減輕對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。3.降水場(chǎng)地外側(cè)設(shè)置隔水帷幕，減小降水影響范圍在降水場(chǎng)地外側(cè)有條件的情況下設(shè)置一圈隔水帷幕，切斷降水漏斗曲線的外側(cè)延伸部分，減小降水影響范圍，將降水對(duì)周?chē)挠绊憸p小到最低程度，如圖22-20所示。常用的隔水帷幕包括深層水泥攪拌樁、砂漿防滲板樁、樹(shù)根樁隔水帷幕、鉆孔咬合樁、鋼板樁、地下連續(xù)墻等。4.降水場(chǎng)地外緣設(shè)置回灌水系統(tǒng)降水對(duì)周?chē)h(huán)境的不利影響主要是由于漏斗形降水曲線引起周?chē)ㄖ锖偷叵鹿芫€基礎(chǔ)的不均勻沉降造成的，因此，在降水場(chǎng)地外緣設(shè)置回灌水系統(tǒng)，保持需保護(hù)部位的地下水位，可消除所產(chǎn)生的危害?；毓嗨到y(tǒng)包括回灌井以及回灌砂溝、砂井等。22.7.2地下水回灌技術(shù)1.回灌井點(diǎn)在降水井點(diǎn)和要保護(hù)的地區(qū)之間設(shè)置一排回灌井點(diǎn)，在利用降水井點(diǎn)降水的同時(shí)利用回灌井點(diǎn)向土層內(nèi)灌入一定數(shù)量的水，形成一道水幕，從而減少降水以外區(qū)域的地下水流失，使其地下水位基本不變，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的?；毓嗑c(diǎn)的布置和管路設(shè)備等與抽水井點(diǎn)相似，僅增加回灌水箱、閘閥和水表等少量設(shè)備。抽水井點(diǎn)抽出的水通到貯水箱，用低壓送到注水總管，多余的水用溝管排出。另外回灌井點(diǎn)的濾管長(zhǎng)度應(yīng)大于抽水井點(diǎn)的濾管，通常為2～2.5m，井管與井壁間回填中粗砂作為過(guò)濾層。由于回灌水時(shí)會(huì)有Fe(OH)2沉淀物、活動(dòng)性的銹蝕及不溶解的物質(zhì)積聚在注水管內(nèi)，在注水期內(nèi)需不斷增加注水壓力才能保持穩(wěn)定的注水量。對(duì)注水期較長(zhǎng)的大型工程可以采用涂料加陰極防護(hù)的方法，在貯水箱進(jìn)出口處設(shè)置濾網(wǎng)，以減輕注水管被堵塞的對(duì)象?；毓噙^(guò)程中應(yīng)保持回灌水的清潔。2.回灌砂溝、砂井在降水井點(diǎn)與被保護(hù)區(qū)域之間設(shè)置砂井、砂溝作為回灌通道。將井點(diǎn)抽出來(lái)的水適時(shí)適量地排入砂溝，再經(jīng)砂井回灌到地下，從而保證被保護(hù)區(qū)域地下水位的基本穩(wěn)定，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。實(shí)踐證明其效果是良好的。需要說(shuō)明的是，回灌井點(diǎn)、回灌砂井或回灌砂溝與降水井點(diǎn)的距離一般不宜小于6m，以防降水井點(diǎn)僅抽吸回灌井點(diǎn)的水，而使基坑內(nèi)水位無(wú)法下降，失去降水的作用。砂井或回灌井點(diǎn)的深度應(yīng)按降水水位曲線和土層滲透性來(lái)確定，一般應(yīng)控制在降水曲線以下lm。回灌砂溝應(yīng)設(shè)在透水性較好的土層內(nèi)。3.回灌管井回灌管井的回灌方法主要有真空回灌和壓力回灌兩大類(lèi)。后者又可分為常壓回灌和高壓回灌兩種。不同的回灌方法其作用原理、適用條件、地表設(shè)施及操作方法均有所區(qū)別。(1)真空回灌法真空回灌適用條件為：1)適用于地下水位較深(靜水位埋深>10m)、滲透性良好的含水層；2)真空回灌對(duì)濾網(wǎng)的沖擊力較小，適用于濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)耐壓、耐沖擊強(qiáng)度較差以及使用年限較長(zhǎng)的老井；3)對(duì)回灌量要求不大的井。(2)壓力回灌法常壓回灌利用自來(lái)水的管網(wǎng)壓力(0.1~0.2MPa)產(chǎn)生水頭差進(jìn)行回灌。高壓回灌在常壓回灌裝置的基礎(chǔ)上，使用機(jī)械動(dòng)力設(shè)備(如離心泵)加壓，產(chǎn)生更大的水頭差。常用回灌利用自來(lái)水管網(wǎng)壓力進(jìn)行回灌，壓力較小。高壓回灌利用機(jī)械動(dòng)力對(duì)回灌水源加壓，壓力可以自由控制，其大小可根據(jù)井的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和回灌量而定。因此，壓力回灌的適用范圍很大，特別是對(duì)地下水位較高和透水較差的含水層來(lái)說(shuō)，采用壓力回灌的效果較好。由于壓力回灌對(duì)濾水管網(wǎng)眼和含水層的沖擊力較大,宜適用于濾網(wǎng)強(qiáng)度較大的深井。(3)回灌水質(zhì)要求如果回灌水量充足，但水質(zhì)很差，回灌后使地下水遭受污染或使含水層發(fā)生堵塞。地下水回灌