[摘要]本文通过某大厦地下室基坑开挖工程降水导致地面沉降的机理研究，阐述了引起地面沉降的因素、原理和预测方法，为类似工程降水地面沉降的预测计算提供理论计算依据和方法。
[关键词]工程降水 地面沉降 预测方法 分析研究
基坑开挖工程降水导致地面沉降的现象普遍存在，尤其软弱土分布地区沉降量更大，因而可能对降水场地周围已有建构筑物安全使用构成严重威胁，其威胁程度如何，需要有量的指标方能评价，要得出量的指标，必须要有理论计算依据和方法。故此，需要对工程降水引起地面沉降的因素、机理进行分析与研究后方能确定。笔者通过某大厦基坑开挖工程降水实例的研究，初步确定了工程降水引起的地面沉降因素、机理和预测计算方法。
1降水试验引起的地面沉降预测
某大厦分为A、B两座，前者地上15层，后者地上9层，均设有一层地下室，由于场地位于漳州盆地地热分布区边缘地带，水温42-76℃，水位埋深2.45m，水量大，需进行工程降水，地下室方能施工，因降水场地四周已有建构筑物密集，且为软土分布区，应对降水引起的地面沉降进行预测和监测；又因基坑边坡若采用钻孔灌注桩支护，需300余万元，为了能否不支护或者采取其它支护措施，以节省开支，拟在降水试验的同时，进行小范围基坑试挖，以观察人工边坡在无支护条件下是否稳定。
1.1试验内容及工作布置
1.2降水引起的地面沉降量预测
沉降量预测，首先应确定产生沉降原因，然后选择合适的计算公式。降水产生地面沉降的原因为：处于地下水位之下的土体，当地下水被疏干时，浮力消失，所消失的浮力转化为自重应力，其自重应力增加值相当于浮力消失值，并可视等同于原始状态下土体附加应力增加值，因而可以借助土体在附加应力作用下产生压缩变形的计算公式来计算沉降量。一般情况下，在地下水位降深范围内，存在一种或两种以上土体，尤其存在多种土体时，水位降低后，首先被压缩变形的是较软弱土体，该土体压缩系数av、孔隙比e0，可据工勘资料取得，附加应力则可利用压缩层顶板埋深减去静止水位埋深值换算后取得。
2基坑降水引起地面沉降预测值与实测值对比分析
2.1沉降预测
降水试验11天引起地面沉降约2.05cm，基坑边坡无支护位移导致地面沉降加大约0.35cm，加大率23.5%，因试验时间短，沉降虽有减缓趋势，但未终止，考虑降水工期长（合同期65天），沉降量将加大，最终沉降量仍按上述方法确定为3.4cm，加上基坑边坡可能位移，导致沉降加大部分约0.8cm后为4.2cm，若加上安全系数20%，沉降量为5.00cm，故预测最终沉降量3.4～5.0cm。
2.2实际沉降量
基坑降水2000年11月7日开始洗井，11月18日开始降水，于2001年6月15日结束降水工作，历时7个月，其中，仅用4天时间就将地下水位降至设计深度，观2孔动水位埋深8.26m，水位降深5.53m，地面沉降监测同时展开，沉降监测点位置及沉降值，见图表1。
2.3沉降预测值与实测值对比分析
因基坑边坡分段用钻孔灌注桩、木桩支护和天然放坡，降水和基坑开挖引起的地面沉降量差别较大，边坡用钻孔灌注桩支护段，支护效果好，未出现水平位移，地面沉降量为2.00～3.20cm，接近理论计算值；天然放坡段其附近无监测点，按北区2号楼沉降量比试验值大1.40cm推算，基坑边缘沉降量应为3.80cm（以降水试验4号监测点沉降量2.40cm增加1.40cm计）；边坡木桩支护段，支护效果差，水平位移量较大（马灶路慢车道水泥路面原有交接缝扩张1.00cm），加上道路行车动荷载及震动，马灶路人行道边缘沉降量达5.70～10.50cm，但对建构筑物安全使用没有影响，故无开展注水工作。
3总结
综上所述，工程降水导致地面沉降的机理是水位降深段内软弱土层被上覆较硬土层压缩变形导致的结果，其变形量可利用土体压缩变形计算公式进行计算。地面沉降不仅与降水有关，还与基坑边坡支护效果、车辆动荷载及震动关系密切，尤其后者，影响更大，增大率是天然放坡段沉降量的50～176%，因此，基坑工程施工应合理安排行车路线，以免加剧地面沉降，危及施工安全。
参考文献
[1]陈良州. 深基坑开挖降水导致地面沉降机理研究[J]. 地质灾害与环境保护，2004，02：82-85.
[2]李琳. 工程降水对深基坑性状及周围环境影响的研究[D].同济大学，2007.
[3]郭瑶. 深基坑降水对地表沉降的影响研究[D].东北大学，2006.
[关键词]工程降水 地面沉降 预测方法 分析研究
基坑开挖工程降水导致地面沉降的现象普遍存在，尤其软弱土分布地区沉降量更大，因而可能对降水场地周围已有建构筑物安全使用构成严重威胁，其威胁程度如何，需要有量的指标方能评价，要得出量的指标，必须要有理论计算依据和方法。故此，需要对工程降水引起地面沉降的因素、机理进行分析与研究后方能确定。笔者通过某大厦基坑开挖工程降水实例的研究，初步确定了工程降水引起的地面沉降因素、机理和预测计算方法。
1降水试验引起的地面沉降预测
某大厦分为A、B两座，前者地上15层，后者地上9层，均设有一层地下室，由于场地位于漳州盆地地热分布区边缘地带，水温42-76℃，水位埋深2.45m，水量大，需进行工程降水，地下室方能施工，因降水场地四周已有建构筑物密集，且为软土分布区，应对降水引起的地面沉降进行预测和监测；又因基坑边坡若采用钻孔灌注桩支护，需300余万元，为了能否不支护或者采取其它支护措施，以节省开支，拟在降水试验的同时，进行小范围基坑试挖，以观察人工边坡在无支护条件下是否稳定。
1.1试验内容及工作布置
1.2降水引起的地面沉降量预测
沉降量预测，首先应确定产生沉降原因，然后选择合适的计算公式。降水产生地面沉降的原因为：处于地下水位之下的土体，当地下水被疏干时，浮力消失，所消失的浮力转化为自重应力，其自重应力增加值相当于浮力消失值，并可视等同于原始状态下土体附加应力增加值，因而可以借助土体在附加应力作用下产生压缩变形的计算公式来计算沉降量。一般情况下，在地下水位降深范围内，存在一种或两种以上土体，尤其存在多种土体时，水位降低后，首先被压缩变形的是较软弱土体，该土体压缩系数av、孔隙比e0，可据工勘资料取得，附加应力则可利用压缩层顶板埋深减去静止水位埋深值换算后取得。
2基坑降水引起地面沉降预测值与实测值对比分析
2.1沉降预测
降水试验11天引起地面沉降约2.05cm，基坑边坡无支护位移导致地面沉降加大约0.35cm，加大率23.5%，因试验时间短，沉降虽有减缓趋势，但未终止，考虑降水工期长（合同期65天），沉降量将加大，最终沉降量仍按上述方法确定为3.4cm，加上基坑边坡可能位移，导致沉降加大部分约0.8cm后为4.2cm，若加上安全系数20%，沉降量为5.00cm，故预测最终沉降量3.4～5.0cm。
2.2实际沉降量
基坑降水2000年11月7日开始洗井，11月18日开始降水，于2001年6月15日结束降水工作，历时7个月，其中，仅用4天时间就将地下水位降至设计深度，观2孔动水位埋深8.26m，水位降深5.53m，地面沉降监测同时展开，沉降监测点位置及沉降值，见图表1。
2.3沉降预测值与实测值对比分析
因基坑边坡分段用钻孔灌注桩、木桩支护和天然放坡，降水和基坑开挖引起的地面沉降量差别较大，边坡用钻孔灌注桩支护段，支护效果好，未出现水平位移，地面沉降量为2.00～3.20cm，接近理论计算值；天然放坡段其附近无监测点，按北区2号楼沉降量比试验值大1.40cm推算，基坑边缘沉降量应为3.80cm（以降水试验4号监测点沉降量2.40cm增加1.40cm计）；边坡木桩支护段，支护效果差，水平位移量较大（马灶路慢车道水泥路面原有交接缝扩张1.00cm），加上道路行车动荷载及震动，马灶路人行道边缘沉降量达5.70～10.50cm，但对建构筑物安全使用没有影响，故无开展注水工作。
3总结
综上所述，工程降水导致地面沉降的机理是水位降深段内软弱土层被上覆较硬土层压缩变形导致的结果，其变形量可利用土体压缩变形计算公式进行计算。地面沉降不仅与降水有关，还与基坑边坡支护效果、车辆动荷载及震动关系密切，尤其后者，影响更大，增大率是天然放坡段沉降量的50～176%，因此，基坑工程施工应合理安排行车路线，以免加剧地面沉降，危及施工安全。
参考文献
[1]陈良州. 深基坑开挖降水导致地面沉降机理研究[J]. 地质灾害与环境保护，2004，02：82-85.
[2]李琳. 工程降水对深基坑性状及周围环境影响的研究[D].同济大学，2007.
[3]郭瑶. 深基坑降水对地表沉降的影响研究[D].东北大学，2006.