地下結(jié)構(gòu)施工對環(huán)境的影響

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隨著高層建筑的興起與普及,深基坑工程越來越多。何謂深基坑工程?苔羅阿尼先生認為:在開挖深度不到6ｍ時,單憑經(jīng)驗施工也不會遭到失敗,即使地基土質(zhì)略差,用一般方法也能安全施工。在設(shè)計中過分保守是不經(jīng)濟的。另外,如果深度大于6ｍ,需要涉及到土力學(xué)方面的一些問題。根據(jù)一些專家的建議,處理開挖時擋土墻周圍地基的穩(wěn)定問題,一般采用穩(wěn)定系數(shù)Ｎｓ=γｔ.Ｈ/Ｃｕ,對Ｎｓ≤4為淺開挖,Ｎｓ≥7為深開挖,其中γｔ是濕土單位體積的重量(ｔ/ｍ3),Ｈ為開挖深度(ｍ),Ｃｕ是土的不固結(jié)不排水剪切強度ｔ/ｍ2。目前,我國深基坑工程具有下述特點:　　　　　　　　　　　　
    (1)深基坑工程具有很強的區(qū)域性
    巖土工程區(qū)域性強,巖土工程中的深基坑工程,區(qū)域性更強。如黃土地基、砂土地基、軟粘土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中,基坑工程差異性很大。即使是同一城市不同區(qū)域也有差異。正是由于巖土性質(zhì)千變?nèi)f化,地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性,往往造成勘察所得到的數(shù)據(jù)離散性很大,難以代表土層的總體情況,且精確度很低。因此,深基坑開挖要因地制宜,根據(jù)本地具體情況,具體問題具體分析,而不能簡單地完全照搬外地的經(jīng)驗。
    (2)深基坑工程具有很強的個性
    深基坑工程不僅與當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件有關(guān),還與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件有關(guān)。因此,對深基坑工程進行分類,對支護結(jié)構(gòu)允許變形規(guī)定統(tǒng)一的標準是比較困難的,應(yīng)結(jié)合地區(qū)具體情況具體運用。
    (3)基坑工程具有很強的綜合性
    深基坑工程涉及土力學(xué)中強度(或稱穩(wěn)定)、變形和滲流3個基本課題,三者融溶一起需要綜合處理。有的基坑工程土壓力引起支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題是主要矛盾,有的土中滲流引起土破壞是主要矛盾,有的基坑周圍地面變形是主要矛盾。深基坑工程的區(qū)域性和個性強也表現(xiàn)在這一方面。同時,深基坑工程是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程及施工技術(shù)相互交*的學(xué)科,是多種復(fù)雜因素相互影響的系統(tǒng)工程,是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。
    (4)深基坑工程具有較強的時空效應(yīng)
    深基坑的深度和平面形狀,對深基坑的穩(wěn)定性和變形有較大影響。在深基坑設(shè)計中,要注意深基坑工程的空間效應(yīng)。土體蠕變體,特別是軟粘土,具有較強的蠕變性。作用在支護結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時間變化,蠕變將使土體強度降低,使土坡穩(wěn)定性減小,故基坑開挖時應(yīng)注意其時空效應(yīng)。
    (5)深基坑工程具有較強的環(huán)境效應(yīng)
    深基坑工程的開挖,必將引起周圍地基中地下水位變化和應(yīng)力場的改變,導(dǎo)致周圍地基土體的變形,對相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴重的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。大量土方運輸也對交通產(chǎn)生影響。所以應(yīng)注意其環(huán)境效應(yīng)。
    (6)深基坑工程具有較大工程量及較緊工期
    由于深基坑開挖深度一般較大,工程量比淺基坑增加很多。抓緊施工工期,不僅是施工管理上的要求,它對減小基坑變形,減小基坑周圍環(huán)境的變形也具有特別的意義。
    (7)深基坑工程具有很高的質(zhì)量要求
    由于深基坑開挖的區(qū)域也就是將來地下結(jié)構(gòu)施工的區(qū)域,甚至有時深基坑的支護結(jié)構(gòu)還是地下永久結(jié)構(gòu)的一部分,而地下結(jié)構(gòu)的好壞又將直接影響到上部結(jié)構(gòu),所以,必須保證深基坑工程的質(zhì)量,才能保證地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量,創(chuàng)造一個良好的前提條件,進而保證整幢建筑物的工程質(zhì)量。另一方面,由于深基坑工程中的挖方量大,土體中原有天然應(yīng)力的釋放也大,這就使基坑周圍環(huán)境的不均勻沉降加大,使基坑周圍的建筑物出現(xiàn)不利的拉應(yīng)力,地下管線的某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中等,故深基坑工程的質(zhì)量要求高。
    (8)深基坑工程具有較大的風(fēng)險性
    深基坑工程是個臨時工程,安全儲備相對較小,因此風(fēng)險性較大。由于深基坑工程技術(shù)復(fù)雜,涉及范圍廣,事故頻繁,因此在施工過程中應(yīng)進行監(jiān)測,并應(yīng)具備應(yīng)急措施。深基坑工程造價較高,但有時臨時性工程,一般不愿投入較多資金,一旦出現(xiàn)事故,造成的經(jīng)濟損失和社會影響往往十分嚴重。
    (9)深基坑工程具有較高的事故率深基坑工程施工周期長,從開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程,常常經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動等許多不利條件,安全度的隨機性較大,事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。
    從以上各方面綜合看,我國目前深基坑工程存在的主要問題有:
    ①深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高當(dāng)前,深基坑工程以深、大、復(fù)雜為特點,特別是沿海地區(qū),地下水位較高,深基坑工程施工工藝的改進等問題,均有待進一步的研究與發(fā)展。
    ②深基坑工程設(shè)計質(zhì)量較低一些部門認為深基坑工程是施工部門的事,無需設(shè)計資質(zhì),設(shè)計院及巖土工程部門介入較少,設(shè)計大多由施工單位自己完成,但由于設(shè)計人員技術(shù)水平、參數(shù)取值、計算方法無章可循,使一些工程隱患較大,導(dǎo)致發(fā)生嚴重工程事故。
    ③深基坑工程缺乏理論研究與計算目前,深基坑工程多是邊開挖邊實踐邊摸索,往往*經(jīng)驗來進行,缺乏成熟的技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo),仍然*半經(jīng)驗半理論的方法解決問題。
    ④不必要的浪費有的深基坑工程為了避免事故發(fā)生,往往一開始就支護不考慮墻的受力和變形,全面支護,盲目增加安全系數(shù),造成很大浪費。
    ⑤施工混亂管理不嚴少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件,人力、物力等基本素質(zhì)較差,為了追求利潤或遷就業(yè)主,降低安全度。
    ⑥質(zhì)量檢驗不完善深基坑工程的質(zhì)量檢驗、驗收的方法無章可循,給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評價帶來困難,沒有針對深基坑工程特點建立竣工驗收的質(zhì)量管理體系。
    ⑦不注重工程勘察深基坑工程的工程勘察工作十分重要,但許多勘察單位常常忽略對基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察,專門針對深基坑工程的地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察不夠,以至給設(shè)計和施工帶來隱患。
    ⑧施工過程中的監(jiān)理不夠,不能做到隨時監(jiān)測。
    ⑨目前,監(jiān)理工作在人力、物力等方面還不適應(yīng)深基坑工程的特殊要求。
    ⑩缺乏地域性規(guī)范、規(guī)程及標準。