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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-02 09:03 熱度:
摘要:文章通過對基坑施工過程中對周邊環境影響分析,提出在施工過程中可以采用的保護方案及措施,闡述了在深基坑施工過程中,對周邊環境影響的保護方法和措施。
關鍵詞:深基坑施工;環境影響;保護措施
一、引言
深基坑工程是一項風險性工程,它涉及土力學、基礎工程、結構力學、原位測試等多門學科,是一個相當復雜的系統工程。常見的深基坑工程環境效應問題有[1-2]:(1)深基坑周邊路面開裂,翹曲影響交通;(2)深基坑周邊塌陷,地下管道斷裂,影響居民正常生活;(3)超限的變形,引起深基坑周邊房屋開裂,傾斜倒塌;(4)基坑開挖引起水土流失,危及坑周圍的供電設施的安全;(5)基坑開挖失控,在鬧市區因開挖引起地下水管斷裂滲漏與邊坡失穩交叉影響;(6)開挖變形影響到附近工廠生產機械的正常運轉,造成重大的經濟損失;(7)基坑周邊變形,影響城市公用設施正常使用;(8)開挖作業不規范引起地面變形影響正常的工作秩序。
要想避免深基坑工程中出現上述的環境效應問題,就需要控制好深基坑工程施工的各個環節,采取有效措施,妥善保護周圍建筑物和市政設施與道路的安全和暢通。該課題研究已引起了人們廣泛的關注。
二、基坑環境保護的原則[3]
(1)必須十分重視地質勘察和環境調查工作。
(2)要重視深基坑支護的方案和設計工作。
(3)要重視對地下水的處理。
(4)確保基坑支護工程的施工質量是十分重要的。
(5)基坑監測是深基坑支護施工中不可缺少的組成部分。
三、基坑周圍環境的保護措施
基坑周圍環境的保護應采取經濟合理、安全可靠的技術方案。首先要考慮采取積極性防護法,即采用合理的設計與施工,將基坑支護結構的變形減小到最低限度。針對環境條件,確定必須保護的對象,根據必須保護的對象,根據允許變形值,采取不同的加固方法,預防較大變形并減少其影響程度。基坑周圍環境的保護方法主要有:
(1)基礎臨時加固
當建(構)筑物基礎落在基坑開挖影響邊界線范圍內,且基礎與圍護結構距離較小,隔斷法無施工場地時,可考慮基礎臨時加固法。加固可采用樹根樁或錨桿靜壓樁技術,在有經驗的地區也可采用壓漿方式。
(2)隔斷體保護
當鄰近建(構)筑物的基礎部分或全部座落在基坑開挖影響邊界線范圍內時,設計人員應引起足夠重視,當基礎有部分落在基坑開挖影響邊界線范圍內時,一般應采取措施,避免或減少土體變形對建(構)筑物的影響,可在需保護的建(構)筑物與基坑擋土結構之間設置隔斷體,隔斷體可采用鉆孔灌注樁、高壓旋噴樁、深層攪拌樁、樹根樁等構成墻體,其作用主要承受施工引起的側向土壓力,也可起到阻擋局部水土可能出現的流失等作用。
(3)支護體系的自身補強
攪拌樁重力式擋墻因其加固費用較低、較好的止水性能、施工速度快等特點,在基坑工程中得到較廣泛的使用。但重力式擋墻自身的變形較大,基坑影響范圍相對也較大,設計時可考慮復合擋墻技術,即攪拌樁擋墻中根據變形計算要求插入適量的鉆孔灌注樁以增加強度,減少墻體變形。當重力式擋墻變形過大時墻體自身可采用補強的方法,該方法施工方便,技術簡單,結構也較穩定,與原擋土墻形成新的復合擋土結構。
(4)基坑周圍管線的保護
在圍護設計開始前,一定要做好管線的排查工作。設計時應適量布置監測點,對輕型管線可遷移至安全區域,或者直接開挖暴露,及時跟蹤調整管底變形,基坑工程結束后再進行覆埋。對于無法遷移的大口徑管線可采用隔斷法進行處理,當水平位移能滿足要求而沉降不能滿足要求時,可采用注漿法處理,并在施工過程中加強監測,注漿法的加固深度應大于影響邊界線。
(5)緩解基坑降水對周圍環境影響[4]
為了緩解基坑降水對周圍環境的影響,通常采用設置止水帷幕(如深層攪拌樁、注漿帷幕、旋噴樁、素混凝土墻及素混凝土排樁墻等),將降水影響范圍基本限制在基坑以內。但止水帷幕造價較高(尤其是后三者),施工難度大,易發生滲漏現象。另外由于旋噴樁、素混凝土墻及素混凝土排樁墻等止水帷幕剛度大,抗拉強度低,對地基土體位移的適應能力較差,當地基土體位移增大時,止水帷幕易產生裂縫而發生滲漏。
鑒于止水帷幕的上述不足,采用回灌法來緩解基坑降水對周圍環境的影響是比較經濟、簡便、可行的方法[5]。該法借助于工程措施,將水引滲于地下含水層補給地下水,從而穩定和抬高局部因基坑降水而引起的地下水位降低,防止由于地下水位降低而產生不均勻沉降。回灌法可分為地表入滲補給法和井點灌注法。前者包括溝渠補給和坑井入滲補給,其優點是施工簡單、便于管理且費用低廉,但占地面積大,單位面積的入滲率低,且入滲量總是隨時間而逐漸減少。因此,目前在工程中大量使用的是井點灌注法。該法由回灌井點與回灌總管、回灌支管、流量計、水箱、水源組成回灌系統,補給水源從水箱先后經回灌總管、流量計、回灌支管進入回灌井點,對地下水進行補給。
四、工程實例
廣東省惠州市某地產項目位于惠州市惠城區,主樓31層,設三層地下室,埋深11.2m。裙樓建3層,主體結構采用框支剪結構。其基坑施工難點為在施工過程中要對緊鄰基坑(距離基坑開挖邊線4.3~5米)的居民區住宅樓實施保護。基坑及周邊環境具有如下特點:
(1)基礎為單樁獨立承臺,承臺尺寸小且間距較大,基坑大面積開挖至底板底,采用單挖承臺方式,支護設計深度按梁底4.1m考慮。開挖面主要為第1層雜填土和第2層粘土,雜填土均勻性差,強度低;粘土厚度大,有一定強度。
(2)基坑北側及西側開挖線就在圍墻處,無放坡余地,施工時須拆掉圍墻。圍墻外有地下管線。東側緊鄰一棟8層樁基住宅樓,無放坡余地,東南側為一6層舊住宅樓,最近一個角距離基坑2.3m,最遠12m,該住宅樓為淺基形式,目前已經發生均勻下沉現象。
(3)開挖過程中的土中失水可能會造成6層住宅樓的進一步沉降,故應做好基坑周邊尤其是6層樓側的封水工作。
(4)經綜合分析確定本基坑安全等級為一級。
經過反復從經濟、安全、工期等方面的比較以及總結以往的工程經驗,并結合本工程的周邊環境、開挖深度、土層條件等具體情況,決定本基坑采用噴錨支護+粉噴樁的復合支護措施。噴錨支護具有緊跟開挖面,隨開挖隨支護,施工速度快、工期短,節省造價等優點。粉噴樁(坡邊二排、坡腳一排),以減少邊坡土體在支護過程中向坑內的涌水量,防止旁邊6層樓進一步沉降,同時起到提高坡腳土層強度、穩定坡腳的作用。
該樓的深基坑工程,利用上述研究內容解決了該基坑支護設計及基坑施工對周圍環境的影響問題。并通過現場監測,證明在基坑支護設計和施工過程中采取的一系列措施是合理可行的。
參考文獻:
[1] 王利民,曾馬蓀,陳耀光.深基坑工程周圍建筑及圍護結構的監測分析.建筑科學,2000,16(2):35~37
[2] 王照宇,王洪霞.深基坑支護結構的環境土工問題及其對策.巖土工程界,2002,5(12):27~29
[3] 李大勇,龔曉南.深基坑開挖對周圍地下管線影響因素分析.建筑技術,2003,34(2):94~96
[4] 沈永耀.深基坑開挖的環境監測.工程勘察,1996(1):51~55
[5] 楊麗君,周衛東.深基坑工程中常見的問題和處理對策.西部探礦工程,2003(8):63~64
文章標題:深基坑施工對周邊環境影響的保護措施分析及應用
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