樁基施工振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的探討

■李虎張文強(qiáng)史磊

（1山東省華魯工程總公司山東濟(jì)寧272100；2魯南地質(zhì)工程勘察院山東濟(jì)寧272100；3中國(guó)科學(xué)院大學(xué)北京100049）

樁基施工振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的探討

■李虎1張文強(qiáng)2史磊3

（1山東省華魯工程總公司山東濟(jì)寧272100；2魯南地質(zhì)工程勘察院山東濟(jì)寧272100；3中國(guó)科學(xué)院大學(xué)北京100049）

由于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)在近代的發(fā)展速度非常迅猛，城市化進(jìn)程也越來越快，有關(guān)建筑工程項(xiàng)目方面的數(shù)量也不斷增多。在城市建筑比較密集的區(qū)域，因?yàn)闃痘A(chǔ)施工所具有的特點(diǎn)，其在具體的施工過程中會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生非常大的影響，引起了人們的重點(diǎn)關(guān)注。筆者對(duì)樁基礎(chǔ)施工當(dāng)中振動(dòng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了一定分析，并提出了有關(guān)建議。

樁基施工 振動(dòng) 環(huán)境影響

由于建筑生產(chǎn)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，有關(guān)工程建設(shè)方面的動(dòng)力結(jié)構(gòu)正漸漸朝著大型化以及復(fù)合化的方向進(jìn)步，而這種情況也導(dǎo)致在工程振動(dòng)方面出現(xiàn)了很多的問題。由于樁基施工振動(dòng)致使周圍環(huán)境產(chǎn)生變化，因此成為了目前社會(huì)普遍關(guān)注的重點(diǎn)問題。

1　對(duì)于樁基施工震動(dòng)方面的特點(diǎn)分析

從目前情況來看，有關(guān)樁基施工產(chǎn)生的振動(dòng)主要是根據(jù)單自由度方面的振動(dòng)理論，在具體的施工過程當(dāng)中，可以將樁看成是有關(guān)的整合體，其土壤是憑借彈性支撐，由土壤和樁一起組成完整的振動(dòng)體系。因?yàn)檫@種施工地基土是一種非完全彈性的有關(guān)介質(zhì)，所以樁基施工振動(dòng)實(shí)際產(chǎn)生的能量實(shí)際上是以面波以及體波的形式朝著四周的土層進(jìn)行擴(kuò)散。在有關(guān)樁基施工過程當(dāng)中，在地層當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)許多間隔較短的一種瞬間激蕩，對(duì)于各質(zhì)點(diǎn)來說，由于受到壓迫振動(dòng)主要利用振動(dòng)波的形式從振源經(jīng)地層方面的半空間逐漸向外傳播。而相關(guān)的震源區(qū)主要是憑借體波形式存在，之后達(dá)到一定距離相關(guān)的主導(dǎo)波就會(huì)變成面波。有關(guān)地層質(zhì)點(diǎn)被迫進(jìn)行振動(dòng)的時(shí)候，土層就會(huì)承受正應(yīng)力方面的應(yīng)變以及剪應(yīng)力方面的應(yīng)變，所以，具體的體系可以看做是截面高度土柱形成的一套相關(guān)的離形體系。

2　有關(guān)樁基施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)于環(huán)境造成的影響

2.1噪音污染

生物學(xué)有關(guān)研究表明，人的耳朵如果不采取任何措施能夠容忍承受的最大噪音是85分貝，一旦噪音超過了85分貝的時(shí)候，人的心情會(huì)逐漸變得非常煩躁，同時(shí)還會(huì)影響其正常的學(xué)習(xí)以及休息，致使工作效率大大降低。如果在這種環(huán)境當(dāng)中長(zhǎng)時(shí)間生活，那么很有可能會(huì)導(dǎo)致各種健康問題的出現(xiàn)。根據(jù)測(cè)算，有關(guān)樁基施工過程當(dāng)中，在打樁時(shí)應(yīng)用的柴油錘實(shí)際產(chǎn)生的噪聲能夠達(dá)到120分貝之上，并且對(duì)于一根樁通常需要錘擊幾百乃至上千次，這種高分貝噪聲如果持續(xù)過長(zhǎng)會(huì)對(duì)周圍居民的生活造成巨大影響。

2.2振動(dòng)問題

由實(shí)踐情況來看，打樁的時(shí)候一定會(huì)出現(xiàn)程度不一的振動(dòng)，而這種振動(dòng)還會(huì)憑借振動(dòng)波的形式朝著周圍擴(kuò)散。經(jīng)過有關(guān)研究表明，打樁產(chǎn)生的振動(dòng)與地震振動(dòng)并不是完全一樣。對(duì)于樁基施工振動(dòng)的有關(guān)傳播過程來說，我們可以把地震產(chǎn)生的在地面上的加速度看做是一種均勻的振動(dòng)場(chǎng)，打樁過程中出現(xiàn)的地面加速度很快就會(huì)減弱，這種加速度場(chǎng)是不均勻的。在現(xiàn)實(shí)的施工打樁過程當(dāng)中，這種振動(dòng)可能會(huì)致使地基變形，同時(shí)還有可能破壞房屋、管道、公共設(shè)施或者是某些精密機(jī)械具體的性能等，嚴(yán)重影響居民實(shí)際的生活質(zhì)量。

2.3擠土效應(yīng)

在建筑工程有關(guān)預(yù)制樁方面的施工過程當(dāng)中，常常會(huì)出現(xiàn)擠土效應(yīng)，這是由于沉樁導(dǎo)致樁周圍土體原本的結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，進(jìn)而使土層原本的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了改變。當(dāng)樁身插入到地下之后，樁身能夠把同體積的土全部置換出來。所以在打樁區(qū)內(nèi)或者是區(qū)外一定范圍之中的地層，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生水平向或者是豎向的位移。由于受到擠土效應(yīng)產(chǎn)生的影響，樁周圍土體會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形或者是隆起，在下部主要是出現(xiàn)豎向變形以及側(cè)向擠壓變形；而靠近樁基底部的有關(guān)部分，由于樁體進(jìn)入土體所產(chǎn)生的沖壓以及擠壓的作用，會(huì)導(dǎo)致擠壓應(yīng)力的出現(xiàn)，進(jìn)而形成一種動(dòng)態(tài)的有關(guān)塑性擾動(dòng)，其實(shí)際表現(xiàn)出來就是豎向變形，通常情況下，緊挨樁體在豎向上的變形距離樁周二倍樁徑有關(guān)范圍之內(nèi)實(shí)際是隆起的，而距離樁五倍樁徑有關(guān)范圍之外，其實(shí)際的變形很小。預(yù)制樁在打入土體的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致周圍的土體在超空隙水方面的壓力漸漸升高，進(jìn)而減弱了土體有關(guān)不排水抗剪方面的能力，而周圍的土體也會(huì)因此而被破壞，除此之外還會(huì)使和樁體積等同的土體朝著樁周產(chǎn)生側(cè)向位移以及隆起。因?yàn)槿簶动B加因素產(chǎn)生的影響，從而使得土體位移或者是隆起的范圍擴(kuò)大，所以導(dǎo)致打入樁和鄰近結(jié)構(gòu)發(fā)生側(cè)向位移以及上浮。

3　降低樁基施工震動(dòng)有關(guān)影響的措施

3.1對(duì)于噪聲以及振動(dòng)方面的防治措施

在樁基施工的有關(guān)過程當(dāng)中，應(yīng)該用布蓬亦或是隔音板將樁架全部圍起來，避免在規(guī)定的有關(guān)時(shí)間范圍之外進(jìn)行打樁，特別是不能在夜間居民正在休息的時(shí)間進(jìn)行打樁，進(jìn)而確保居民生活不會(huì)受其影響。在有關(guān)樁基施工的一定范圍內(nèi)設(shè)置防震溝，利用這種方法不僅能夠隔斷打樁時(shí)有關(guān)振動(dòng)波的傳播，同時(shí)還能合理的減緩地表土體朝著側(cè)向方面的位移。在進(jìn)行樁基施工之前，應(yīng)該將儀表設(shè)備、機(jī)床以及各種精密儀器等容易受到影響的物品進(jìn)行正確的隔震措施，科學(xué)把握在打樁過程中產(chǎn)生的干擾頻率，進(jìn)而在最大限度上避免干擾，降低共振的可能。

3.2擠土現(xiàn)象的相關(guān)防治措施

經(jīng)過對(duì)于擠土效應(yīng)出現(xiàn)的有關(guān)機(jī)理進(jìn)行研究之后，筆者認(rèn)為應(yīng)該設(shè)置一些垂直的相關(guān)排水管道亦或是在群樁的周圍合理的布設(shè)應(yīng)力釋放孔，從而促進(jìn)超靜孔隙水方面的壓力消散，減緩由于土體擠壓導(dǎo)致的位移。在有關(guān)預(yù)鉆孔打樁以及開挖防擠溝的時(shí)候，應(yīng)該隔斷打樁所導(dǎo)致的擠土壓力以及超孔隙水壓方面的傳遞途徑，進(jìn)而減少淺層土壓方面的影響。

4　結(jié)束語

對(duì)于樁基施工來說，其是一種非常復(fù)雜且困難的工作，在其實(shí)際的施工過程中有很多因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，與此同時(shí)也會(huì)給周圍的環(huán)境帶來很大的影響，如果不能進(jìn)行妥善的處理，很有可能會(huì)對(duì)人們實(shí)際的生產(chǎn)生活造成巨大的影響。所以，我們一定要從具體情況出發(fā)，強(qiáng)化思想重視以及技術(shù)創(chuàng)新，如此才能確保其順利、高效的進(jìn)行。

[1]姚道平;張藝峰;謝志招;卓群;張永固.打樁振動(dòng)對(duì)建筑物影響評(píng)價(jià)方法探討 [J].世界地震工程,2012， (04);100.

[2]余小暉.樁基施工對(duì)周邊建筑振動(dòng)影響的可接受標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)策探討 [J].福建建設(shè)科技,2013， (04);106.

[3]張吉坤;寇海磊;劉新勝;羅萍;白曉宇.樁基施工振動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響及防治 [J].價(jià)值工程,2013,(07);113.

U445.55+1[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～366～1

李虎（1974～），男，研究方向?yàn)閷I(yè)建筑工程。