市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)對(duì)環(huán)境建筑物的影響分析

文／李敏、李普星 山東昊業(yè)建設(shè)工程集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 271100

引言：

近幾年，我國建筑行業(yè)的發(fā)展非常迅速，深基坑支護(hù)技術(shù)和結(jié)構(gòu)也越來越多，針對(duì)不同的地質(zhì)情況可以選擇不同的支護(hù)方式。無論何種支護(hù)技術(shù)在進(jìn)行土方開挖時(shí)，都會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境和建筑物造成一定的影響，例如工程事故，對(duì)施工人員和周圍居民的人身財(cái)產(chǎn)安全都有一定的威脅。因此施工單位務(wù)必要重視深基坑支護(hù)對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響，提前做好預(yù)案措施，一旦出現(xiàn)問題要及時(shí)采取措施，確保周圍建筑物的安全，保證市政建筑工程的順利實(shí)施。

1、市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)的特點(diǎn)和重要性

1.1 市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)的特點(diǎn)

市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)主要有以下三個(gè)特點(diǎn)，第一個(gè)是支護(hù)施工的綜合性比較強(qiáng)，影響支護(hù)施工的因素比較多，施工人員不僅要仔細(xì)勘察施工地點(diǎn)的實(shí)際地質(zhì)情況，還要充分考慮地下水、周圍建筑環(huán)境以及管線的問題。一旦出現(xiàn)施工問題，可能會(huì)造成周圍居民的生活不便，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重的安全事故。因此相關(guān)部門務(wù)必要重視深基坑分層開挖支護(hù)對(duì)周圍的影響，加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的預(yù)防和監(jiān)測(cè)。第二個(gè)是土方開挖的施工技術(shù)對(duì)工程的影響，深基坑施工主要分為土方開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)兩部分，其中土方開挖施工的合理性決定支護(hù)體系是否能夠成功。土方開挖施工技術(shù)的選擇、開挖步驟和開挖速度都有可能造成結(jié)構(gòu)變形，穩(wěn)定性減弱，最終導(dǎo)致支護(hù)失敗。另外土方開挖會(huì)產(chǎn)生大量的土方，如何運(yùn)送和處理廢棄土方，降低其對(duì)環(huán)境的影響也是一個(gè)比較重要的問題。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)生土方數(shù)量的情況，制定合理的處理方案，既能將多余的土方處理掉，還能保護(hù)環(huán)境。

第三點(diǎn)是深基坑支護(hù)必然會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響，例如對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地下水位的影響，造成周圍的土體出現(xiàn)變形現(xiàn)象。隨著土方開挖的深度逐漸加深，可能會(huì)破壞地下管線，而且周圍建筑物也可能會(huì)出現(xiàn)下沉的情況，甚至?xí)绊懡ㄖ锏陌踩阅堋Ｋ允┕と藛T在深基坑開挖支護(hù)前，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下線路有一個(gè)充分的了解，仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)方案的可行性和合理性，減少對(duì)線路的破壞。第四點(diǎn)是支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)低，深基坑支護(hù)屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，起到支撐的作用，當(dāng)工程結(jié)束后，要進(jìn)行拆除，所以它的安全系數(shù)比較小，風(fēng)險(xiǎn)非常大。在施工過程中，施工人員可以充分的利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，對(duì)深基坑的開挖支護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，針對(duì)容易出現(xiàn)問題的地方要做好應(yīng)急預(yù)案，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。以免造成更嚴(yán)重的問題。拆除支護(hù)時(shí)，技術(shù)人員要選擇合理的方式，將建筑垃圾采用綠色環(huán)保的方式進(jìn)行處理。

1.2 市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)的重要性

市政建筑工程涉及到的內(nèi)容比較多，例如公共醫(yī)療建筑、垃圾處理建筑等，這些公共建筑所設(shè)立的位置有時(shí)會(huì)靠近地鐵或者居民區(qū)，因此如何降低深基坑分層開挖支護(hù)技術(shù)對(duì)周邊環(huán)境和建筑物的影響就非常重要。首先深基坑支護(hù)最根本的作用就是遮擋土地，穩(wěn)固坑底和攔截地下水的作用，保證地上或地下的施工環(huán)境更加安全。其次深基坑支護(hù)在施工期間能夠起到支撐的作用，施工人員要提前做好結(jié)構(gòu)承載力的作用，嚴(yán)格選擇合適的支護(hù)類型。合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠保證建筑工程的施工安全，提高工作效率，節(jié)省更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2、市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)對(duì)環(huán)境建筑物的影響

2.1 基礎(chǔ)影響

深基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境和建筑物所造成的影響主要是相鄰效應(yīng)，不同基礎(chǔ)形式的建筑物所受到的影響也是不同的。例如樁基礎(chǔ)的建筑物受到深基坑開挖的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于淺埋基礎(chǔ)的建筑物，相關(guān)的工作人員仔細(xì)的研究和監(jiān)測(cè)了基坑和建筑物之間的距離與建筑物的基礎(chǔ)高差之間的關(guān)系，施工人員可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作為分析和預(yù)測(cè)的參考。

2.2 造成建筑物傾斜

市政建筑深基坑開挖過程中，會(huì)破壞周圍建筑物旁邊基礎(chǔ)的地基，建筑物上方的受力情況是不變的，基礎(chǔ)出現(xiàn)問題后，會(huì)造成建筑物傾斜。為了減少深基坑支護(hù)對(duì)周圍建筑物的影響，要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，選擇合適的沉降點(diǎn)進(jìn)行觀察。施工人員可以采用水平測(cè)距法、幾何水準(zhǔn)法和測(cè)水平角的方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，通過相應(yīng)數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算，求出相關(guān)參數(shù)，作為建筑物是否出現(xiàn)傾斜的判斷標(biāo)準(zhǔn)。每種測(cè)量方法都有各自的特點(diǎn)和使用范圍，施工人員要根據(jù)實(shí)際要求，選擇合適的方法進(jìn)行觀測(cè)。通常情況下，利用幾何水準(zhǔn)法來測(cè)量建筑物傾斜程度的比較多。

2.3 造成建筑物沉降

建筑物出現(xiàn)均勻性的下沉并不會(huì)影響其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)于建筑物的使用性能也沒有任何影響。但是當(dāng)沉降超過一定允許范圍后，就非常容易出現(xiàn)安全事故，而且每個(gè)建筑物的地基都不同，沉降的效果也不同。當(dāng)建筑物的淺層地質(zhì)是砂土?xí)r，砂土具有一定的蓬松性，隨著建筑物的不斷下沉?xí)粩嗟亩逊e在建筑物的周圍，還起到了加速建筑物沉降的問題。當(dāng)建筑物的淺層地質(zhì)是粘土?xí)r，建筑物出現(xiàn)沉降現(xiàn)象是最不明顯的，因?yàn)檎惩帘旧砭哂幸欢ǖ恼承?，能夠有效的阻止建筑物下沉，但還是需要注意沉降問題所造成的損壞。當(dāng)建筑物的淺層地質(zhì)為填土?xí)r，建筑物的沉降速度是最快的，填土的強(qiáng)度本身就比較低，也沒有粘性，是所有地質(zhì)情況中沉降速度最快的。如表1所示，地層巖性的特質(zhì)，施工人員要根據(jù)深基坑周圍建筑物地質(zhì)的實(shí)際情況，選擇合適的方法進(jìn)行控制。

表1 地層巖性的特質(zhì)

相關(guān)部門在深基坑開外時(shí)對(duì)周圍建筑物沉降的情況進(jìn)行了研究，相關(guān)數(shù)據(jù)信息表明，當(dāng)一次性的開挖深度超過3米時(shí)，會(huì)導(dǎo)致基坑土壓力瞬間增大，沉降量也會(huì)瞬間增大，但是隨著土石方不斷的開挖，沉降量又會(huì)逐漸減緩。由于周圍建筑物的面積比較大，距離深基坑遠(yuǎn)近的不同，造成的沉降變形也不同。例如表2所示，開挖深度對(duì)于建筑遠(yuǎn)近沉降變形的差異，施工人員可以參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，判斷建筑物沉降的情況。

表2 建筑物沉降變形

2.4 造成地表曲率損害

深基坑分層開挖支護(hù)造成周圍建筑物由于地表彎曲而產(chǎn)生的損壞問題是非常常見的，主要和地表變形的形式有關(guān)。審計(jì)坑開挖后，會(huì)引起地表產(chǎn)生一定的變形，再加上地層本身存在一定的物理性質(zhì)，造成整個(gè)建筑荷載力的增加，導(dǎo)致彎曲損害的出現(xiàn)。由于地基原因而造成的建筑物損害和深基坑開挖而導(dǎo)致的建筑物損害還是有一定差別的，施工人員在實(shí)際施工中要注意區(qū)分，然后采取對(duì)應(yīng)的措施，減少對(duì)市政工程的影響。

2.5 影響地下管線和地表水

深基坑開挖支護(hù)對(duì)地下的管線和地下水都會(huì)有一定的影響，因此施工人員在開挖之前，務(wù)必要對(duì)其進(jìn)行充分的了解，對(duì)于直徑過大的煤氣或自來水的管線，通過其他的方法進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于無法設(shè)立的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可以采用間接的方式進(jìn)行管線布置。在深基坑開挖的過程中如果遇到地下水位比較淺的位置，會(huì)造成大面積的降水，如果施工單位沒有采取降水措施或者降水措施不當(dāng)，會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境和建筑造成非常不利的影響。當(dāng)深基坑開挖時(shí)，周圍的建筑物會(huì)發(fā)生沉降，主要和地表水的含量有關(guān)系，地表水的含量越少，沉降的范圍就會(huì)越大。所以深基坑在開挖時(shí)，要對(duì)地下水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，技術(shù)人員要更好的掌握沉降水的深度和隔水性能，以免對(duì)周圍的環(huán)境和建筑物造成影響。

2.6 造成塊體表面皺裂

深基坑開挖會(huì)對(duì)周圍的建筑物產(chǎn)生影響，主要是因?yàn)槭┕と藛T沒有選擇正確的估算方式，導(dǎo)致土體發(fā)生了位移，影響了周圍的建筑。土體發(fā)生位移，必然會(huì)導(dǎo)致土墻破裂，這種裂縫叫做皺裂面。土墻一旦發(fā)生皺裂面，其周圍就會(huì)非常容易產(chǎn)生大的形變，所以施工人員要注意觀察土墻情況，一旦發(fā)現(xiàn)皺裂面要及時(shí)進(jìn)行填充，以免發(fā)生沉降問題。

3、解決深基坑分層開挖支護(hù)對(duì)環(huán)境建筑物影響的對(duì)策

3.1 加強(qiáng)施工控制

市政建筑深基坑分層開挖支護(hù)在施工期間，進(jìn)行需要嚴(yán)格的控制，嚴(yán)禁出現(xiàn)超挖的現(xiàn)象，保證開挖質(zhì)量。首先施工人員要進(jìn)行合理的施工工序，有效的減少深基坑的變形以及周圍建筑的沉降問題。例如在安裝支撐架之前，要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，保證其具有良好的穩(wěn)定性，然后再繼續(xù)操作。其次是做好材料和機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備工作，施工人員要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行準(zhǔn)備，仔細(xì)檢查材料和設(shè)備的質(zhì)量，尤其是機(jī)械設(shè)備的使用性能，以免在施工過程中出現(xiàn)問題，影響施工進(jìn)度。管理人員要對(duì)深基坑開挖的工序和技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的步驟可以采用現(xiàn)代化技術(shù)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。加強(qiáng)對(duì)深基坑開挖施工的控制，能夠有效的提高施工質(zhì)量，降低對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響，保證市政建筑工程的順利進(jìn)行。

3.2 改善滲水問題

深基坑開挖過程中，可能會(huì)出現(xiàn)滲水的情況，如果滲水的位置比較小，或者是無壓力滲透，施工人員可以使用快速凝固的水泥將其進(jìn)行封堵；如果樁體沒有安全斷裂，產(chǎn)生滲漏位置的壓力比較小，可以采用聚氨酯壓力的方式對(duì)其進(jìn)行封堵；如果出現(xiàn)管涌險(xiǎn)情時(shí)，必須要進(jìn)行專業(yè)的加固。一旦出現(xiàn)異常情況，施工人員就要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，技術(shù)人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行會(huì)診，采取最合適的加固措施。施工人員在改善滲水問題時(shí)，也要相應(yīng)的采取一些保護(hù)措施，例如加強(qiáng)灌漿進(jìn)行堵漏，在結(jié)構(gòu)的外圍設(shè)置水帷幕，能夠更有效的防止?jié)B水問題的發(fā)生。我們已經(jīng)講述了滲水問題對(duì)周圍建筑物的影響，因此施工人員務(wù)必要重視滲漏問題，減少對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響。

3.3 落實(shí)應(yīng)急措施

城市發(fā)展的速度過快，隨處可見高樓大廈，市政建筑大多數(shù)都是為人民服務(wù)的，所以選擇承建的位置一般也都在居民樓周圍。所以管理人員更要重視深基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境和建筑物的影響，以免影響周圍居民的正常生活，更要保護(hù)好人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以在施工前，技術(shù)人員就要做好突發(fā)事件的應(yīng)急措施，保證工程的順利進(jìn)行。首先在深基坑開挖之前就要做好加固措施，合理的安排材料的輸送，更多的應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)手段，完善基坑的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，儲(chǔ)備充足的堵水物資。一旦發(fā)現(xiàn)坑底出現(xiàn)失穩(wěn)或者流砂的情況時(shí)，要立即使用堆料進(jìn)行反壓，并暫停開挖和降水，以免造成更嚴(yán)重的問題。其次當(dāng)施工人員發(fā)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜或變形時(shí)，需要在垂直方向增加支撐，水平方向需要提高支撐密度，一旦發(fā)現(xiàn)整體出現(xiàn)滑動(dòng)失穩(wěn)想象時(shí)，要立即進(jìn)行沙包回填，確?；臃€(wěn)定后再繼續(xù)施工。最后需要在坑基外面設(shè)置水位監(jiān)測(cè)孔，對(duì)水位是否發(fā)生異常進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并采取相應(yīng)的解決措施。只有應(yīng)急預(yù)案做的更加完善，才能確保在出現(xiàn)問題時(shí)，施工人員能夠有條不紊的進(jìn)行處理，以免造成更嚴(yán)重的后果。

3.4 建筑垃圾的處理

市政建筑深基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境最大的影響就是建筑垃圾，支護(hù)結(jié)構(gòu)在建筑工程達(dá)到一定水平時(shí)，要進(jìn)行拆除，技術(shù)人員會(huì)根據(jù)實(shí)際的支護(hù)結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的拆除措施。例如有的鋼支柱結(jié)構(gòu)就要進(jìn)行爆破，爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些結(jié)塊的混凝土，需要施工人員進(jìn)行手動(dòng)的處理，使其成為比較分散的混泥土。對(duì)于建筑垃圾施工人員首先要進(jìn)行清理，保證施工現(xiàn)場(chǎng)干凈衛(wèi)生，其次是對(duì)建筑垃圾進(jìn)行有效的處理，使其能夠進(jìn)行二次利用，減少對(duì)環(huán)境的污染。例如廢棄的混凝土，施工人員可以通過專用的機(jī)械將其二次粉碎，然后再次用來鋪路或者進(jìn)行其他用途。目前我國提倡更加環(huán)保的處理建筑垃圾，盡量變廢為寶，將其應(yīng)用到其他可以利用的地方，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。

3.5 使用壓密灌漿加固法

在深基坑開挖之前，施工人員可交易采用壓密灌漿加固法對(duì)周圍的土體進(jìn)行硬化，使其更加堅(jiān)實(shí)，在施工中減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。壓密灌漿加固法的施工工藝如圖1所示，首先進(jìn)行定位放線，然后沉管，再將所配備好的材料灌入到土層中，將巖石和土塊粘結(jié)在一起，增加土體的重量，縮小縫隙，從而使抗壓強(qiáng)度增加幾十倍，從而提升深基坑的抗壓能力，減少裂縫出現(xiàn)的概率。壓密灌注漿加固方法，可以使用在地質(zhì)情況相對(duì)較軟的情況中，提高地質(zhì)的強(qiáng)度，降低深基坑開挖對(duì)周圍建筑物的影響。

圖1 壓密灌漿加固的施工工藝

結(jié)束語：

市政建筑深基坑開挖對(duì)周圍的環(huán)境和建筑物的主要影響就是傾斜和沉降，設(shè)計(jì)人員要做好實(shí)地勘測(cè)工作，根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行合理方案設(shè)計(jì)。施工人員在施工過程中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，以免對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的影響和損害。管理人員要將更多先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到土坑開挖檢測(cè)中，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為市政建筑深基坑工程提供更精準(zhǔn)有效的數(shù)據(jù)，保證周圍環(huán)境和建筑物的穩(wěn)定性。