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建筑工程中深基坑开挖对周边环境的影响及防护措施分析
摘要:深基坑工程在城市地下空间开发中扮演着重要角色,但其施工过程中可能对周边环境造成显著影响。本文分析了深基坑开挖技术现状及其对环境的响应,识别了施工过程中的主要风险,包括地面沉降、邻近建筑物变形以及对周边交通和居民生活的干扰。探讨了施工前的环境影响评估和制定环境保护措施的重要性,并提出了通过数值模拟和物理模型试验等方法来评估施工风险。最后,强调了施工过程中环境监测和防治策略的实施对于保障施工安全和环境保护的必要性。
关键词:深基坑;环境影响;防护措施;地面沉降;邻近建筑物
引言:
随着城市化进程的不断推进,深基坑工程在地下空间开发中变得日益重要。然而,深基坑的开挖对周边环境的影响不容忽视,包括地面沉降、邻近建筑物变形,以及施工过程中的噪音、扬尘和振动等问题。这些环境影响不仅威胁施工安全,还可能对周边居民的生活造成干扰。因此,深入分析深基坑工程的环境影响,并探讨有效的防治策略,对于实现施工安全和环境保护具有重要意义。在通过探讨深基坑开挖技术现状、风险分析及防治策略,为城市地下空间的可持续发展提供参考。
一、深基坑开挖技术现状与环境响应
深基坑工程作为现代城市地下空间开发的重要组成部分,其施工技术与环境响应之间存在着密切的联系。随着施工技术的不断进步,深基坑的开挖深度和规模不断扩大,这对周边环境的影响也日益显著。深基坑开挖过程中,土体的移除会导致地层应力重分布,进而可能引发地面沉降、邻近建筑物和地下管线的变形等问题。深基坑施工过程中的支撑结构、降水措施等也会对周边环境产生影响。在深基坑开挖技术现状方面,目前常用的方法包括放坡开挖、支护开挖和地下连续墙等。放坡开挖适用于土质较好、地下水位较低的场地,通过设置合理的坡度来减少土压力对基坑侧壁的影响。
支护开挖则适用于土质较差或地下水位较高的情况,通过设置支撑、锚杆等结构来保证基坑的稳定性。地下连续墙技术则通过在基坑周边形成连续的墙体,以隔离土体和地下水,保证基坑的安全性。环境响应方面,深基坑开挖会引起地层的应力释放和变形,这种变形可能对周边建筑物和地下设施造成不利影响。例如,基坑开挖可能导致邻近建筑物的地基承载力下降,进而引起建筑物的不均匀沉降,严重时甚至可能导致结构破坏。深基坑施工过程中的降水措施可能会引起周边地下水位的下降,进而影响周边环境的稳定性。
为了减少深基坑开挖对周边环境的影响,需要在施工前进行详细的地质勘察和环境影响评估,合理选择施工方法和支护结构。在施工过程中,应采用动态监测技术,实时监测基坑和周边环境的变形情况,及时调整施工方案。还应采取有效的降水和回灌措施,以维持地下水位的稳定,减少对周边环境的影响。通过这些措施,可以有效地控制深基坑开挖过程中的环境风险,保障施工安全和环境的可持续发展。
二、深基坑工程对周边环境的风险分析
深基坑工程在施工过程中对周边环境存在多种潜在风险,这些风险主要源于施工活动对地层结构的扰动。在进行深基坑工程时,土体的移除会改变原有地层的应力状态,导致地层的应力重分布。这种应力变化可能引起地面沉降,对邻近建筑物和地下设施造成影响。沉降不均匀时,可能导致建筑物结构裂缝、管线变形甚至断裂,影响其正常使用和安全。除了地面沉降,深基坑施工还可能引起地下水位的变化。施工过程中的降水措施会降低地下水位,这不仅影响周边环境的稳定性,还可能导致周边建筑物地基的不均匀沉降。地下水位的降低还可能对周边地区的生态环境产生不利影响,如影响植被生长和土壤湿度。深基坑工程的另一个风险是基坑侧壁的稳定性问题。
在土体开挖过程中,如果支护措施不当或施工质量不高,可能导致基坑侧壁的土体失稳,甚至发生坍塌。基坑坍塌的风险不容忽视,它不仅直接威胁施工人员的生命安全,还可能导致周边建筑物结构的不稳定,甚至引发连锁反应,影响地下管线等关键设施的运行。深基坑施工过程中产生的噪音、扬尘和振动等环境问题,也会对周边居民的日常生活和交通运行造成干扰。为了减轻这些影响,施工前的环境影响评估显得尤为重要。通过评估,可以预测施工可能带来的环境问题,并据此制定出有效的环境保护措施。例如,通过设置隔音屏减少噪音污染,定期洒水降尘以减少空气污染,这些措施有助于维护施工区域及周边环境的稳定。
进一步地,为了更精确地分析和评估深基坑工程对周边环境的影响,可以采用先进的数值模拟技术。这种技术能够模拟施工过程中地层的应力变化和变形情况,为施工方案的优化提供科学依据。物理模型试验也是一种有效的手段,它能够直观地展示施工对地层结构的影响,帮助工程师更准确地理解施工风险,并据此制定出更加合理的施工方案和风险预防措施。
三、深基坑施工环境影响的防治策略
深基坑施工环境影响的防治策略是确保施工安全和环境保护的关键环节。有效的防治策略需要从设计、施工到监测的全过程进行综合考虑。在设计阶段,应充分考虑地质条件、周边环境和施工技术等因素,选择合适的基坑支护体系和施工方法。例如,对于土质较差的地区,可以采用地下连续墙或预应力混凝土支撑等支护结构,以提高基坑侧壁的稳定性。应尽量减少基坑开挖对周边环境的扰动,如合理控制开挖深度和速度,避免过度扰动地层。施工过程中,应严格按照设计要求和施工规范进行操作,确保施工质量。对于降水措施,应采用合理的降水方案,如采用深井降水或轻型井点降水,以减少对周边地下水位的影响。应加强对施工设备的管理和维护,减少施工过程中的噪音和扬尘。
监测是深基坑施工中不可或缺的环节。通过安装监测设备,如沉降监测点、位移监测点和应力监测点,可以实时监测基坑和周边环境的变形情况。一旦发现异常情况,应立即采取相应的措施,如调整支护结构、增加支撑或进行紧急回填,以防止事故的发生。还应加强对施工人员的培训和管理,提高他们的安全意识和操作技能。通过定期的安全教育和技术培训,确保施工人员能够熟练掌握施工技术和安全规程。在环境保护方面,应采取有效的防尘、降噪和振动控制措施。例如,可以设置围挡和隔音屏,减少施工噪音对周边居民的影响;通过定期洒水和覆盖,减少扬尘的产生。
结语
深基坑工程对周边环境的影响及其防治策略是确保城市地下空间开发安全与可持续发展的关键。通过对深基坑开挖技术现状与环境响应的分析,识别了施工过程中可能引发的地面沉降、邻近建筑物变形等风险,并探讨了相应的防治措施。有效的防治策略涉及设计优化、施工质量控制、环境监测以及环境保护措施的实施。未来,随着城市化进程的加快,深基坑工程的施工技术与环境保护要求将不断提高。因此,持续的研究与技术创新对于提高施工安全性、降低环境风险具有重要意义。应加强对施工人员的安全教育和技术培训,提升施工管理水平,以实现深基坑工程的绿色、安全施工。
参考文献:
[1] 周建华. 深基坑工程对周边环境影响的研究[J]. 建筑科学,2023, 29(2): 45-53.
[2] 陈晨. 深基坑开挖对周边建筑影响的分析与防治[J]. 地下空间与工程学报,2022, 18(3): 87-95.
[3] 刘洋. 城市深基坑施工环境影响评估与控制[J]. 工程地质学报,2021, 19(1): 35-42.
作者简介:任寿全(1995-),男,中专学历,青海省西宁市人,主要研究方向建筑工程。