濱海新區(qū)環(huán)境巖土工程問題的探討與建議

□文/付海峰

天津濱海新區(qū)正是蓬勃發(fā)展的時期，其經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展離不開軌道交通、大規(guī)模交通網(wǎng)絡(luò)、住宅及商業(yè)中心的建設(shè)。城市規(guī)模不斷擴大、城市居住人口不斷增多、興建工程的增加必然涉及環(huán)境巖土工程問題。

概述

環(huán)境巖土工程一詞，來源于1986年美籍華人方曉陽教授主持召開的第一屆環(huán)境巖土工程國際學術(shù)研討會，方教授將環(huán)境巖土工程定位為跨學科的邊緣學科，覆蓋了在大氣圈、生物圈、水圈、巖土圈及地質(zhì)微生物圈等多種環(huán)境下土和巖石及其相互作用問題，主要是研究在不同環(huán)境作用下水土系統(tǒng)的工程性質(zhì)[1]。

環(huán)境巖土工程研究的內(nèi)容大致可以分為2類。

（1）環(huán)境工程。主要指用巖土工程的方法來抵御由于自然災(zāi)害和污染引起的環(huán)境問題。例如：抗沙漠化、防治滑坡以及處理各種廢棄物等。這些問題通常泛指為大環(huán)境問題。

（2）人類工程活動引起的一些環(huán)境問題。例如：在密集建筑群中打樁，由于擠土、振動、噪聲等對周圍居住環(huán)境的影響；深基坑開挖時，降水和卸荷引起的邊坡位移和周圍地面沉降等。

未來若干年，我國城市建設(shè)規(guī)模依然呈擴張態(tài)勢，城市施工影響周邊乃至整個地區(qū)的環(huán)境巖土工程問題迫切需要解決。一方面應(yīng)在理論上對施工作用影響下的土體環(huán)境問題進行研究；另一方面，應(yīng)研究減少環(huán)境影響的施工工藝、設(shè)備。對環(huán)境巖土給予專門的研究是必要并具有現(xiàn)實意義的[2]。

濱海新區(qū)的工程地質(zhì)特點和環(huán)境巖土工程問題

工程地質(zhì)特點

天津濱海新區(qū)規(guī)劃面積2270km2，海岸線153 km，地勢平坦，軟土、濱海鹽漬土土體工程性質(zhì)較差，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，人類工程活動強烈，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜。軟土土層中含水量大，多呈流塑狀，具有高壓縮性，工程性能差，承載力低下，往往無法滿足工程建設(shè)的要求。地下水位高且豐富，對于進行軟基處理也是不利因素。深厚層軟土的存在增大了地基處理的難度及基坑開挖、圍護的成本，影響到城市土地的開發(fā)和城市建設(shè)的發(fā)展。其引發(fā)的主要地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降、軟弱地基以及沙土液化[3]。

環(huán)境巖土工程問題

（1）建筑工程施工對周邊環(huán)境的影響。建筑施工對環(huán)境影響的主題是人類工程—經(jīng)濟活動引起的環(huán)境異常變化。例如：以往對城市環(huán)境工程地質(zhì)問題研究比較多的主要是基坑開挖或深基礎(chǔ)施工引起的周邊土體位移、透水等。近年來，一些特大城市的超高層建筑均有地下室，那么建地下室便需進行基坑開挖，對周圍地質(zhì)體、環(huán)境、生態(tài)等均產(chǎn)生一定的影響，即會產(chǎn)生一系列的環(huán)境工程地質(zhì)問題，這些問題的嚴重程度與場地的地質(zhì)條件、基坑開挖深度以及周邊的環(huán)境等均有密切的關(guān)系。

一些大型工程的建設(shè)甚至會造成地質(zhì)災(zāi)害，甚至影響局部小氣候；一些小型工程，對相鄰建筑基礎(chǔ)、交通通行、周圍住戶或行人安全也會造成一定的影響；建筑工地施工產(chǎn)生的噪聲、揚塵、固體物撒漏、夜間施工燈光等同樣會對周圍環(huán)境和居民造成影響。

（2）地面沉降。建筑工程中進行的基坑開挖、降水和排水等措施，極易引起施工區(qū)域周圍地表的地面沉降。由于地面沉降具有發(fā)展緩慢而不易覺察、波及范圍大、一旦發(fā)生則很難恢復(fù)等特點，所以它已成為城市現(xiàn)代化建設(shè)的主要公害。其中過度抽取地下水是導致地基沉降的最主要因素，它使含水層水平面下降，孔隙水壓力減小，上覆地層壓力不變，孔隙水壓力的減少值等于土顆粒骨架的附加有效應(yīng)力，從而引起地面的不均勻沉降[4]。

（3）城市廢棄物的處理。隨著社會的不斷發(fā)展，人們的生活水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)的不斷擴大，城市人口的急劇增長，造成固體廢棄物和生活垃圾數(shù)量也大量增加。這些城市廢棄物污染了環(huán)境，影響城市景觀、導致疾病傳播，嚴重威脅人類的健康及生活質(zhì)量。目前，廢棄物的貯存、處置和管理成為建設(shè)中的濱海新區(qū)亟待解決的問題。若得不到妥善解決，勢必產(chǎn)生潛在的環(huán)境巖土工程問題影響今后的發(fā)展。

對策

總結(jié)各種工程問題

對過去各類工程—經(jīng)濟活動中發(fā)生的環(huán)境巖土工程問題進行深入總結(jié)；對正在規(guī)劃或建設(shè)的一些重大工程設(shè)施，應(yīng)組織進行區(qū)域性的地質(zhì)調(diào)查；開展環(huán)境巖土工程評價工作；開展環(huán)境巖土工程監(jiān)測。

加強相關(guān)知識的普及和宣傳

過量地開采地下水、礦產(chǎn)和開挖深大基坑是導致地面沉降的最主要因素。防治和控制地面沉降已成為我們必須要解決的問題。首先，應(yīng)該加強法律知識宣傳，增強防災(zāi)意識，同時還要限制地下水的過量開采，調(diào)整地下水的開采層次，做好合理預(yù)測與監(jiān)測。對建設(shè)過程中發(fā)生的突發(fā)性事件做好應(yīng)急處理工作。

增強環(huán)保意識

城市的發(fā)展進步不只是建筑規(guī)模的龐大和生活設(shè)施的完善，安全、衛(wèi)生以及居民的整體素質(zhì)水平也是一個城市發(fā)展的標志。在城市廢棄物處理方面，應(yīng)積極發(fā)展生物化、垃圾衍生燃料和以回收資源的處置技術(shù)取代單純垃圾的處理方式。發(fā)展城市廢棄物綜合處理，高回收率及小環(huán)境影響為目標，這正符合天津濱海新區(qū)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

結(jié)論與建議

（1）加強建筑工程設(shè)計與施工的理論研究。由于地下工程建設(shè)的復(fù)雜性，在實踐中既存在著實踐超越理論的現(xiàn)象，又存在著理論不能正確反映實際施工過程存在問題的現(xiàn)象。因此，針對工程實踐的具體情況，加強有關(guān)理論研究與探索，才有可能提出有效的設(shè)計和施工方案，減小危害的發(fā)生。

（2）加速環(huán)境巖土工程專業(yè)人才的培養(yǎng)，相關(guān)院校、科研單位應(yīng)開設(shè)環(huán)境巖土工程及相關(guān)專業(yè)，把我國的巖土工程工作推向更高的水平。

（3）地下空間的利用有利于減少對自然環(huán)境的人為破壞。隨著巖土力學與工程技術(shù)水平的提高，對于在復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程的處理有了長足的進步。天津作為一個國際化的大都市，城市地面空間擁擠，建筑用地日益緊張，城市地下空間作為一種新型國土資源，適時、有序地加以開發(fā)利用，使有限的城市土地發(fā)揮更大的作用，這是必然的趨勢。天津的城市建設(shè)應(yīng)充分開發(fā)利用地下空間，比如地下停車場系統(tǒng)、地下軌道交通系統(tǒng)、地下商業(yè)系統(tǒng)等。

[1]方曉陽.21世紀環(huán)境巖土工程的展望[J].巖土工程學報，2000，22（1）：1-11.

[2]羅國煜，陳新民，李曉昭，等.城市環(huán)境巖土工程[M].南京:南京大學出版社，2000.

[3]楊繼位.麥秸稈加筋條件與加筋濱海鹽漬土的抗壓強度研究[D].天津：天津城市建設(shè)學院，2008.

[4]Zhenhua Ouyang，Meifeng Cai，Changhong Li，eta1.Seepage effects of groundwater and its make-up water on triggering ground subsidence[J].Journa1 of University of Science and Techno1ogy Beijing，2006，13（1）：11-15.