試論深基坑工程對周邊環境的影響及保護措施

邱 崗

（信陽職業技術學院， 河南 信陽 464000）

0 引言

根據《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》相關規定，深基坑是指開挖深度超過 5m，或是深度雖未超過 5m，但是地質條件和周邊環境特別復雜的工程。隨著基坑開挖深度的增加，對周邊環境產生的影響也會更加明顯，現場施工管理人員必須要重視這一影響，并能夠提前采取有效的防控措施，將負面影響降到最低。總體來說，深基坑工程對周邊環境產生的影響主要包括噪音污染、空氣污染、工程破壞等幾類，施工單位要強化責任意識、整體意識和動態觀念，既要保證深基坑工程建設質量，又要確保周邊環境安全。

1 深基坑施工特點

深基坑工程是現代建筑工程的重要組成部分，也是需要進行質量管理和環境控制的重要環節。與地面工程相比，深基坑工程有如下特點：（1）深基坑工程所面臨的環境差異化。城市地形地貌的差異化導致各種水文地質條件以及工程地質條件的表現出很大不同，在深基坑的開挖中只有結合各個地方的特色，實施符合實際環境的深基坑開挖工程，才能夠保證深基坑工程的順利進行。（2）深基坑的深度加大。建筑物的穩定性和基坑的深淺有著十分重要的關系，正因為人們對建筑物的需求以及土地的緊張性等因素，而導致了建筑物的本身計劃高度的加大，以及開始向地下開始開發。地下室的不斷出現就是案例，現在的地下室出現 4層也很正常。

2 深基坑施工對周邊環境帶來的負面影響

2.1 噪音污染

噪音污染是深基坑工程對周邊環境產生的一種常見負面影響。從設備、物料進場，到現場開挖施工，再到后期拆除深基坑支護結構等，都容易產生一定的噪音。根據相關的標準，建筑施工現場噪聲限值應確保白天不超過70dB，夜晚不得超過55 dB。但是通過對深基坑施工現場的噪聲監測，發現很多工程現場的噪聲超過了100 dB，對現場施工人員以及周邊住戶都造成了健康危害。另外，一些規模較大的工作，施工單位為了追趕工期，還會在夜間施工，加上噪音控制力度不強，噪音污染也更為明顯。

2.2 空氣污染

深基坑工程雖然是地下隱蔽施工，但是如果管理不當，仍然可能產生一定的粉塵和空氣污染。特別是在一些郊區的新建工程，由于本身監管力度不強，部分施工單位也放松了環境管理的標準。在深基坑施工現場，我們經常能夠看到一些運輸車來來往往的運輸渣土或混凝土，由于都是一些土路，運輸車在行駛過程中揚起大量塵土。這些塵土在風力作用下吹向周邊的居民區、工業園區，造成了環境污染，也危害了居民的健康。

2.3 廢棄物污染

深基坑施工中，如果管理不當或是前期準備工作不到位，容易產生較多的廢棄物和建筑垃圾。主要包括以下幾種：其一是深基坑開挖出來的泥土、碎石，有些施工單位出于方便，將這些土石就近堆放，或是選擇一處空地隨意堆放。不僅占用了公共空間，而且這些土石容易污染環境，特別是受到雨水沖刷后，泥土隨著雨水流向周邊的道路，造成嚴重的環境污染。其二，建筑廢棄材料。深基坑工程雖然是現代高層建筑施工不可或缺的環節，但是本質上屬于一種臨時工程，后期需要拆除。這樣一來，深基坑施工中用到的一些支撐、圍護材料，就會隨著工程建設逐漸被拆除。部分材料拆除后隨意堆放，這些廢棄物一來是占用了較多空間，二來也影響了環境美觀。

2.4 工程破壞

如果深基坑工程靠近一些建筑物工程，深基坑施工不當，或是籌劃不到位，也會對這些工程的質量安全造成破壞影響。例如，在市區開展深基坑施工時，由于建筑物相對密集。開挖深基坑后，原來密實的土體結構被破壞，周邊建筑物的地基在受到較大垂直荷載的情況，地基土逐漸擠壓，不僅導致深基坑變形，而且還會造成建筑物地基不均勻沉降，影響建筑物的使用安全。如果深基坑工程周邊有公路，也會因為同樣的原理導致公路出現路面塌陷、裂縫等問題，嚴重影響行車安全和縮短了公路使用壽命。

2.5 地下水系統的破壞

正常情況下，一個地區的水循環系統是相對穩定的，但是近年來新建了大量高層和超高層建筑。在這些高層建筑群施工中，為了保證建筑穩定和質量安全，均需要開挖深基坑。密集的深基坑群會對區域地下水系統造成破壞影響，例如造成地下水無法正常流通，并且深基坑的匯集作用，會導致地下水位下降，進而引發了地面沉降等一系列環境問題。此外，在深基坑施工中，為了保證坑內作業安全，也會采取多種方式進行基坑降水，例如在深基坑一側修建降水井，在降水和排水過程中，還會造成一部分泥土、砂石流失，改變了該區域原來的土體結構，水循環系統的平衡狀態被打破，除了影響正常灌溉和飲用外，也不利于植被生長，對區域生態環境也造成了破壞。

3 深基坑施工與周邊環境保護的協調措施

3.1 加強地質勘查，制定詳細施工方案

不同地區的地質條件和工程周邊環境存在很大差異，這也就意味著針對不同的工程項目，開展深基坑施工前都需要開展一次全面、細致的調查工作。調查內容主要分為兩個方面：其一，展開地質調查，明確工程所在位置的地質狀況。如果是軟土等特殊地質，需要提前制定相應的深基坑施工方案。通過地質調查還可以明確施工區域地下管線的埋設情況，與相關部門進行協商臨時更改管線走向，避免深基坑開挖施工對周圍群眾正常用電、用氣、用水等造成影響。其二，開展環境調查，特別是在一些人口密集的市區，或是施工區域周邊有古建筑、文化遺址的情況，應當通過勘查明確深基坑的開挖范圍。如果靠近建筑物的，應當劃定最小距離，避免深基坑開挖影響建筑地基穩定。在施工方案中，還應當規劃好深基坑開挖土壤的堆放場所，避免隨意堆放造成環境污染。

3.2 根據現場情況選擇合適的基坑支護結構

基坑支護結構的選型需因地制宜，通常要考慮以下因素：（1）基坑開挖的深淺；（2）施工及周邊場地的大小；（3）周邊環境的限制（周邊建筑群容許的沉降量及地下管道的布置情況）；（4）施工條件（工期及施工所使用的設備及工器具）。在綜合考慮上述要素后，還要切實提高深基坑支護施工的質量和效率。施工隊伍應提前了解工程項目所在地區的地質條件和水溫特點，這樣才能在支護工作中選擇合適的支護方式，提高支護效果，為現場施工人員創造安全的環境。

3.3 深基坑開挖前做好降水工作

隨著基坑開挖深度的增加，地下水在重力作用下匯集到基坑中，除了會影響到深基坑現場作業的順利進行外，還會造成深基坑四周土壁坍塌。如果深基坑施工在公路、建筑附近，坍塌后會造成路基、地基失穩，影響公路和建筑的質量安全。為了避免此類破壞問題的發生，當深基坑開挖到一定深度后，就要及時開展降水工作。在基坑降水前，宜進行抽水試驗，結合深基坑開挖情況和地質勘查報告結果確定降水方式，并在基坑降水期間，實時監測周邊地下水位的變化情況，同時可在基坑外設置回灌井，在必要時可采取回灌水的方式，一方面保證基坑開挖施工的順利開展，另一方面對于周邊環境可切實防范由于基坑降水帶來的不利影響。

3.4 加強現場管理，落實綠色施工理念

在一些建筑物比較密集的區域進行深基坑工程施工，必須要考慮到現場施工對周邊環境帶來的多方面影響，其中既有空氣污染、噪聲污染等直觀影響，也有地下水位下降等潛在的影響。因此，施工單位必須要采取更加嚴格和全面的現場管理，將深基坑工程對周邊環境的各種影響都降到最低。首先，要貫徹落實綠色施工理念，在深基坑工程施工之前，就要結合前期調查，提供一套綠色施工方案。例如在深基坑周圍設立隔離墻，既可以防塵，又可以減緩噪聲。其次，現場施工中，也要加強監督管理，確保施工作業嚴格執行方案要求和相關標準。例如根據前期調查已知施工區域有一埋深11m的線纜，設計開挖深度為9.8m，避免相互影響。但是如果出現超挖問題，就可能破壞線纜。通過強化現場監督管理，避免超挖、欠挖問題，可以降低對周邊環境的破壞性影響。

3.5 BIM技術在深基坑施工中的應用

深基坑施工本身具有較強的隱蔽性，加上不同工程所在位置、地理環境、地質條件上存在較大差異，給深基坑施工增加了難度，也造成了對周邊環境影響的不確定性。例如某工程深基坑施工中，由于沒有提前了解該區域的地下管線情況，導致基坑開挖破壞了燃氣管道，不僅帶來了安全威脅，也嚴重影響了周邊住戶的正常用氣和生活秩序。BIM技術是近年來在建筑工程施工中廣泛應用的信息技術之一，它能夠通過全面獲取工程相關信息，在此基礎上構建起三維的立體模型。將BIM技術應用到深基坑工程中，可以幫助現場施工人員更加全面的了解周邊環境信息，并且動態、直觀的掌握深基坑施工與周邊環境的相互影響。例如，利用BIM技術的模擬性，可以模擬出基坑開挖深度和周圍地基受力變化的關系曲線圖。如果基坑開挖會破壞公路路基、建筑地基的穩定性，則停止開挖，采取加固措施且不影響路基、地基后，再繼續施工。

3.6 重視深基坑圍護與支撐的施工

當深基坑在處于工程樁施工工序時，必須在已明確的工程樁內設置好結構柱（即鋼柱），結構柱作為基坑支護體系的重要成員用于垂直支撐基坑。當工程樁施工完畢，必須馬上進行圍護樁（鉆孔灌注樁）和水泥攪拌樁的施工。根據實際經驗，開挖過程中必須把土體分為不同時間進行開挖的塊，便于工序的開展。一塊結束必須馬上立好支撐，當開挖工作進行到基坑底時，必須全力進行墊層和大底板施工工作。在后期深基坑工程施工中，也要安排專人定期對圍護和支撐結構進行檢查，做好變形監測工作，如果變形問題嚴重要及時采取相應措施，包括撤離現場施工人員，進行變形位置的加固等等，實現安全施工。

4 結語

在綠色施工理念得到建筑行業廣泛認同的背景下，加強深基坑施工管理，協調好深基坑工程與周邊環境的平衡關系，就成為施工單位必須要考慮的問題。選擇合理的開挖與支護方式、通過設置足夠支撐及預加軸力的方法等措施，來控制擋墻的側向位移。地下水與基坑問題密切相關，不僅要重視降水對基坑圍護體系本身的影響，而且要注意地下水位變化對周邊環境的影響。通過綜合采取上述措施，切實提高深基坑工程質量，并保證周邊環境和建筑質量安全。