市政建筑深基坑分層開挖支護對環境建筑物的影響分析

文／李敏、李普星 山東昊業建設工程集團有限公司 山東濟南 271100

引言：

近幾年，我國建筑行業的發展非常迅速，深基坑支護技術和結構也越來越多，針對不同的地質情況可以選擇不同的支護方式。無論何種支護技術在進行土方開挖時，都會對周圍的環境和建筑物造成一定的影響，例如工程事故，對施工人員和周圍居民的人身財產安全都有一定的威脅。因此施工單位務必要重視深基坑支護對周圍環境和建筑物的影響，提前做好預案措施，一旦出現問題要及時采取措施，確保周圍建筑物的安全，保證市政建筑工程的順利實施。

1、市政建筑深基坑分層開挖支護的特點和重要性

1.1 市政建筑深基坑分層開挖支護的特點

市政建筑深基坑分層開挖支護主要有以下三個特點，第一個是支護施工的綜合性比較強，影響支護施工的因素比較多，施工人員不僅要仔細勘察施工地點的實際地質情況，還要充分考慮地下水、周圍建筑環境以及管線的問題。一旦出現施工問題，可能會造成周圍居民的生活不便，甚至會發生嚴重的安全事故。因此相關部門務必要重視深基坑分層開挖支護對周圍的影響，加強支護結構變形的預防和監測。第二個是土方開挖的施工技術對工程的影響，深基坑施工主要分為土方開挖和支護結構技術兩部分，其中土方開挖施工的合理性決定支護體系是否能夠成功。土方開挖施工技術的選擇、開挖步驟和開挖速度都有可能造成結構變形，穩定性減弱，最終導致支護失敗。另外土方開挖會產生大量的土方，如何運送和處理廢棄土方，降低其對環境的影響也是一個比較重要的問題。設計人員要根據實際產生土方數量的情況，制定合理的處理方案，既能將多余的土方處理掉，還能保護環境。

第三點是深基坑支護必然會對周圍的環境產生影響，例如對現場地下水位的影響，造成周圍的土體出現變形現象。隨著土方開挖的深度逐漸加深，可能會破壞地下管線，而且周圍建筑物也可能會出現下沉的情況，甚至會影響建筑物的安全性能。所以施工人員在深基坑開挖支護前，要對施工現場的地下線路有一個充分的了解，仔細檢查設計方案的可行性和合理性，減少對線路的破壞。第四點是支護結構的安全系數低，深基坑支護屬于臨時結構，起到支撐的作用，當工程結束后，要進行拆除，所以它的安全系數比較小，風險非常大。在施工過程中，施工人員可以充分的利用現代化的科學技術，對深基坑的開挖支護進行實時監測，針對容易出現問題的地方要做好應急預案，一旦出現危險情況，要及時進行補救。以免造成更嚴重的問題。拆除支護時，技術人員要選擇合理的方式，將建筑垃圾采用綠色環保的方式進行處理。

1.2 市政建筑深基坑分層開挖支護的重要性

市政建筑工程涉及到的內容比較多，例如公共醫療建筑、垃圾處理建筑等，這些公共建筑所設立的位置有時會靠近地鐵或者居民區，因此如何降低深基坑分層開挖支護技術對周邊環境和建筑物的影響就非常重要。首先深基坑支護最根本的作用就是遮擋土地，穩固坑底和攔截地下水的作用，保證地上或地下的施工環境更加安全。其次深基坑支護在施工期間能夠起到支撐的作用，施工人員要提前做好結構承載力的作用，嚴格選擇合適的支護類型。合理的支護結構能夠保證建筑工程的施工安全，提高工作效率，節省更多的經濟效益。

2、市政建筑深基坑分層開挖支護對環境建筑物的影響

2.1 基礎影響

深基坑開挖對周圍環境和建筑物所造成的影響主要是相鄰效應，不同基礎形式的建筑物所受到的影響也是不同的。例如樁基礎的建筑物受到深基坑開挖的影響遠遠小于淺埋基礎的建筑物，相關的工作人員仔細的研究和監測了基坑和建筑物之間的距離與建筑物的基礎高差之間的關系，施工人員可以根據相關數據作為分析和預測的參考。

2.2 造成建筑物傾斜

市政建筑深基坑開挖過程中，會破壞周圍建筑物旁邊基礎的地基，建筑物上方的受力情況是不變的，基礎出現問題后，會造成建筑物傾斜。為了減少深基坑支護對周圍建筑物的影響，要對其進行實時檢測，選擇合適的沉降點進行觀察。施工人員可以采用水平測距法、幾何水準法和測水平角的方法對其進行檢測，通過相應數據的測量和計算，求出相關參數，作為建筑物是否出現傾斜的判斷標準。每種測量方法都有各自的特點和使用范圍，施工人員要根據實際要求，選擇合適的方法進行觀測。通常情況下，利用幾何水準法來測量建筑物傾斜程度的比較多。

2.3 造成建筑物沉降

建筑物出現均勻性的下沉并不會影響其結構的穩定性，對于建筑物的使用性能也沒有任何影響。但是當沉降超過一定允許范圍后，就非常容易出現安全事故，而且每個建筑物的地基都不同，沉降的效果也不同。當建筑物的淺層地質是砂土時，砂土具有一定的蓬松性，隨著建筑物的不斷下沉會不斷的堆積在建筑物的周圍，還起到了加速建筑物沉降的問題。當建筑物的淺層地質是粘土時，建筑物出現沉降現象是最不明顯的，因為粘土本身具有一定的粘性，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。當建筑物的淺層地質為填土時，建筑物的沉降速度是最快的，填土的強度本身就比較低，也沒有粘性，是所有地質情況中沉降速度最快的。如表1所示，地層巖性的特質，施工人員要根據深基坑周圍建筑物地質的實際情況，選擇合適的方法進行控制。

表1 地層巖性的特質

相關部門在深基坑開外時對周圍建筑物沉降的情況進行了研究，相關數據信息表明，當一次性的開挖深度超過3米時，會導致基坑土壓力瞬間增大，沉降量也會瞬間增大，但是隨著土石方不斷的開挖，沉降量又會逐漸減緩。由于周圍建筑物的面積比較大，距離深基坑遠近的不同，造成的沉降變形也不同。例如表2所示，開挖深度對于建筑遠近沉降變形的差異，施工人員可以參考相應的數據信息，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造成周圍建筑物由于地表彎曲而產生的損壞問題是非常常見的，主要和地表變形的形式有關。審計坑開挖后，會引起地表產生一定的變形，再加上地層本身存在一定的物理性質，造成整個建筑荷載力的增加，導致彎曲損害的出現。由于地基原因而造成的建筑物損害和深基坑開挖而導致的建筑物損害還是有一定差別的，施工人員在實際施工中要注意區分，然后采取對應的措施，減少對市政工程的影響。

2.5 影響地下管線和地表水

深基坑開挖支護對地下的管線和地下水都會有一定的影響，因此施工人員在開挖之前，務必要對其進行充分的了解，對于直徑過大的煤氣或自來水的管線，通過其他的方法進行測量，對于無法設立的監測點，可以采用間接的方式進行管線布置。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，會對周圍的環境和建筑造成非常不利的影響。當深基坑開挖時，周圍的建筑物會發生沉降，主要和地表水的含量有關系，地表水的含量越少，沉降的范圍就會越大。所以深基坑在開挖時，要對地下水進行實時監測，技術人員要更好的掌握沉降水的深度和隔水性能，以免對周圍的環境和建筑物造成影響。

2.6 造成塊體表面皺裂

深基坑開挖會對周圍的建筑物產生影響，主要是因為施工人員沒有選擇正確的估算方式，導致土體發生了位移，影響了周圍的建筑。土體發生位移，必然會導致土墻破裂，這種裂縫叫做皺裂面。土墻一旦發生皺裂面，其周圍就會非常容易產生大的形變，所以施工人員要注意觀察土墻情況，一旦發現皺裂面要及時進行填充，以免發生沉降問題。

3、解決深基坑分層開挖支護對環境建筑物影響的對策

3.1 加強施工控制

市政建筑深基坑分層開挖支護在施工期間，進行需要嚴格的控制，嚴禁出現超挖的現象，保證開挖質量。首先施工人員要進行合理的施工工序，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，要對其進行調整，保證其具有良好的穩定性，然后再繼續操作。其次是做好材料和機械設備的準備工作，施工人員要嚴格按照設計方案進行準備，仔細檢查材料和設備的質量，尤其是機械設備的使用性能，以免在施工過程中出現問題，影響施工進度。管理人員要對深基坑開挖的工序和技術進行嚴格的控制，需要實時監測的步驟可以采用現代化技術，保證監測數據的準確性。加強對深基坑開挖施工的控制，能夠有效的提高施工質量，降低對周圍環境和建筑物的影響，保證市政建筑工程的順利進行。

3.2 改善滲水問題

深基坑開挖過程中，可能會出現滲水的情況，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行封堵；如果樁體沒有安全斷裂，產生滲漏位置的壓力比較小，可以采用聚氨酯壓力的方式對其進行封堵；如果出現管涌險情時，必須要進行專業的加固。一旦出現異常情況，施工人員就要對其進行嚴格的監測，技術人員需要根據實際情況進行會診，采取最合適的加固措施。施工人員在改善滲水問題時，也要相應的采取一些保護措施，例如加強灌漿進行堵漏，在結構的外圍設置水帷幕，能夠更有效的防止滲水問題的發生。我們已經講述了滲水問題對周圍建筑物的影響，因此施工人員務必要重視滲漏問題，減少對周圍環境和建筑物的影響。

3.3 落實應急措施

城市發展的速度過快，隨處可見高樓大廈，市政建筑大多數都是為人民服務的，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周圍環境和建筑物的影響，以免影響周圍居民的正常生活，更要保護好人民的生命財產安全，所以在施工前，技術人員就要做好突發事件的應急措施，保證工程的順利進行。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，更多的應用現代化的技術手段，完善基坑的監測系統，儲備充足的堵水物資。一旦發現坑底出現失穩或者流砂的情況時，要立即使用堆料進行反壓，并暫停開挖和降水，以免造成更嚴重的問題。其次當施工人員發現支護結構出現傾斜或變形時，需要在垂直方向增加支撐，水平方向需要提高支撐密度，一旦發現整體出現滑動失穩想象時，要立即進行沙包回填，確保基坑穩定后再繼續施工。最后需要在坑基外面設置水位監測孔，對水位是否發生異常進行實時監測，并采取相應的解決措施。只有應急預案做的更加完善，才能確保在出現問題時，施工人員能夠有條不紊的進行處理，以免造成更嚴重的后果。

3.4 建筑垃圾的處理

市政建筑深基坑開挖對周圍環境最大的影響就是建筑垃圾，支護結構在建筑工程達到一定水平時，要進行拆除，技術人員會根據實際的支護結構采取相應的拆除措施。例如有的鋼支柱結構就要進行爆破，爆破時會產生一些結塊的混凝土，需要施工人員進行手動的處理，使其成為比較分散的混泥土。對于建筑垃圾施工人員首先要進行清理，保證施工現場干凈衛生，其次是對建筑垃圾進行有效的處理，使其能夠進行二次利用，減少對環境的污染。例如廢棄的混凝土，施工人員可以通過專用的機械將其二次粉碎，然后再次用來鋪路或者進行其他用途。目前我國提倡更加環保的處理建筑垃圾，盡量變廢為寶，將其應用到其他可以利用的地方，減少對周圍環境的影響。

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周圍的土體進行硬化，使其更加堅實，在施工中減少對周圍環境的影響。壓密灌漿加固法的施工工藝如圖1所示，首先進行定位放線，然后沉管，再將所配備好的材料灌入到土層中，將巖石和土塊粘結在一起，增加土體的重量，縮小縫隙，從而使抗壓強度增加幾十倍，從而提升深基坑的抗壓能力，減少裂縫出現的概率。壓密灌注漿加固方法，可以使用在地質情況相對較軟的情況中，提高地質的強度，降低深基坑開挖對周圍建筑物的影響。

圖1 壓密灌漿加固的施工工藝

結束語：

市政建筑深基坑開挖對周圍的環境和建筑物的主要影響就是傾斜和沉降，設計人員要做好實地勘測工作，根據實際要求進行合理方案設計。施工人員在施工過程中要嚴格按照相關規范進行操作，以免對周圍的環境造成嚴重的影響和損害。管理人員要將更多先進的技術應用到土坑開挖檢測中，提高監測數據的準確性，為市政建筑深基坑工程提供更精準有效的數據，保證周圍環境和建筑物的穩定性。