基坑开挖中的环境岩土工程问题

基坑开挖中的环境岩土工程问题

摘要:本文试图从基坑开工中的岩土问题入手,由此进一步对岩土问题的产生原因进行分析,进而提出相应的解决方法,希望为有关专业人士带来一定的参考与借鉴。

关键词:基坑环境;岩土问题

随着社会经济的不断发展进步,各个地方政府关于城市建设的项目也在不断开工建设。在诸多的城市建设项目中,基坑是无法避免要面对的重大项目之一,基坑项目本身收环境因素的制约较大,另外基坑项目本身也容易对周边环境带来不同程度的破坏。

1深基坑项目里的岩土环境问题

(1)基坑附近沉降与变形的地表现状。基坑项目在建设中不可避免会出现地面的沉降,究其原因,一方面源自于地下水的水位差异。这种由于水位差异产生的地面塌陷与沉降主要出现在基坑周围的圆形区域,以基坑为中心,向四周呈环形状分布[1]。施工方出于项目建设的需要,不断的将渗入的地下水抽出,在这个过程中,水流混杂这土层不断的流出,从而造成了基坑附近地面的不断塌陷与沉降。这种地下水造成的地面塌陷与沉降常见于地下水系较为发达的地形,伴随着基坑项目施工全过程,会不断的出现。(2)支撑装置的形变。基坑项目必备的支撑装置也会对基坑项目周围的地面造成塌陷和沉降。究其原因,主要在于支撑件的形变问题,形变的方向主要集中在水平方向和竖直方向。这两种方向的形变位移会出现在项目施工的不同阶段。在项目开挖的初期阶段,支撑件的形变主要体现在水平方向的位移,由于水平方向位移的形变,会造成地面的塌陷和沉降。随着项目施工进度的不断向前,基坑深度逐渐加深,支撑件的土基压力不断增加,支撑件本身形状逐渐复位,但是相应水平方向的位移并不会消除,相反会进一步扩大塌陷和沉降的范围。(3)地下流沙的问题。流沙问题的出现主要取决于基坑项目施工的土层性质和地下水系的具体分布情况。例如如果基坑项目的施工地点主要以砂土为主,且地质较为松散,如果地下水系较为丰富,有着较大向上水压,则这种情况下,流沙问题会不可避免的出现,涌现在基坑的施工表面,并进一步的破坏基坑施工表面的应力结构,从而造成基坑地面的塌陷和沉降。(4)基坑施工的变形。在基坑项目的施工过程中,基坑形变补不可避免的。究其原因,主要原因有以下几点:一是由于基坑施工,土方移除造成了原有自重的移除,导致土基表面的形变;二是土方移除后,土基表面形变造成的进一步松弛和变形;三是前述的基坑的支撑件的形变造成的土基受力不均,从而造成基坑内部的形变;四是有些基坑土层粘性较大,再加上丰富的地下水系,粘土大量吸水增大了体积,从而造成了基坑内部的形变。分析了这几种原因,集中的解决方法主要在以基坑的施工次序,在开挖基坑的后续过程中应紧密衔接,不要让基坑长时间搁置[2]。

2解决对策

(1)强化岩土形变的理论建模。现有的岩土形变的理论建模还处在较为初级和粗糙的阶段。有鉴于工程项目建设的复杂程度在不断地增加,想要理论更好地指导实践工程,就需要我们进一步强化现有的岩土形变的理论建模,需要我们建立更加精确的岩土形变的模型,从而可以从理论的高度,从根本上找出形变的影响及耦合因子,从而对症下药,更好地解决由于岩土形变造成的基坑地面的塌陷和沉降问题。(2)重视开工前的地质勘察。工程开工前,地质勘察是不可缺少的重要环节。对于不同地质情况,详尽的地质勘查可以在不同程度上尽最大可能地规避由于地质因素造成的工程风险。正如前述的流沙等问题,就是集中反映在地质情况中,对于特定的地质条件,往往会出现不同情况的地质风险。对于施工方而言,不同的施工方案也面临着不同的施工风险。(3)进一步优化施工方案的选择。由于基坑项目施工的复杂性,施工方案也多种多样。不同的施工方案也面临着不同的施工风险。不同施工方案有相应的适用限制,并不存在广义上的普适性的施工方案。因此在项目施工前,施工方应该具体分析施工环境,选取最优的施工方案,尽最大可能减少施工风险。(4)选取更科学的排水方案。基坑项目施工中无法回避的一个因素就是地下水。基坑形变问题也或多或少会受到地下水的影响。诸如岩土形变,流沙,粘土鼓包等形变问题,都与施工环境中的地下水系有关。因此,选取科学合理的排水方案,也是减少基坑形变的有效方法。不同排水方案有相应的适用限制,并不存在广义上的普适性的排水方案,施工方因具体问题具体分析,选取最适合的排水方案,提高工程质量。(5)大力推广时空效应技术。所谓时空效应,即是指在基坑项目施工的过程中,对于每个环节中的关键指标,诸如土方开挖量,空间尺寸,支撑件受力时间及分析等,进行详尽和准确的跟踪监控,从而实时掌握基坑形变的整个过程,做到施工方心中有数。在不同的施工阶段,采用不同的干预方法,有效地控制基坑表面的形变问题,做到从根本上解决问题。(6)加强现场监控,提高信息化水平。基坑项目属于动态复杂项目,不仅影响因素多,而且各个因素之间还存在着不同程度的强耦合性。现有的岩土形变的理论建模还处在较为初级和粗糙的阶段,但是工程项目建设的复杂程度却在不断地增加。在理论无法进一步给予工程实践支持的前提下,提高信息化水平,通过加强现场监控,实时了解施工情况则成为了一种较好的解决方法。通过对每个施工环节中的关键指标的实时监控,从而可以做到对施工情况进行详尽和准确的跟踪监控,进而实时掌握基坑形变的整个过程,做到施工方心中有数。在不同的施工阶段,采用不同的干预方法,有效地控制基坑表面的形变问题,对症下药,有的放矢,降低工程施工风险,提高工程质量,做到从根本上解决问题。(7)大力推进系统管理。由于基坑项目施工的复杂性,施工方案也多种多样。不同的施工方案也面临着不同的施工风险。在项目施工前,施工方应该具体分析施工环境,选取最优的施工方案,尽最大可能减少施工风险。在施工前,加强地质勘查,重视施工地质的水文条件,选用合适的排水方案。在施工中,对于每个环节中的关键指标,诸如土方开挖量,空间尺寸,支撑件受力时间及分析等,进行详尽和准确的跟踪监控,从而实时掌握基坑形变的整个过程,做到施工方心中有数。

3结语

随着社会经济的不断发展进步,各个地方政府关于城市建设的项目也在不断开工建设。由于基坑项目施工的复杂性,施工方案也多种多样。不同的施工方案也面临着不同的施工风险。在不同的施工阶段,采用不同的干预方法,有效地控制基坑表面的形变问题,对症下药,有的放矢,降低工程施工风险,提高工程质量,做到从根本上解决问题。

参考文献

[1]郑庆怀,闫长虹,何长鸣.粉细砂层在高层建筑基坑开挖中岩土工程问题探讨——结合南京地区工程实例分析[J].高校地质学报,1998(01):110-115.

[2]周庆臣.基坑开挖环境岩土问题与应对思考[J].中国新技术新产品,2009(23):175.

作者:车明德 单位:中国冶金地质总局山东局