市政建筑深基坑分层开挖支护对环境建筑物的影响分析

文／李敏、李普星 山东昊业建设工程集团有限公司 山东济南 271100

引言：

近几年，我国建筑行业的发展非常迅速，深基坑支护技术和结构也越来越多，针对不同的地质情况可以选择不同的支护方式。无论何种支护技术在进行土方开挖时，都会对周围的环境和建筑物造成一定的影响，例如工程事故，对施工人员和周围居民的人身财产安全都有一定的威胁。因此施工单位务必要重视深基坑支护对周围环境和建筑物的影响，提前做好预案措施，一旦出现问题要及时采取措施，确保周围建筑物的安全，保证市政建筑工程的顺利实施。

1、市政建筑深基坑分层开挖支护的特点和重要性

1.1 市政建筑深基坑分层开挖支护的特点

市政建筑深基坑分层开挖支护主要有以下三个特点，第一个是支护施工的综合性比较强，影响支护施工的因素比较多，施工人员不仅要仔细勘察施工地点的实际地质情况，还要充分考虑地下水、周围建筑环境以及管线的问题。一旦出现施工问题，可能会造成周围居民的生活不便，甚至会发生严重的安全事故。因此相关部门务必要重视深基坑分层开挖支护对周围的影响，加强支护结构变形的预防和监测。第二个是土方开挖的施工技术对工程的影响，深基坑施工主要分为土方开挖和支护结构技术两部分，其中土方开挖施工的合理性决定支护体系是否能够成功。土方开挖施工技术的选择、开挖步骤和开挖速度都有可能造成结构变形，稳定性减弱，最终导致支护失败。另外土方开挖会产生大量的土方，如何运送和处理废弃土方，降低其对环境的影响也是一个比较重要的问题。设计人员要根据实际产生土方数量的情况，制定合理的处理方案，既能将多余的土方处理掉，还能保护环境。

第三点是深基坑支护必然会对周围的环境产生影响，例如对现场地下水位的影响，造成周围的土体出现变形现象。随着土方开挖的深度逐渐加深，可能会破坏地下管线，而且周围建筑物也可能会出现下沉的情况，甚至会影响建筑物的安全性能。所以施工人员在深基坑开挖支护前，要对施工现场的地下线路有一个充分的了解，仔细检查设计方案的可行性和合理性，减少对线路的破坏。第四点是支护结构的安全系数低，深基坑支护属于临时结构，起到支撑的作用，当工程结束后，要进行拆除，所以它的安全系数比较小，风险非常大。在施工过程中，施工人员可以充分的利用现代化的科学技术，对深基坑的开挖支护进行实时监测，针对容易出现问题的地方要做好应急预案，一旦出现危险情况，要及时进行补救。以免造成更严重的问题。拆除支护时，技术人员要选择合理的方式，将建筑垃圾采用绿色环保的方式进行处理。

1.2 市政建筑深基坑分层开挖支护的重要性

市政建筑工程涉及到的内容比较多，例如公共医疗建筑、垃圾处理建筑等，这些公共建筑所设立的位置有时会靠近地铁或者居民区，因此如何降低深基坑分层开挖支护技术对周边环境和建筑物的影响就非常重要。首先深基坑支护最根本的作用就是遮挡土地，稳固坑底和拦截地下水的作用，保证地上或地下的施工环境更加安全。其次深基坑支护在施工期间能够起到支撑的作用，施工人员要提前做好结构承载力的作用，严格选择合适的支护类型。合理的支护结构能够保证建筑工程的施工安全，提高工作效率，节省更多的经济效益。

2、市政建筑深基坑分层开挖支护对环境建筑物的影响

2.1 基础影响

深基坑开挖对周围环境和建筑物所造成的影响主要是相邻效应，不同基础形式的建筑物所受到的影响也是不同的。例如桩基础的建筑物受到深基坑开挖的影响远远小于浅埋基础的建筑物，相关的工作人员仔细的研究和监测了基坑和建筑物之间的距离与建筑物的基础高差之间的关系，施工人员可以根据相关数据作为分析和预测的参考。

2.2 造成建筑物倾斜

市政建筑深基坑开挖过程中，会破坏周围建筑物旁边基础的地基，建筑物上方的受力情况是不变的，基础出现问题后，会造成建筑物倾斜。为了减少深基坑支护对周围建筑物的影响，要对其进行实时检测，选择合适的沉降点进行观察。施工人员可以采用水平测距法、几何水准法和测水平角的方法对其进行检测，通过相应数据的测量和计算，求出相关参数，作为建筑物是否出现倾斜的判断标准。每种测量方法都有各自的特点和使用范围，施工人员要根据实际要求，选择合适的方法进行观测。通常情况下，利用几何水准法来测量建筑物倾斜程度的比较多。

2.3 造成建筑物沉降

建筑物出现均匀性的下沉并不会影响其结构的稳定性，对于建筑物的使用性能也没有任何影响。但是当沉降超过一定允许范围后，就非常容易出现安全事故，而且每个建筑物的地基都不同，沉降的效果也不同。当建筑物的浅层地质是砂土时，砂土具有一定的蓬松性，随着建筑物的不断下沉会不断的堆积在建筑物的周围，还起到了加速建筑物沉降的问题。当建筑物的浅层地质是粘土时，建筑物出现沉降现象是最不明显的，因为粘土本身具有一定的粘性，能够有效的阻止建筑物下沉，但还是需要注意沉降问题所造成的损坏。当建筑物的浅层地质为填土时，建筑物的沉降速度是最快的，填土的强度本身就比较低，也没有粘性，是所有地质情况中沉降速度最快的。如表1所示，地层岩性的特质，施工人员要根据深基坑周围建筑物地质的实际情况，选择合适的方法进行控制。

表1 地层岩性的特质

相关部门在深基坑开外时对周围建筑物沉降的情况进行了研究，相关数据信息表明，当一次性的开挖深度超过3米时，会导致基坑土压力瞬间增大，沉降量也会瞬间增大，但是随着土石方不断的开挖，沉降量又会逐渐减缓。由于周围建筑物的面积比较大，距离深基坑远近的不同，造成的沉降变形也不同。例如表2所示，开挖深度对于建筑远近沉降变形的差异，施工人员可以参考相应的数据信息，判断建筑物沉降的情况。

表2 建筑物沉降变形

2.4 造成地表曲率损害

深基坑分层开挖支护造成周围建筑物由于地表弯曲而产生的损坏问题是非常常见的，主要和地表变形的形式有关。审计坑开挖后，会引起地表产生一定的变形，再加上地层本身存在一定的物理性质，造成整个建筑荷载力的增加，导致弯曲损害的出现。由于地基原因而造成的建筑物损害和深基坑开挖而导致的建筑物损害还是有一定差别的，施工人员在实际施工中要注意区分，然后采取对应的措施，减少对市政工程的影响。

2.5 影响地下管线和地表水

深基坑开挖支护对地下的管线和地下水都会有一定的影响，因此施工人员在开挖之前，务必要对其进行充分的了解，对于直径过大的煤气或自来水的管线，通过其他的方法进行测量，对于无法设立的监测点，可以采用间接的方式进行管线布置。在深基坑开挖的过程中如果遇到地下水位比较浅的位置，会造成大面积的降水，如果施工单位没有采取降水措施或者降水措施不当，会对周围的环境和建筑造成非常不利的影响。当深基坑开挖时，周围的建筑物会发生沉降，主要和地表水的含量有关系，地表水的含量越少，沉降的范围就会越大。所以深基坑在开挖时，要对地下水进行实时监测，技术人员要更好的掌握沉降水的深度和隔水性能，以免对周围的环境和建筑物造成影响。

2.6 造成块体表面皱裂

深基坑开挖会对周围的建筑物产生影响，主要是因为施工人员没有选择正确的估算方式，导致土体发生了位移，影响了周围的建筑。土体发生位移，必然会导致土墙破裂，这种裂缝叫做皱裂面。土墙一旦发生皱裂面，其周围就会非常容易产生大的形变，所以施工人员要注意观察土墙情况，一旦发现皱裂面要及时进行填充，以免发生沉降问题。

3、解决深基坑分层开挖支护对环境建筑物影响的对策

3.1 加强施工控制

市政建筑深基坑分层开挖支护在施工期间，进行需要严格的控制，严禁出现超挖的现象，保证开挖质量。首先施工人员要进行合理的施工工序，有效的减少深基坑的变形以及周围建筑的沉降问题。例如在安装支撑架之前，要对其进行调整，保证其具有良好的稳定性，然后再继续操作。其次是做好材料和机械设备的准备工作，施工人员要严格按照设计方案进行准备，仔细检查材料和设备的质量，尤其是机械设备的使用性能，以免在施工过程中出现问题，影响施工进度。管理人员要对深基坑开挖的工序和技术进行严格的控制，需要实时监测的步骤可以采用现代化技术，保证监测数据的准确性。加强对深基坑开挖施工的控制，能够有效的提高施工质量，降低对周围环境和建筑物的影响，保证市政建筑工程的顺利进行。

3.2 改善渗水问题

深基坑开挖过程中，可能会出现渗水的情况，如果渗水的位置比较小，或者是无压力渗透，施工人员可以使用快速凝固的水泥将其进行封堵；如果桩体没有安全断裂，产生渗漏位置的压力比较小，可以采用聚氨酯压力的方式对其进行封堵；如果出现管涌险情时，必须要进行专业的加固。一旦出现异常情况，施工人员就要对其进行严格的监测，技术人员需要根据实际情况进行会诊，采取最合适的加固措施。施工人员在改善渗水问题时，也要相应的采取一些保护措施，例如加强灌浆进行堵漏，在结构的外围设置水帷幕，能够更有效的防止渗水问题的发生。我们已经讲述了渗水问题对周围建筑物的影响，因此施工人员务必要重视渗漏问题，减少对周围环境和建筑物的影响。

3.3 落实应急措施

城市发展的速度过快，随处可见高楼大厦，市政建筑大多数都是为人民服务的，所以选择承建的位置一般也都在居民楼周围。所以管理人员更要重视深基坑开挖对周围环境和建筑物的影响，以免影响周围居民的正常生活，更要保护好人民的生命财产安全，所以在施工前，技术人员就要做好突发事件的应急措施，保证工程的顺利进行。首先在深基坑开挖之前就要做好加固措施，合理的安排材料的输送，更多的应用现代化的技术手段，完善基坑的监测系统，储备充足的堵水物资。一旦发现坑底出现失稳或者流砂的情况时，要立即使用堆料进行反压，并暂停开挖和降水，以免造成更严重的问题。其次当施工人员发现支护结构出现倾斜或变形时，需要在垂直方向增加支撑，水平方向需要提高支撑密度，一旦发现整体出现滑动失稳想象时，要立即进行沙包回填，确保基坑稳定后再继续施工。最后需要在坑基外面设置水位监测孔，对水位是否发生异常进行实时监测，并采取相应的解决措施。只有应急预案做的更加完善，才能确保在出现问题时，施工人员能够有条不紊的进行处理，以免造成更严重的后果。

3.4 建筑垃圾的处理

市政建筑深基坑开挖对周围环境最大的影响就是建筑垃圾，支护结构在建筑工程达到一定水平时，要进行拆除，技术人员会根据实际的支护结构采取相应的拆除措施。例如有的钢支柱结构就要进行爆破，爆破时会产生一些结块的混凝土，需要施工人员进行手动的处理，使其成为比较分散的混泥土。对于建筑垃圾施工人员首先要进行清理，保证施工现场干净卫生，其次是对建筑垃圾进行有效的处理，使其能够进行二次利用，减少对环境的污染。例如废弃的混凝土，施工人员可以通过专用的机械将其二次粉碎，然后再次用来铺路或者进行其他用途。目前我国提倡更加环保的处理建筑垃圾，尽量变废为宝，将其应用到其他可以利用的地方，减少对周围环境的影响。

3.5 使用压密灌浆加固法

在深基坑开挖之前，施工人员可交易采用压密灌浆加固法对周围的土体进行硬化，使其更加坚实，在施工中减少对周围环境的影响。压密灌浆加固法的施工工艺如图1所示，首先进行定位放线，然后沉管，再将所配备好的材料灌入到土层中，将岩石和土块粘结在一起，增加土体的重量，缩小缝隙，从而使抗压强度增加几十倍，从而提升深基坑的抗压能力，减少裂缝出现的概率。压密灌注浆加固方法，可以使用在地质情况相对较软的情况中，提高地质的强度，降低深基坑开挖对周围建筑物的影响。

图1 压密灌浆加固的施工工艺

结束语：

市政建筑深基坑开挖对周围的环境和建筑物的主要影响就是倾斜和沉降，设计人员要做好实地勘测工作，根据实际要求进行合理方案设计。施工人员在施工过程中要严格按照相关规范进行操作，以免对周围的环境造成严重的影响和损害。管理人员要将更多先进的技术应用到土坑开挖检测中，提高监测数据的准确性，为市政建筑深基坑工程提供更精准有效的数据，保证周围环境和建筑物的稳定性。