地鐵深基坑開挖引起的環(huán)境效應(yīng)及防治措施

PAGEPAGE6地鐵深基坑開挖引起的環(huán)境效應(yīng)及防治措施1、概述近年來隨著我國地鐵建設(shè)的開展，越來越多的城市修建地鐵。而地鐵深基坑工程具有開挖難度大、工期長、費(fèi)用高及對(duì)周圍環(huán)境的影響大等問題，它已經(jīng)成為城市建設(shè)中一個(gè)亟待攻克的難題，其中的環(huán)境保護(hù)問題已經(jīng)成為基坑支護(hù)中諸多問題的重中之重。因此地鐵基坑工程施工的好壞，直接影響到基坑工程的造價(jià)和平安，同時(shí)，保護(hù)鄰近建筑〔或管道〕的平安并保證其正常使用具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、基坑開挖引起的環(huán)境效應(yīng)城市地鐵深基坑工程具有以下特點(diǎn)：〔1〕深基坑工程施工環(huán)境條件比擬差。由于高層、超高層建筑都集中在城市中心區(qū)及主要街道的兩旁，建筑密度大，人口密集，交通擁擠，施工場地狹小，束縛了工程施工的手腳。〔2〕基坑開挖越來越深。業(yè)主為節(jié)約土地，充分利用原有基地面積和地下空間，設(shè)置車站、人防、機(jī)房及消防設(shè)施，故地鐵結(jié)構(gòu)的深度和層數(shù)相應(yīng)增加?！?〕必須設(shè)置技術(shù)可靠可行的支護(hù)結(jié)構(gòu)來確保平安，還要考慮到對(duì)周圍地下的煤氣、上水、下水、電訊、電纜等管線的影響，盡可能減少對(duì)這一系列建筑及設(shè)施的損壞性影響。〔4〕隨著競爭機(jī)制的增加，業(yè)主對(duì)造價(jià)、工程進(jìn)度、工程質(zhì)量的要求也越來越高，相應(yīng)增加了施工難度。2.1降低地下水引起的環(huán)境效應(yīng)降低地下水位引起的環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)為：〔1〕降低地下水位引起的地面沉降；〔2〕地下水滲透破壞引起的基坑坍塌；〔3〕基坑突涌導(dǎo)致的基土開裂。在基坑開挖過程中，通常采用井點(diǎn)降水來到達(dá)降低水位、固結(jié)土體、穩(wěn)定邊坡和便于開挖的目的。同時(shí)，基坑降水，由于水位降落而引起地面沉降，相應(yīng)形成以水位漏斗為中心的地面沉降變形區(qū)，導(dǎo)致次范圍內(nèi)的建筑、道路、管網(wǎng)等設(shè)施因不均勻沉降而發(fā)生斷裂、傾斜，影響其正常使用和平安。降低地下水位引起的環(huán)境變化機(jī)理為：〔1〕水位降低減少了土中地下水對(duì)地上建筑物的浮托軟弱土層受到壓縮而沉降；〔2〕使孔隙水從土中排出。土體固結(jié)變形，本身就是壓縮沉降過程，降水過程中，常會(huì)隨著抽出的水流帶走土層中局部細(xì)微土粒，引起周圍地面沉降。地面沉降與地下水位降落是對(duì)應(yīng)的，地下水位降落的曲面分布必然引起鄰近建筑物的不均勻沉降。當(dāng)?shù)孛娉两档竭_(dá)一定程度時(shí)，建筑物就會(huì)發(fā)生開裂、傾斜甚至倒塌現(xiàn)象；〔3〕基坑開挖時(shí)，基坑內(nèi)、周邊地下水位存在一定的水頭差，在動(dòng)水壓力作用下，基坑土?xí)l(fā)生流〔土〕失、潛蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)松動(dòng)和破壞，引起基坑坍塌。〔4〕當(dāng)基坑內(nèi)、外水位差較大，或基坑下部有承壓水存在，基坑使原有土壓力減少到一定程度時(shí)，承壓水的水頭壓力大于基坑底土體浮重力，形成管涌、側(cè)涌現(xiàn)象，造成基土開裂。2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和位移引起的環(huán)境效應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和位移引起的環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)為：〔1〕支護(hù)結(jié)構(gòu)本身破壞而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)；〔2〕支護(hù)結(jié)構(gòu)整體破壞而導(dǎo)致基坑隆起；〔3〕支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和位移而引起鄰近建筑設(shè)施破壞。支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和位移引起的環(huán)境效應(yīng)的機(jī)理為：〔1〕基坑地基土卸載改變坑底原始應(yīng)力狀態(tài)，在基坑開挖時(shí)，土體中自重壓力減小，土體的彈性效應(yīng)使基坑底面產(chǎn)生一定的回彈變形〔隆起〕，坑底表現(xiàn)為彈性隆起，其特征為坑底中部隆起最高，彈性隆起在基坑開挖停止后很快就停止，根本不會(huì)引起坑外土體向坑內(nèi)移動(dòng)；隨著開挖深度的增大，坑內(nèi)外高差所形成的加載和地面各種超載的作用使圍護(hù)墻外側(cè)土體向坑內(nèi)移動(dòng)，使坑底產(chǎn)生向上的塑性變形，其特征為兩邊大中間小的隆起狀態(tài)；〔2〕在基坑周圍產(chǎn)生較大的塑性區(qū)，并引起地面沉降；〔3〕基坑底面暴露時(shí)間過長，使基坑積水，一方面，使得粘性土的流變性，將增大墻體被動(dòng)壓力區(qū)的土體位移和墻外土體向坑內(nèi)的位移，從而增加地表的沉降。〔4〕支撐物受破壞或錨桿體系抗拔力缺乏，拉桿自身斷裂或拉桿及錨座的連接不牢等引起支護(hù)結(jié)構(gòu)體系承載能力喪失支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌入深度缺乏引起基坑隆起，并使地基強(qiáng)度降低或喪失。內(nèi)容總結(jié)

〔1〕地鐵深基坑開挖引起的環(huán)境效應(yīng)及防治措施

1、概述

近年來隨著我國地鐵建設(shè)的開展，越來越多的城市修建地鐵

〔2〕2、基坑開挖引起的