樁基施工振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響及對(duì)策分析

樁基施工振動(dòng)對(duì)環(huán)境影響及對(duì)策分析摘要:近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，建筑工程項(xiàng)目的數(shù)量也越來(lái)越多。在城市建筑密集區(qū)，由于樁基礎(chǔ)施工自身的特點(diǎn)，其對(duì)周?chē)沫h(huán)境將造成以一定的影響，因此日益被人們所關(guān)注。本文將對(duì)樁基施工震動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出一些應(yīng)對(duì)措施，以供參考。關(guān)鍵詞：樁基施工；振動(dòng)；環(huán)境影響；對(duì)策；研究Abstract:inrecentyears,withtherapiddevelopmentofoursocialeconomyandurbanizationconstructionprocessaccelerating,constructionengineeringprojectsandthenumberofmoreandmore.Incityconstructionconcentrationareas,duetothecharacteristicsofpilefoundationconstruction,thesurroundingenvironmentwillcausetocertaineffect,soisincreasinglybeingpeoplepaidmoreattentionto.Thispaperwillshakeofpilefoundationconstructionoftheimpactontheenvironmenttocarryontheanalysis,andbasedonthis,putsforwardsomemeasuresforyourreference.Keywords:pilefoundationconstruction;Vibration;Theenvironmentalimpact;Countermeasure;research隨著建筑生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，工程建設(shè)中的動(dòng)力結(jié)構(gòu)正在朝著大型化和復(fù)雜化的方向發(fā)展，因此也帶來(lái)了許多工程振動(dòng)方面的問(wèn)題。因樁基施工振動(dòng)而引起的周邊環(huán)境（包括建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備破壞以及對(duì)人體造成的各種影響）變化，成為當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。一、樁基施工振動(dòng)的特點(diǎn)目前來(lái)看，樁基施工振動(dòng)主要是依據(jù)單自由度的振動(dòng)理論，在實(shí)際施工過(guò)程中，將樁看作是一個(gè)整合體，而土壤是彈性支撐，土壤與樁共同組成一個(gè)振動(dòng)體系。由于該施工地基土是非完全彈性的介質(zhì)，因此樁基施工振動(dòng)所產(chǎn)生的能量主要以面波和體波的形式逐漸向四周的土層擴(kuò)散。在樁基施工過(guò)程中，地層中將產(chǎn)生一些間隔較短的瞬間激振，各質(zhì)點(diǎn)因受到壓迫振動(dòng)而以振動(dòng)波的形式由振源經(jīng)地層的半空間向外進(jìn)行傳播。在振源區(qū)主要以體波的形式存在，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離之后，主導(dǎo)波便成了面波。當(dāng)?shù)貙淤|(zhì)點(diǎn)受迫振動(dòng)時(shí)，土層將承受著正應(yīng)力應(yīng)變與剪應(yīng)力應(yīng)變，因此，實(shí)際體系可視作截面高度土柱構(gòu)成的一套離形體系。同時(shí)，樁基施工所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑結(jié)構(gòu)的影響與地震對(duì)該結(jié)構(gòu)的影響非常的類(lèi)似，地面振動(dòng)會(huì)波動(dòng)形式向周?chē)鷤鞑?，鄰近建筑結(jié)構(gòu)因在基礎(chǔ)處輸入地面振動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)響應(yīng)，該響應(yīng)的大小不僅和地面的震動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)，而且與建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性有關(guān)；若考慮到鄰近建筑結(jié)構(gòu)的安全性，與鄰近建筑的結(jié)構(gòu)形式、抗震能力以及老化程度有關(guān)。二、 樁基施工振動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響1、 樁基施工震動(dòng)造成的噪音污染。生物學(xué)研究表明，85分貝是人的耳朵在沒(méi)有采取任何保護(hù)措施情況下所能容忍的最高噪音，當(dāng)超過(guò)85分貝時(shí)，人的心情就會(huì)非常的煩躁，并且影響正常的休息和學(xué)習(xí)，工作效率也會(huì)降低。若長(zhǎng)時(shí)間生活在這種環(huán)境之下，很可能會(huì)引發(fā)各種健康問(wèn)題。據(jù)測(cè)算，在樁基施工過(guò)程中，打樁用的柴油錘所產(chǎn)生的噪聲，最高可以達(dá)到120分貝以上，而且一根樁一般需要錘擊幾百甚至上千次，這么高分貝的噪聲會(huì)對(duì)周?chē)木用癞a(chǎn)生巨大的影響。2、 樁基施工中所產(chǎn)生的振動(dòng)問(wèn)題。從實(shí)踐來(lái)看，打樁時(shí)總是會(huì)產(chǎn)生不同程度的振動(dòng)，并以振動(dòng)波形式向周?chē)鷶U(kuò)散。研究表明，這種振動(dòng)和地震振動(dòng)不完全一樣。在樁基施工振動(dòng)傳播過(guò)程中，可以將地震產(chǎn)生的地面加速度看作均勻的振動(dòng)場(chǎng)，打樁時(shí)產(chǎn)生的地面加速度會(huì)迅速地衰減，它是不均勻的的加速度場(chǎng)。實(shí)際施工打樁時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致地基變形，各種管道、房屋、公共設(shè)施以及各種精密機(jī)械的性能等，都可能因此遭到損害，進(jìn)而影響居民的生活。3、 擠土效應(yīng)問(wèn)題。在建筑工程預(yù)制樁施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到擠土效應(yīng)，它是因沉樁而使樁周?chē)馏w結(jié)構(gòu)遭受擾動(dòng)，從而改變了土層的應(yīng)力狀態(tài)，因此產(chǎn)生。當(dāng)樁身進(jìn)入到地下后，樁身會(huì)將同體積的土置換出來(lái)，因此在打樁區(qū)內(nèi)、區(qū)外的一定范圍地層，都會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)水平向和豎向的位移。在擠土效應(yīng)的作用下，樁周土體會(huì)產(chǎn)生不同程度的隆起或變形，下部以豎向變形和側(cè)向擠壓變形為主；靠近樁基的底部，因樁體進(jìn)入土體時(shí)的擠壓和沖壓作用，會(huì)產(chǎn)生一定的擠壓應(yīng)力，從而形成動(dòng)態(tài)的塑性擾動(dòng)，表現(xiàn)出來(lái)的是豎向變形。一般而言，緊挨樁體豎向的變形距樁周二倍樁徑左右范圍之內(nèi)是隆起，在距樁五倍樁徑范圍之外，其變形就非常的小。從本質(zhì)上說(shuō)，擠土效應(yīng)所造成的周?chē)h(huán)境危害正是上述原理。預(yù)制樁打入土體時(shí)，會(huì)造成周?chē)耐馏w超孔隙水壓力逐漸升高，從而降低了土體的不排水抗剪能力，并導(dǎo)致周?chē)耐馏w因此而破壞，同時(shí)也會(huì)使與樁體積相等的土體向樁周發(fā)生側(cè)向的位移與隆起。此外，由于群樁疊加因素的影響，擴(kuò)大了土體位移和隆起的范圍，因此造成打入樁與鄰近結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移與上浮。4、 邊坡打樁與基坑開(kāi)挖。在港口工程施工過(guò)程中，經(jīng)常要打入很多的樁基。一般而言，臨港口邊坡土體的阻力非常的小，樁位很容易向江面上移動(dòng)，甚至?xí)l(fā)邊坡失穩(wěn)，因此這種工況施工應(yīng)特別注意。在打樁區(qū)域開(kāi)挖基坑時(shí)，側(cè)向上存在著卸載，往往會(huì)造成附近的基坑體系以及樁向基坑方向的移動(dòng)。通常情況下，樁基越密集，相鄰基坑就越近、越深，造成的影響就越嚴(yán)重?；娱_(kāi)挖自身會(huì)伴隨著大量的卸載，大量的樁基打入地下后，就會(huì)產(chǎn)生非常大的擠應(yīng)力，它們的釋放將導(dǎo)致工程樁基發(fā)生位移，而且位移的方向與挖土的方向一致。三、 防止樁基施工振動(dòng)影響的有效對(duì)策基于以上對(duì)目前我國(guó)樁基施工振動(dòng)中存在的主要問(wèn)題，筆者建議從以下方面著手：1、 防噪聲和振動(dòng)措施。在樁基施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將樁架用布蓬或者隔音板圍起來(lái)，杜絕在規(guī)定的時(shí)間范圍以外打樁，尤其堅(jiān)決不在夜間居民休閑的時(shí)間打樁，從而保證居民生活不受影響。在樁基施工周?chē)囊欢▍^(qū)域，設(shè)置防震溝，這樣不但隔斷了打樁時(shí)振動(dòng)波的傳播，而且還能有效地緩解地表土體側(cè)向上的位移。樁基施工前，應(yīng)當(dāng)對(duì)可能造成影響的各種精密儀器、機(jī)床以及儀表設(shè)備等采取有效的隔振措施，正確把握打樁時(shí)的干擾頻率，從而盡可能地避免不受干擾，防止出現(xiàn)共振現(xiàn)象。2、 防擠土現(xiàn)象的有效措施。通過(guò)對(duì)擠土效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行研究，筆者認(rèn)為可以設(shè)置一些垂直的排水通道或者在群樁的周?chē)荚O(shè)一些應(yīng)力釋放孔，來(lái)加快超靜孔隙水壓力的消散，從而減輕因土體擠壓而產(chǎn)生的位移。在預(yù)鉆孔打樁和開(kāi)挖防擠溝時(shí)，筆者建議應(yīng)隔斷打樁引起的擠土壓力和超孔隙水壓傳遞途徑，從而降低淺層土壓的影響。3、 合理控制打樁的速率。筆者認(rèn)為，可以通過(guò)控制打樁的順序，來(lái)有效地減少施工過(guò)程中土體不同位置的位移量。若在空曠的場(chǎng)地進(jìn)行上，可采取先中央后周?chē)?、由里而外的打樁順序，這對(duì)減少施工中的擠土效應(yīng)非常有利，而且可以促進(jìn)中間樁的打入，防止外側(cè)各樁因被擠壓而產(chǎn)生的浮起。從實(shí)踐來(lái)看，采取跳打的方式可以使大區(qū)域建筑場(chǎng)鄰近建筑結(jié)構(gòu)免受侵害變，能夠有效地減少土體的不均勻沉降，并防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜問(wèn)題。若在區(qū)域較小的建筑場(chǎng)地進(jìn)行施工，可采用間隔打樁的方式，來(lái)減少土體側(cè)向上的擠壓力。置于兩邊跳打的施工工藝，主要適用于那些場(chǎng)地兩邊都需要加強(qiáng)保護(hù)的工程項(xiàng)目。據(jù)調(diào)查顯示，打樁的速率越高，其超孔隙水壓力增長(zhǎng)的速率也就越快，且影響也就越嚴(yán)重。由此可見(jiàn)，打樁速率的控制，特別是打樁初期及后期的速度控制，都直接影響著周?chē)慕ㄖY(jié)構(gòu)，同時(shí)也會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的危害程度及施工進(jìn)度。結(jié)語(yǔ)：總而言之，樁基施工并不是一件簡(jiǎn)單的工作，它受到很多因素的影響也會(huì)帶來(lái)很多的影響，如果處理不當(dāng)，可能會(huì)對(duì)人民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生巨大的影響。因此，我們只有從實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)思想重視和技術(shù)創(chuàng)新，才能保障其順利完成。參考文獻(xiàn)：[1]曾永勝劉為洲.樁基施工振動(dòng)對(duì)周?chē)ㄖ镉绊懙难芯縖J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011（04）.⑵吳麗芬.淺談PHC樁基施工對(duì)周?chē)h(huán)境影響的控制方法[J].山西建筑，2010（01）