基坑工程的环境影响风险分析与安全评估精选.docVIP

基坑工程的环境影响、风险分析与安全评估 1 基坑工程的环境影响的分析与保护措施 上世纪九十年代以前，基坑开挖深度一般不深，因此基坑开挖对周边环境的影响较小，基坑的环境保护问题并不突出。近二十年来，随着我国建设事业的飞速发展，基坑的规模越来越大，开挖深度越来越深，且城市区域往往建筑物密集、管线繁多、地铁车站密布、地铁区间隧道纵横交错，在这种复杂城市环境条件下的深基坑工程，除了需关注基坑本身的安全以外，尚需重点关注其实施对周边已有建（构）筑物及管线的影响。 1.1 基坑周边环境调查 一般情况下，环境调查应包括如下内容： （1）对于建筑物，可通过调研、现场查看、资料收集、检测等多种手段全面掌握建筑物的现状。应查明建筑物的平面位置及与基坑的距离关系、用途、层数、结构形式、构件尺寸与配筋、材料强度、基础形式与埋深、历史沿革及现状、荷载与裂缝情况、沉降与倾斜情况、有关竣工资料（如平面图、立面图和剖面图等）及保护要求等。对历代保护建筑，一般建造年代较远，保护要求较高，原设计图纸等资料也可能不齐全，有时需要通过专门的房屋结构检测与鉴定，对结构的安全性做出综合评价，以进一步确定其抵抗变形的能力，从而为其保护提供依据。 （2）对于隧道、共同沟、防汛墙等构筑物，应查明其平面位置、建造年代、埋深、材料类型、断面尺寸、沉降情况等，并应与相关的主管部门沟通，掌握其保护要求。 （3）对于管线应查明其平面位置、直径、材料类型、埋深、接头形式、压力、输送物体（油、气、水等）、建造年代及保护要求等，当无相关资料时可按《城市地下管线探测技术规程》（CJJ61）进行必要的地下管线探测工作。 1.2基坑周边环境的容许变形量 1.2.1 建筑物的容许变形量 根据Skempton和MacDonald，及后来有关学者的研究，一般可将建筑物的损坏大致地分为如下三类： 1）建筑性损坏。建筑性损坏主要是构件外观上的损坏，例如墙板、楼地面及建筑饰面上的裂缝等。粉刷墙上宽度大于0.5mm的裂缝和砌体墙及毛面混凝土墙上宽度大于1.0mm的裂缝一般被认为是建筑物住户所能观察到的裂缝的极限大小。 2）功能性损坏。功能性损坏主要是结构或构件引起使用功能上的障碍，例如门窗不能开启、墙体或楼面的倾斜、煤气管线或水管的弯曲与破裂、饰面的开裂与剥落等。功能性损坏一般不需进行结构性修复。 3）结构性损坏。结构性损坏往往会影响到结构的稳定性，这类损坏包括建筑物主要受力构件如梁、柱、楼板、承重墙等的开裂和严重变形。 1、建筑物在自重作用下的容许变形量 2、基坑开挖引致的建筑物容许变形量 1.2.2 地铁隧道的容许变形量 在运营中的地铁隧道对变形结构及连接方式等密切相关。目前关于地铁隧道的容许变形量的研究尚较少。《上海市地铁沿线建筑施工保护地铁技术管理暂行规定》给出了如下的地铁保护技术标准，可作为确定地铁隧道的容许变形量的参考。 （1）地铁结构设施绝对沉降量及水平位移量≤20mm（包括各种加载和卸载的最终位移量） （2）隧道变形曲线的曲率半径R≥15000m； （3）隧道的相对弯曲≤1/2500； （4）由于打桩振动、爆炸产生的振动对隧道引起的峰值速度≤2.5cm/s。 1.2.3 管线的容许变形量 管线一般由管节和接头组成。管节的力学特性主要由管节材料的应力-应变特性、管节的截面特性和管节的长度决定，而接头的力学特性则主要由接头的拔出及转动特性决定。因此，管线的容许变形由管节的应力-应变关系和接头的拔出及转动特性决定。 1.3 围护结构施工引起的地表与建筑物沉降 1.3.1 用灌注桩或连续墙成槽施工引起的地表沉降 连续墙成槽施工时的应力状态变化较为复杂。正常施工状况下，在稳定的泥浆中成槽会使得连续墙单元周围土体的应力状态由原来的K0状态改变至稳定的液压平衡状态。由于稳定的泥浆液压与原先沟槽内的水、土压力并不一致，并且液压通常较小，因此引起连续墙沟槽周围一定范围内的土体的侧向总压力减小，土体应力重新分配，从而导致沟槽单元附近的土体发生侧向变形，进而导致地表沉降，当连续墙周围存在建（构）筑物时，将会导致建（构）筑物的沉降。当混凝土浇筑完成后，由于混凝土的重度大于泥浆的重度，单元内所形成的侧压力大于沟槽开挖时的稳定泥浆液压，使得原先沟槽开挖引起的侧向位移有回复的趋势，但此时地表沉降并不会有多大的变化。 1.3.2 用连续墙成槽施工引起的周围建筑物沉降 Cowland 和 Thorley的研究表明，连续墙成槽施工会导致不可忽视的建筑物沉降，在距离沟槽约1倍连续墙成槽深度的范围内，均可观察到可观的建筑物沉降，即使有些建筑物的整个基础位于连续墙沟槽理论主