环境工程地质问题探索论文
1 引言
随着国民经济的快速发展促进了城市化进程的加快,出现各种各样的工程项目的实施,从而造成了城市地质环境的变化。以往研究分析城市地质环境的变化通常体现在过量开采地下水而引起的地面沉降。但是最近几年城市建设出现了更多的拔地而起的高层建筑,这些建筑通常伴有地下室,这些地下室的开发就需要开挖基坑,这样的话就会导致周围的地质环境、生态系统受到严重的破坏。地质环境的破坏程度受不同建筑开挖的程度的影响,下文就是以南京地区为例来分析深基坑开挖中的环境工程地质问题。
2 地质环境问题的表现
因为开挖深基坑而对地质环境造成的影响通常表现在:建筑物出现裂缝、周边道路出现断裂,地面的下沉和塌陷,基坑出现积水,基坑四周土的滑落等。
2.1基坑墙体的滑落
基坑的开挖需要采取相对的保护措施,在基坑的四周需要进行一些支架的保护,若是不采取这些保护措施,那么就会造成四周墙体土质的坍塌和滑落,就算采取支护措施,若是措施不当,那么四周的墙体也会产生滑移,压力在护架上导致变形等等[1]。南京地区的基坑的开挖通常是采用垂直开挖的形式,比若说南京交通银行,开挖了6.7m深的基坑,钻孔桩都是一些挡木桩,后面的止水帷幕桩只有的0.3m的直径。这样两个桩的质量得不到保证,就不能形成止水帷幕,那么在开挖的过程中就会有大量的泥沙的'产生,护桩就不能产生保护的作用,导致地面出现裂缝,土质滑落,四周的墙体出现了严重的裂缝,由此不得不停止施工。
2.2积水造成地面塌陷
开挖较深的基坑的时候需要考虑到地区原本的地下水的平衡状态,像南京地区就存在比较浅的地下水位,这样开挖的过程中忽视的这点使得基坑内出现了大量的积水,特别是当挖到砂层的时候,水流就更容易从砂层中渗出,,若是不及时采取措施制止,那么将会给施工造成严重的影响[2]。
2.3降水造成地面沉降
在施工过程中因为触及到含水砂层,常常会伴随着涌水、涌砂的情况,这些都是因为基坑的底部都是一些厚度浅薄的土层,由此地下水在压力的作用下就很容易冲破这层土。为了对这样的情况进行防范,进而有很多措施被采用,在南京地区大多采用隔水或者降水措施,并且在所有解决涌水、涌砂问题的措施中最有效并且最为经济的方法就是井点降水,所以这种措施被广为采用,特别是南京地区。另外也出现地下水过度的抽取而造成地面下沉的现象,从而低于安全的底线。很典型的案例就是南京东正大厦基坑工地西侧在97年11月28日下午发生地面塌陷事故,经过调查分析发现正是因为通过井点降水过度的抽取地下水导致地面下沉的原因。
2.4基坑不同程度地发生变形
通过降水措施抽取地下水,使得地下水位变低,增强了有效应力,进而导致基坑发生不同程度的变形。通过对这些变形的情况进行分析发现因为基坑距离的不断变化导致了基坑不同程度的变形,但是当建筑物和路面不能够承受这种变形带来的压力时,那么就产生可建筑路或者路面的裂缝或下沉现象。在南京比较典型的案例就是国贸中心基坑,在最初的设计要求是使用双排深层搅拌桩止水,但是因为施工场地的限制,就减少了一个深层搅拌桩,导致基坑和周边的道路表层出现了裂缝情况。
3 防御措施
对于工程地质的问题的产生还有很多因为一些意想不到的因素的影响,也有可能是因为工程设计阶段出现的漏洞,因此为了能够有效地防止这些因为基坑造成的事故甚至人员的伤亡,做佳措施就是采取预防为主的对策。所以这就需要相关的人员高度重视有关施工的情况,制定完善的预防政策,从而在最大程度上降低甚至排除因为基坑带来的危害。考虑到南京地区周围的情况,在进行基坑支护措施的时候一定保证能够正常使用周围的一些民用设施。最初的那旌德基坑开挖通常都是低于8.0m的,所以当时的支护措施主要是为了能够对基坑四周的墙土进行支撑,但是随着越来越深的基坑深度的开挖,造成的地质危害也越来越复杂,下文对此进行一些事故的阐述:
3.1堵住漏水点
工程的施工质量不过关很容易影响施工过程中的一些墙体的渗漏,这是工程项目普遍存在的现象。但是这些现象在不同程度上是可以采取相应的措施的,比如说渗漏出的水中含有泥沙,那么就可以采用凝材料堵住漏水的地方即可[3]。
3.2 减压井处理措施
开挖基坑时常常会出现过度开挖,忽视了地下水的平衡,并且基坑底部土层厚度比较浅薄时,土层就会慢慢形成一个凸起,在这个凸起没有受到冲破之前,基坑的四周就会出现冒水、冒砂的情况,然后水力就很有可能会冲破土层,从而造成地面沉降,对这这种情况的处理就需要采取减压井处理措施[4]。
3.3 基坑周围架设支架保护
在对基坑周围架设支架保护时,避免支架措施采取不当,需要注意墙体是否出现冒水或者冒砂的现象,确保墙体的刚度够强,支架扎入土层的时候要够深,这样才能够防止引起墙体土质的滑落,从而造成支护结构整体坍塌;在地面现成裂缝,产生大量沉降甚至塌陷,从而导致严重破坏周围的环境。所以出现以上情况可以采用以下的办法:
(1)对造成路面出现的所有的裂缝进行封堵,避免雨水或其它地面水流入缝隙。
(2)对基坑四周的地面荷载力进行减轻,使得支护结构上的一些朝向上的荷载得到降低[5]。
(3)出现不可收拾的现象的时候立即向基坑内填土,一直到基坑四周的土层刚度够强的时候在重新开始开挖。
(4)采取措施加固基坑中可能滑移的墙面,并对这些现象的严重程度进行评估。
对以上各种情况的处理还有一种不得已的措施,就是注浆。采取这个措施的时候需要注意注浆的压力,不然则会严重破坏基土的原状结构。
4 结束语
从最近几年有关南京地区的基坑开挖的情况来看,对于出现的危害情况采取的措施比较多,并且都取得了相应的效果,但是还是会出现一些不大不小的事故,造成了严重的经济损失,不过至今还没有产生整体塌坑的毁灭性事故。因此对于基坑开挖出现的危害有必要进行规范这些开挖的程序,从而从根本上避免一些环境工程地质的危害。另外需要在基坑开挖之前进行地质勘测,对于可能造成的环境危害进行评估。同时引进信息技术到基坑的开挖过程中,随时监督开挖的过程,及时发现存在的问题,进而采取措施解决。
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