城市桩基施工对周围环境的影响.doc

高层建筑桩基施工对周围环境影响
摘要: 多年来, 伴随中国社会经济飞速发展和城市化建设进程不停加紧, 建筑工程项目数量也越来越多。在城市建筑密集区, 因为桩基础施工本身特点, 其对周围环境将造成以一定影响, 所以日益被大家所关注。本文将对桩基施工震动对环境影响进行分析, 并在此基础上提出部分应对方法, 以供参考。
0引言
在兴建高层、 大型或关键建筑物时, 因为天然地基满足不了承载力和沉降量设计要求, 通常均采取桩基深基础。按施工方法, 桩基可分为两类: 一类是在现场或工厂预制加工钢筋混凝土桩, 钢管桩和PHC桩, 借助锤击或静力压入沉桩; 另一类是现场施工钢筋混凝土钻孔灌注桩, 挖( 扩)孔桩。在城市建筑物密集区, 因沉桩作业引发环境病害显著增多。桩施工对周围环境影响已经直接影响到工程质量、 安全、 进度、 造价, 甚至企业经营和社会形象, 尤其是打桩施工对周围环境产生噪声、 振动和挤土三方面不良影响, 有时会造成无法挽回损失。社会要向前发展, 旧城区要改造, 在建造新建筑物同时, 又不致影响原有建筑正常使用, 所以, 对桩基施工产生危害现象进行分析并采取经济合理预防方法是十分必需。
1高层建筑施工中桩基施工技术
1.1高层建筑桩基础施工中成桩方法
1.1.1 灌注桩
在高层建筑桩基础施工中选择一个桩基是灌注桩, 灌注桩在施工过程中, 最常采取是沉管成孔、 作业成孔 在已经完成桩孔中放入钢筋笼, 进行混凝土浇筑, 然后进行等候混凝土硬化, 完成整合桩基浇筑工作。沉管成孔常选择方法是振动法、 冲击法, 不过这些施工方法会在施工过程中产生噪音振动等现象, 所以在实际施工中, 需要关键进行这方面防范, 避免对周围环境产生影响 作用成孔这种桩基施工方法最常使用就是机械钻孔和人工成孔, 在碰到黏性土时, 需要使用人工挖孔方法, 机械钻孔只适适用于黏性土、 粉土以及砂土中在施工中需要注意是, 假如在进行人工成孔过程中, 发觉处于地下水位以下, 需要进行排水和止水工作。
1.1.2混凝土桩
在高层, 建筑桩基础施工中常常采取桩基础还有预制混凝土桩, 预制混凝土桩分为方桩、 管桩, 管桩施工方法是锤击打入法、 沉桩法、 静压法等, 不过在施工过程中非常轻易产生挤土现象, 所以在施工中假如出现挤土现象, 需要立刻采取对应方法进行避免。其她施工方法也是一样, 在施工中会出现部分问题, 需要立刻处理, 只有这么才能够确保混凝土桩基础施工顺利进行。
1.2高层建筑桩基础施工
1.2.1预制桩
对高层建筑桩基础进行施工中, 对于预制桩, 在静压入桩施工中, 首先需要将入桩线路进行确定, 只有将入桩线路进行确定以后, 才能够确保入桩工作顺利进行, 避免桩基础施工中出现地基上溢、 挤土、 桩基础倾斜等现象, 在压桩过程中也需要对桩基础进行保住, 尤其是在进桩过程对桩身保护, 因为在压桩过程中, 压桩机会产生一定程度上偏移, 在对桩基础进行下压时, 需要确保下压速度在1m/min, 使得桩基下压过程中, 接触到每一层土体抗剪应力得到释放。在压桩过程中, 要确保预留桩孔和桩基下部钢筋对准, 上节桩基和下节桩基接触面需要在5mm~10mm , 然后再继续进行压桩工作, 直到预制桩压桩满足设计要求。
1.2.2灌注桩
在混凝土灌注桩施工中, 首先需要对高层建筑混凝土灌注桩浇筑材料、 设备等进行检验, 对桩基础浇筑施工质量检验人员进行确定, 对混凝土浇筑中各项施工标准、 施工方案等情况进行确定和审核, 尤其是混凝土配比、 混凝土搅拌情况等, 只有这么才能够确保混凝土质量, 确保灌注桩浇筑质量。
混凝土灌注桩在浇筑之前, 需要对运输到施工现场混凝土均匀性、 塌落度等进行检验, 假如混凝土各项使用条件不达标, 将无法应用在桩基础浇筑施工中, 需要对混凝土进行二次搅拌。二次搅拌以后, 对各项性能参数进行再次检验, 假如二次搅拌以后混凝土各项参数还是没有达标, 将不能将这些混凝土应用在桩基础施工中, 以免为高层建筑桩基础施工留下安全隐患, 影响高层建筑施工质量和安全。
2桩基施工中噪声影响及防治
2.1桩基施工中噪声影响
生物学研究显示85分贝是耳朵在没有保护情况下能够容忍最高噪音, 超出85分贝声音就会使人心情烦躁, 影响学习和休息, 降低工作效率。长时间处于这种环境下会引发健康问题。而打桩时, 柴油锤产生噪声高达120分贝以上, 一根桩需要锤击几百次乃至几千次, 严重影响了周围居民生活和工作。
中国现行噪声标准为:
表2.1-1
类别
区域
白天
夜晚
0
平静疗养区、 高等级墅区、 高级宾馆区等尤其需要平静区域。位于城郊和乡村这一类区域分别按严于0类标准5dB实施。
50
40
Ⅰ
居住、 文教机关为主区域。乡村居住环境可参考实施该类标准。
55
45
Ⅱ
居住、 商业、 工业混杂区。
60
50
Ⅲ
工业区。
65
55
Ⅳ
城市中道路交通干线道路两侧区域, 穿越城区内河航道两侧区域。穿越城区内河航两侧区域。穿越城区铁路主、 次干线两侧区域背景噪声（指不经过列车时噪声水平）限值也实施该类标准。
70
55
（1）夜间突发噪声, 其最大值不准超出标准值15dB。
（2）各类标准适用区域由当地人民政府划定。
（3）昼间、 夜间时间由当地人民政府按当地习惯和季节改变划定。（北京地域为白天6:00—21:59, 夜晚22:00—5:59）
（4）标准要求, 城市区域噪声测量位置在居住窗外或厂界外1m处。通常地, 室外环境噪声经过打开窗户传入室内大致比室内低10dB。
城市新城区建设、 旧城区改造多在居民区进行, 桩基施工过程中不可避免产生噪声对周围环境产生了影响, 严重干扰居民生活、 学习。
2.2桩基施工中噪声防治
（1）打桩施工时, 应将桩架用隔音板或布蓬围起, 不在规范要求以外时间打桩, 尤其是不在夜间打桩, 以确保居民生活不受干扰。
（2）环境保护部门应加强工程施工前期管理与监督,强化申报审批制度,严格要求建筑施工单位必需在开工前15天内,就可能产生环境噪声污染范围、 程度和采取防治污染方法向当地环境保护部门进行申报,经环境保护部门审查同意后,方可开工。
（3）采取巡查制度。环境保护部门要对本辖区建筑工地,采取定时和不定时巡查,立刻掌握建筑工地噪声污染情况,对工地噪声染污治理防患方法要加强检验力度,杜绝巡查漏洞。
3桩基施工振动影响与防治
3.1桩基施工振动影响

打桩时会产生一定振动并以振动波形式向四面扩散。不过这种振动与地震产生振动不一样。在振动传输过程中, 地震所产生地面加速度能够看作是一个均匀振动场, 而打桩时所产生地面加速度会快速衰减, 是一个不均匀加速度场。打桩时产生振动会造成地基变形; 房屋、 管道等公共设施损害; 设备及多种精密机械工作性能损害等, 居民生活也会造成影响 打桩时, 锤击次数越多造成危害就越大。
3.2桩基施工振动防治
对在打桩受影响建筑物周围能够设置防震沟, 既隔断了打桩产生振动波传输, 又缓解了地表土体侧向位移。而对周围建筑物内精密仪器、 仪表或机床采取隔振方法, 了解打桩干扰频率, 使保护对象固有频率避开干扰频率, 预防产生共振。
4打桩时挤土效应影响与防治
4.1打桩时挤土效应影响
预制桩施工中会碰到一个称为挤土效应现象, 这是因为沉桩时使桩四面土体结构受到扰动, 改变了土体应力状态而产生。当桩身进入地下时, 桩身将置换出同体积土。所以在打桩区内和打桩区外一定范围外地层, 会发生竖向和水平向位移。
打桩引发挤土效应造成危害关键表现在以下多个方面:
（1）对周围建筑物和地下管线危害
在密集建筑群中打桩时, 常常会对周围建筑物和地下管线造成危害, 致使结构物出裂缝, 煤气管道因土体侧向位移而破裂, 引发泄漏等, 给居民生活带来不便。
（2）使得桩体抬高, 挠曲及折断
如前所述, 在沉桩过程中, 桩要置换相同体积土, 致使在打桩区内地面将会被隆起及抬高。尤其是在灵敏性高粘土中, 桩周土会产生很高孔隙水压力, 使先打入桩向上浮起。当有邻桩压入时, 因为挤土效应与之相邻已压入桩体除桩顶部位外, 在水平方向均受到压力作用; 在垂直方向, 因为已压入桩侧摩阻力与桩体自重应力叠加作用, 其上部将受到拉应力作用, 而下部则受到压应力作用。桩体侧向变形在1/2桩长左右处最大。因为地面隆起, 已打入桩上抬, 造成桩尖脱空, 现场载荷试验时会发生突沉现象。这种现象使单桩承载力确定变得困难。
4.2打桩时挤土效应影响
基于挤土效应产生原理能够经过设置垂直排水通道以及在群桩周围布设应力释放孔方法来加紧超静孔隙水压力消散, 减轻土体挤压产生位移。预钻孔打桩及开挖防挤沟, 能够隔断打桩引发挤土压力及超孔隙水压传输路径, 起到降低浅层土压作用。
5结语
（1）打桩对周围环境有一定影响, 其影响程度取决于打桩数量, 桩间距, 土质情况以及桩距离建筑物远近程度等等, 所以施工前应充足考虑多种原因, 制订出合理有效地施工方案, 并对可能发生地情况做出估计, 从而降低打桩对环境影响。
（2）打桩对周围建筑影响很大程度上取决于建筑物本身结构情况, 所以施工前充足了解周围建筑物原有结构及基础情况是十分必需。
（3）合理安排打桩次序使多种防治方法中最经济可行方法打桩次序应背离被保护建筑物, 由近及远进行 当四面都有被保护对象时, 宜从外围往中心打。