基坑工程与地下工程安全及环境影响控制

基坑工程与地下工程安全及环境影响控制

王兴才

中国水利水电第九工程局有限公司 贵州省贵阳市550081

摘要：随着社会经济的快速发展和工业技术的不断革新，我国城市中地下工程以及基坑工程的建设规模逐渐扩大，难度也在不断提升，意味着要不断提高控制基坑工程与地下工程的安全以及环境影响因素的要求。本文通过对基坑工程和地下工程作业造成的环境破坏等进行分类，明晰现下基抗工程与地下工程在实际工作中遇到的问题，针对这些问题探讨出相应的解决方案和控制措施。给予同类工程以参考借鉴作用，提高我国建筑工程作业的安全性，促进社会和谐稳定地发展。

关键词：基坑工程；地下工程；安全；环境影响；控制

基坑与地下工程是高层建筑工程中最为重要的施工环节，是建筑结构保持稳定的根基，由于基坑工程与地下工程属于特殊地下施工形式，与地质结构有着亲密的接触，一旦施工技术控制不合理，就会对地质结构造成破坏，也会对周边的环境，如：建筑物、地下管道等也会造成一定的影响，不仅危及到环境，还会危及到施工的安全性，所以加强基坑工程与地下工程安全及环境影响的控制措施研究非常重要，是促进基坑与地下工程可持续发展的重要途径。

一、基坑开挖对地下环境的影响

1、支护结构对地下环境的影响

1）地下属于一种结构复杂的环境，在基坑工程与地下工程中，设计环节对地质结构的勘查若是不到位，并对基坑支护变形、移位等情况无法准确控制，则会对地下的环境造成一定的影响，结合目前基坑工程支护对地下环境的影响来看，主要表现在支护结构自身出现破坏，致使基坑边坡结构的稳定性失衡、基坑隆起变形等方面，而基坑的隆起会导致周边建筑物的稳定性下降，易发生变形、裂缝等情况。

2）引起支护结构变形和移位的主要原因是：施工设计没有结合实际地质条件进行科学考虑，施工技术不合理，如：挡土结构支护时，材料的选用没有质量保证，钢筋绑扎不结实牢靠，施工人员对施工图的了解不全面，施工标准不达标，挡土结构深度超出标准范围；支撑体系施工时，支撑压弯与支撑结构之间连接不当，支撑体系出现破裂现象，不仅自身的支撑作用失效，还会引起挡土结构严重倾斜、坍塌；施工周期控制方面也是重要的影响原因之一，较长的施工时间，会遇到能够影响基坑施工的天气条件，如强降雨、连雨天气等，引起基坑中积水量过多，基坑中的土层呈粘土甚至淤泥状态，进而流变性增强，容易导致支护结构的变形与移位，对基坑工程造成影响的同时，也给环境带来威胁，并且施工危险性也非常高。

2、基坑降水对地下环境的影响

1）地下水位下降对环境的影响主要表现在以下三个方面。①地下水位的下降会导致地面下沉;②地下水渗透破坏引起基坑的坍塌;③由于基坑地下水位下降过快，水头差过大造成管涌和流沙导致基坑开裂。所以在基坑开挖的过程中，应优先采用井点管降水的方式来降低地下水位，这有利于土体的固结，促使边坡稳定，增大地基承载力并能有效的防止管涌和流土的现象发生。

2）地下水位下降引起地下环境变化的机理。①地下水位降低减少了地下水对地基土的浮力,因此地基土由于自重应力的增大而进一步固结；②由于孔隙水从土体中逐渐排除，降水过程中常会发生水流带走部分微细颗粒的现象，这会导致周围地面的土体发生沉降。如果地下水降低不均匀则会造成周围建筑物的不均匀沉降。周围建筑物会发生开裂现象，严重时甚至会发生倒塌事故；③深基坑降水往往会导致基坑内外出现较大的水头差，在动水头压力的作用下，基坑底部会发生管涌和流土等不良地质现象，引起基坑的坍塌。

3、基坑施工中的其他注意问题

水患问题。无论是地上、地下水或是各类管道渗漏水，还是基坑内积水，都可能对基坑稳定造成危害，继而对基坑周围的环境造成不可估量的损失。施工震动问题。基坑施工中的打桩工程会产生大能量的震动或较大能量的高频振动，均会对基坑周边的建筑物结构的安全性产生影响。

二、基坑工程中对地下环境的保护

我国已经积累很多基坑开挖过程中对周围环境保护的经验和教训。例如:对进坑内外的基础加固、在基坑与建筑物之间设置隔断和构筑物、选用刚度较大的围护结构等等。

1、基坑降水防治措施

基坑降水前，应考虑到水位降低区域内的建筑物（包括市政地下管线）等可能产生的沉降和水平位移。施工前，必须了解邻近建筑物或构筑物的原有结构，地基与基础的详细情况，如影响使用和安全时，应同有关单位采取措施处理。例如在开挖基坑四周预先做止水帷幕或回灌水。应优先采用挡水作用的支护结构，如采用深层搅拌桩、钢板桩、混凝土灌注桩或地下连续墙等。尽可能把降水井点立管埋设在支护墙的内侧，井点立管的深度应该浅于支护墙的深度。

2、基坑变形的控制措施

基坑开挖引起维护墙体变形以及基坑底部土体回弹变形是基坑周围土体变形产生的源头所在，因此控制基坑围护墙变形以及基坑回弹是控制整个深基坑工程变形和位移的关键。在基坑的开挖过程中，适当减少每步开挖土方的空间尺寸、减少每步开挖所暴露的基坑挡墙的无支撑暴露时间，是运用时空效应原理合理发挥土体自身的抵抗变形的潜力,从而解决深基坑稳定和变形问题的基本对策。理论和实践均表明随着基坑开挖深度的增加，基坑周围土体的塑性区域发展，基坑的变形速率也逐渐增加。因此，施工方在施工时应特别重视基坑开挖的步骤，严格控制基坑无支撑暴露时间。

三、基坑工程与地下工程发展方向

1)当基坑工程邻近既有隧道、医院、机场等变形要求严格的环境条件时，基坑工程和地下工程施工引起的变形需控制在mm级。目前基坑工程和地下工程施工引起的环境变形的控制措施还不能完全满足工程实践的需要。因此，需在现有的理论、方法、技术基础上，发展适应新的环境条件的基坑工程和地下工程的设计理论与方法、施工技术与装备。基坑工程和地下工程可因局部破坏发展为渐近破坏甚至连续破坏，导致产生大范围的破坏。因此，需发展基坑工程与地下工程的防止连续破坏的设计理论与方法。

2)目前基坑工程、地下工程施工引发的环境变形及引起的社会矛盾、工程事故仍然较多，复杂环境条件下的地下工程的设计、施工还需开展进一步的研究。在基坑工程和地下工程中发展绿色、节能降耗的设计与施工技术是今后的一个重要发展方向。建议开展40m深度以上的大深度基坑工程和地下工程的设计理论、施工技术、技术装备的研究，为我国深层次地下空间的开发提供技术支撑。近年来我国基坑工程与地下工程在研究个施工技术方面取得了显著进展。由于篇幅及作者水平所限，本文仅针对软弱土、高水位、富水粉、砂土层中的基坑工程和地下工程近年来的部分进展进行了回顾与分析，谨供同行参考。

四结束语

总而言之，随着我国经济发展水平的逐渐提高，基坑工程与地下工程数量呈现着不断增多的趋势。为了能够有效提高工程整体施工质量和安全，则应该不断加强对工程安全和环境影响控制工作的重视力度，这样才能真正有效促使基层工程与地下工程后期各项施工管理工作能够正常有序化的进行，不断提高人民群众整体满意度和幸福感，有效防止在后期具体施工时频繁出现各种质量安全问题。

参考文献

[1]张新波. 基坑工程与地下工程安全及环境影响控制研究[J]. 低碳世界， 2021，11（02）：109-110.

[2]杨兆龙.基坑工程与地下工程安全及环境影响控制[J].工程技术：文摘版，2016（10）：168.

[3]赖化强.探析基坑工程与地下工程的安全及环境影响控制[J].建筑工程技术与设计，2016（36）.

[4]林伟明.浅谈基坑工程与地下工程安全及环境影响控制[J].地球，2016（12）.