论文部分内容阅读
摘 要：随着城市现代化进程加快，城市地下空间资源开发也日益频繁，而在岩土施工过程中产生的环境问题也日益突出。本文对城市岩土工程施工中四种不同施工方式所造成的环境问题进行了思考和分析，并提出了具体的防治措施。
关键词：岩土工程；施工方式；环境问题；防治措施
1950-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题，统称为小环境问题。
随着我国城市化进程的不断加快，城市基础设施建设发展迅猛，而其中城市岩土工程造成的环境问题，对城市建设的影响，引起了社会日益普遍的关注，所以研究岩土工程的环境效应和防治措施，有利于地下空间资源的进一步开发利用，有利于促进现代化城市建设，下面就其中几个问题进行简要阐述和分析。
1.打桩引发的环境效应
打桩施工对环境赞造成的影响主要包括噪声、振动以及泥浆污染等。打桩时的锤击，沉桩时的振动锤振动，钻机的马达轰鸣，都会产生很大噪音。而这无疑会给附近的环境产生诸多负面效应，对周围人居产生较大干扰。为了有效降低施工噪声，可以采取以下措施：挖掘防振沟或防振槽。钻孔灌注桩施工，大部分采取泥浆护壁，在进行混凝土灌注时，孔内泥浆会被排出，而这些被排出的泥浆对周边环境将会产生很大污染。此外，钻孔灌注时，排出的泥浆还会渗入周边地层，尤其是砂性土层更为严重，很容易引发地下水污染，为防止危害的发生，最好通过掺入防渗剂和加大泥浆稠度等措施来避免泥浆渗漏现象发生。打桩挤土主要是指桩成之后，桩体积置换同体积的土。所以在打桩的一定范围内会产生不同程度的地面位移。而这极易引起周边建筑物发生裂缝、路面破坏、煤气管道破裂以及边坡失稳等施工事故。有效的防治措施包括：第一，尽量减少沉桩对土层的振动和挤压。可采用浅层钻孔沉桩的施工技术；第二，尽量实现土层排水，让孔隙水压能够快速消散，进而有效缩短地基固结时间，加快沉降速度。除了上述防治措施外，为了减少打桩产生的环境负面效应，还可以实施一些辅助措施，包括增设单桩长度，减少单桩数量，加大桩基边缘和周边建筑物的距离，等等。
2.基坑开挖引发的环境效应
基坑开挖所引发的环境效应主要源于地下水和支护结构的破坏、地表变形和位移产生的系列影像，导致施工附近建筑物产生不同程度的沉降和开裂，施工区路面下沉，工程桩产生位移或断裂，或是导致更为严重的问题。而这些负面环境效应的产生，主要是由于基坑开挖改变了原有地下水渗透方式和途径，打破了原有土体的平衡状态，进而产生了一系列新变。
基坑开挖引发的负面效应：
（1）地下水位下降，地面沉陷；
（2）地下水渗透破坏，基坑坍塌；
（3）基坑突涌，基土开裂；
（4）周边建筑物不同程度沉降；
有效防止措施：
（1）科学制定排水、降水方案。地下水排降方法有多种，包括明沟排水、井点排水以及井群排水等。但在落实前必须进行方案比选，选择最合适的方法，并配以相应的辅助措施，进而有效预防基坑开挖带来的负面影响；
（2）要综合考虑防渗、截渗等因素进行基坑开挖支护。支护结构主要分为两种，即加固型和支挡型，他们要结合自身工程性质、规模，考虑各自适用条件、地质条件等，进行全方位方案比选。选择既能防渗，又能挡土的支护结构，以便有效节约工程造价；
（3）对降水措施和支护结构要进行精心设计、严密监测和严格施工，这是有效确保工程顺利实施的两大基本条件；
（4）做好基坑周边地表水的疏排、堆土对支护结构造成水平超载等负面影响的预防。
3.软土隧道推进引发的环境效应
软土隧道推进引发的负面环境效应：
（1）盾构掘进引起底层扰动，造成地表沉降，土体移动，含水量、孔隙水压力、强度以及承载力等地表参数的变化；
（2）极易引发一系列的环境公害，尤其是盾构掘进发生在地下管网密集区的时候，引发的负面环境效应尤为突出和严重。
有效防治措施：
（1）精心施工：明确施工路线的地质条件，精心设计不同的施工方案；严格控制施工挖土深度，有效控制推进速度；及时灌注；
（2）做好环保工作：注浆法加土体；防渗帷幕减少地下水压力差；对建筑物上部结构进行加固等；
（3）做好监控工作：进行地面变形、土体深层变形、孔隙水压力、地表沉降、盾构推力以及盾构偏位等环境监测。
4.强夯引发的环境效应
强夯法是基于重锤夯实法发展而来的地基处理方法，主要利用起重设备提升重锤，到达一定高度时，再让其自由下落，以加强的冲击力形成对地基的夯实作用，在土层中形成超强冲击波，借以克服土颗粒阻膨胀性。强夯法是一种非常简便实用的地基加固法。但强夯以强大冲击波所产生的巨大冲击力能够引发周边地表下降和隆起，并对附近建筑物产生扰动影响，继而导致不同程度的地表破坏和建筑物损毁，对环境和人居形成危害，并产程振动和噪声等负面环境效应。为了有效防治，要结合施工土质条件综合考虑强夯可能造成的不利影响和环境危害，选择最佳强夯方案和施工计划，并考虑合适的隔震减震措施，最大程度地降低强夯带来的环境公害。施工振动对附近建筑物产生的破坏主要有两种途径，一是诱发结构振动形成直接损坏，一是诱发地表沉降间接造成建筑物损坏。针对此，目前采取的有效防治措施主要包括：在施工准备阶段进行实地调查和正确预测前提下，结合不同振源和地质条件采取主动隔振、改换施工技术、降低孔隙水压以及减小土体扰动等措施以达到有效防治，同时还要在整个施工过程中做好实时振动监测。
5. 结语
1990年代后，我国进入了大规模工程建设时期。高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等的建设以及城市化进程步伐的加快，向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。在一些应用方面还急需解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题；大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估；城市施工影响环境岩土工程问题；岩土工程手段在环境的治理中的应用等。
经济发展和环境保护是人类生存和发展必须面临的两件大事，城市地下空间资源的有效开发和利用已经成为实现城市可持续发展的一大保障，而由此也势必会引发诸多岩土工程环境问题。而这些环境问题也必然会影响到人类的正常生存和发展，为了有效解决岩土工程中的环境问题，降低负面效应的影响，在进行资源开发时要做好防治措施，严格按照流程进行施工，真正做到未雨绸缪，防患未然。
参考文献
[1] 雷奇，丁晓庆.岩土工程施工技术探讨[J]. 科技创新导报. 2009（08）
[2] 谢忠先.浅谈岩土工程施工技术[J]. 科技信息. 2010（17）
[3] 王亚军，熊征.岩土工程施工勘察断钻事故实例分析[J]. 山西建筑. 2007（26）
关键词：岩土工程；施工方式；环境问题；防治措施
1950-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并已取得了基本的共识。目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效应等。这些问题通常称为大环境问题。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等。有关这方面的问题，统称为小环境问题。
随着我国城市化进程的不断加快，城市基础设施建设发展迅猛，而其中城市岩土工程造成的环境问题，对城市建设的影响，引起了社会日益普遍的关注，所以研究岩土工程的环境效应和防治措施，有利于地下空间资源的进一步开发利用，有利于促进现代化城市建设，下面就其中几个问题进行简要阐述和分析。
1.打桩引发的环境效应
打桩施工对环境赞造成的影响主要包括噪声、振动以及泥浆污染等。打桩时的锤击，沉桩时的振动锤振动，钻机的马达轰鸣，都会产生很大噪音。而这无疑会给附近的环境产生诸多负面效应，对周围人居产生较大干扰。为了有效降低施工噪声，可以采取以下措施：挖掘防振沟或防振槽。钻孔灌注桩施工，大部分采取泥浆护壁，在进行混凝土灌注时，孔内泥浆会被排出，而这些被排出的泥浆对周边环境将会产生很大污染。此外，钻孔灌注时，排出的泥浆还会渗入周边地层，尤其是砂性土层更为严重，很容易引发地下水污染，为防止危害的发生，最好通过掺入防渗剂和加大泥浆稠度等措施来避免泥浆渗漏现象发生。打桩挤土主要是指桩成之后，桩体积置换同体积的土。所以在打桩的一定范围内会产生不同程度的地面位移。而这极易引起周边建筑物发生裂缝、路面破坏、煤气管道破裂以及边坡失稳等施工事故。有效的防治措施包括：第一，尽量减少沉桩对土层的振动和挤压。可采用浅层钻孔沉桩的施工技术；第二，尽量实现土层排水，让孔隙水压能够快速消散，进而有效缩短地基固结时间，加快沉降速度。除了上述防治措施外，为了减少打桩产生的环境负面效应，还可以实施一些辅助措施，包括增设单桩长度，减少单桩数量，加大桩基边缘和周边建筑物的距离，等等。
2.基坑开挖引发的环境效应
基坑开挖所引发的环境效应主要源于地下水和支护结构的破坏、地表变形和位移产生的系列影像，导致施工附近建筑物产生不同程度的沉降和开裂，施工区路面下沉，工程桩产生位移或断裂，或是导致更为严重的问题。而这些负面环境效应的产生，主要是由于基坑开挖改变了原有地下水渗透方式和途径，打破了原有土体的平衡状态，进而产生了一系列新变。
基坑开挖引发的负面效应：
（1）地下水位下降，地面沉陷；
（2）地下水渗透破坏，基坑坍塌；
（3）基坑突涌，基土开裂；
（4）周边建筑物不同程度沉降；
有效防止措施：
（1）科学制定排水、降水方案。地下水排降方法有多种，包括明沟排水、井点排水以及井群排水等。但在落实前必须进行方案比选，选择最合适的方法，并配以相应的辅助措施，进而有效预防基坑开挖带来的负面影响；
（2）要综合考虑防渗、截渗等因素进行基坑开挖支护。支护结构主要分为两种，即加固型和支挡型，他们要结合自身工程性质、规模，考虑各自适用条件、地质条件等，进行全方位方案比选。选择既能防渗，又能挡土的支护结构，以便有效节约工程造价；
（3）对降水措施和支护结构要进行精心设计、严密监测和严格施工，这是有效确保工程顺利实施的两大基本条件；
（4）做好基坑周边地表水的疏排、堆土对支护结构造成水平超载等负面影响的预防。
3.软土隧道推进引发的环境效应
软土隧道推进引发的负面环境效应：
（1）盾构掘进引起底层扰动，造成地表沉降，土体移动，含水量、孔隙水压力、强度以及承载力等地表参数的变化；
（2）极易引发一系列的环境公害，尤其是盾构掘进发生在地下管网密集区的时候，引发的负面环境效应尤为突出和严重。
有效防治措施：
（1）精心施工：明确施工路线的地质条件，精心设计不同的施工方案；严格控制施工挖土深度，有效控制推进速度；及时灌注；
（2）做好环保工作：注浆法加土体；防渗帷幕减少地下水压力差；对建筑物上部结构进行加固等；
（3）做好监控工作：进行地面变形、土体深层变形、孔隙水压力、地表沉降、盾构推力以及盾构偏位等环境监测。
4.强夯引发的环境效应
强夯法是基于重锤夯实法发展而来的地基处理方法，主要利用起重设备提升重锤，到达一定高度时，再让其自由下落，以加强的冲击力形成对地基的夯实作用，在土层中形成超强冲击波，借以克服土颗粒阻膨胀性。强夯法是一种非常简便实用的地基加固法。但强夯以强大冲击波所产生的巨大冲击力能够引发周边地表下降和隆起，并对附近建筑物产生扰动影响，继而导致不同程度的地表破坏和建筑物损毁，对环境和人居形成危害，并产程振动和噪声等负面环境效应。为了有效防治，要结合施工土质条件综合考虑强夯可能造成的不利影响和环境危害，选择最佳强夯方案和施工计划，并考虑合适的隔震减震措施，最大程度地降低强夯带来的环境公害。施工振动对附近建筑物产生的破坏主要有两种途径，一是诱发结构振动形成直接损坏，一是诱发地表沉降间接造成建筑物损坏。针对此，目前采取的有效防治措施主要包括：在施工准备阶段进行实地调查和正确预测前提下，结合不同振源和地质条件采取主动隔振、改换施工技术、降低孔隙水压以及减小土体扰动等措施以达到有效防治，同时还要在整个施工过程中做好实时振动监测。
5. 结语
1990年代后，我国进入了大规模工程建设时期。高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等的建设以及城市化进程步伐的加快，向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。在一些应用方面还急需解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题；大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估；城市施工影响环境岩土工程问题；岩土工程手段在环境的治理中的应用等。
经济发展和环境保护是人类生存和发展必须面临的两件大事，城市地下空间资源的有效开发和利用已经成为实现城市可持续发展的一大保障，而由此也势必会引发诸多岩土工程环境问题。而这些环境问题也必然会影响到人类的正常生存和发展，为了有效解决岩土工程中的环境问题，降低负面效应的影响，在进行资源开发时要做好防治措施，严格按照流程进行施工，真正做到未雨绸缪，防患未然。
参考文献
[1] 雷奇，丁晓庆.岩土工程施工技术探讨[J]. 科技创新导报. 2009（08）
[2] 谢忠先.浅谈岩土工程施工技术[J]. 科技信息. 2010（17）
[3] 王亚军，熊征.岩土工程施工勘察断钻事故实例分析[J]. 山西建筑. 2007（26）