樁基施工振動對環(huán)境影響及對策分析

樁基施工振動對環(huán)境影響及對策分析摘要:近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市化建設(shè)進程的不斷加快，建筑工程項目的數(shù)量也越來越多。在城市建筑密集區(qū)，由于樁基礎(chǔ)施工自身的特點，其對周圍的環(huán)境將造成以一定的影響，因此日益被人們所關(guān)注。本文將對樁基施工震動對環(huán)境的影響進行分析，并在此基礎(chǔ)上提出一些應(yīng)對措施，以供參考。關(guān)鍵詞：樁基施工；振動；環(huán)境影響；對策；研究Abstract:inrecentyears,withtherapiddevelopmentofoursocialeconomyandurbanizationconstructionprocessaccelerating,constructionengineeringprojectsandthenumberofmoreandmore.Incityconstructionconcentrationareas,duetothecharacteristicsofpilefoundationconstruction,thesurroundingenvironmentwillcausetocertaineffect,soisincreasinglybeingpeoplepaidmoreattentionto.Thispaperwillshakeofpilefoundationconstructionoftheimpactontheenvironmenttocarryontheanalysis,andbasedonthis,putsforwardsomemeasuresforyourreference.Keywords:pilefoundationconstruction;Vibration;Theenvironmentalimpact;Countermeasure;research隨著建筑生產(chǎn)技術(shù)的不斷進步，工程建設(shè)中的動力結(jié)構(gòu)正在朝著大型化和復(fù)雜化的方向發(fā)展，因此也帶來了許多工程振動方面的問題。因樁基施工振動而引起的周邊環(huán)境（包括建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備破壞以及對人體造成的各種影響）變化，成為當今社會普遍關(guān)注的問題。一、樁基施工振動的特點目前來看，樁基施工振動主要是依據(jù)單自由度的振動理論，在實際施工過程中，將樁看作是一個整合體，而土壤是彈性支撐，土壤與樁共同組成一個振動體系。由于該施工地基土是非完全彈性的介質(zhì)，因此樁基施工振動所產(chǎn)生的能量主要以面波和體波的形式逐漸向四周的土層擴散。在樁基施工過程中，地層中將產(chǎn)生一些間隔較短的瞬間激振，各質(zhì)點因受到壓迫振動而以振動波的形式由振源經(jīng)地層的半空間向外進行傳播。在振源區(qū)主要以體波的形式存在，當?shù)竭_一定距離之后，主導(dǎo)波便成了面波。當?shù)貙淤|(zhì)點受迫振動時，土層將承受著正應(yīng)力應(yīng)變與剪應(yīng)力應(yīng)變，因此，實際體系可視作截面高度土柱構(gòu)成的一套離形體系。同時，樁基施工所產(chǎn)生的振動對鄰近建筑結(jié)構(gòu)的影響與地震對該結(jié)構(gòu)的影響非常的類似，地面振動會波動形式向周圍傳播，鄰近建筑結(jié)構(gòu)因在基礎(chǔ)處輸入地面振動而產(chǎn)生振動響應(yīng)，該響應(yīng)的大小不僅和地面的震動強度、持續(xù)時間等因素有關(guān)，而且與建筑結(jié)構(gòu)的振動特性有關(guān)；若考慮到鄰近建筑結(jié)構(gòu)的安全性，與鄰近建筑的結(jié)構(gòu)形式、抗震能力以及老化程度有關(guān)。二、 樁基施工振動對環(huán)境的影響1、 樁基施工震動造成的噪音污染。生物學研究表明，85分貝是人的耳朵在沒有采取任何保護措施情況下所能容忍的最高噪音，當超過85分貝時，人的心情就會非常的煩躁，并且影響正常的休息和學習，工作效率也會降低。若長時間生活在這種環(huán)境之下，很可能會引發(fā)各種健康問題。據(jù)測算，在樁基施工過程中，打樁用的柴油錘所產(chǎn)生的噪聲，最高可以達到120分貝以上，而且一根樁一般需要錘擊幾百甚至上千次，這么高分貝的噪聲會對周圍的居民產(chǎn)生巨大的影響。2、 樁基施工中所產(chǎn)生的振動問題。從實踐來看，打樁時總是會產(chǎn)生不同程度的振動，并以振動波形式向周圍擴散。研究表明，這種振動和地震振動不完全一樣。在樁基施工振動傳播過程中，可以將地震產(chǎn)生的地面加速度看作均勻的振動場，打樁時產(chǎn)生的地面加速度會迅速地衰減，它是不均勻的的加速度場。實際施工打樁時，產(chǎn)生的振動可能會導(dǎo)致地基變形，各種管道、房屋、公共設(shè)施以及各種精密機械的性能等，都可能因此遭到損害，進而影響居民的生活。3、 擠土效應(yīng)問題。在建筑工程預(yù)制樁施工過程中，經(jīng)常會遇到擠土效應(yīng)，它是因沉樁而使樁周圍土體結(jié)構(gòu)遭受擾動，從而改變了土層的應(yīng)力狀態(tài)，因此產(chǎn)生。當樁身進入到地下后，樁身會將同體積的土置換出來，因此在打樁區(qū)內(nèi)、區(qū)外的一定范圍地層，都會經(jīng)常出現(xiàn)水平向和豎向的位移。在擠土效應(yīng)的作用下，樁周土體會產(chǎn)生不同程度的隆起或變形，下部以豎向變形和側(cè)向擠壓變形為主；靠近樁基的底部，因樁體進入土體時的擠壓和沖壓作用，會產(chǎn)生一定的擠壓應(yīng)力，從而形成動態(tài)的塑性擾動，表現(xiàn)出來的是豎向變形。一般而言，緊挨樁體豎向的變形距樁周二倍樁徑左右范圍之內(nèi)是隆起，在距樁五倍樁徑范圍之外，其變形就非常的小。從本質(zhì)上說，擠土效應(yīng)所造成的周圍環(huán)境危害正是上述原理。預(yù)制樁打入土體時，會造成周圍的土體超孔隙水壓力逐漸升高，從而降低了土體的不排水抗剪能力，并導(dǎo)致周圍的土體因此而破壞，同時也會使與樁體積相等的土體向樁周發(fā)生側(cè)向的位移與隆起。此外，由于群樁疊加因素的影響，擴大了土體位移和隆起的范圍，因此造成打入樁與鄰近結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移與上浮。4、 邊坡打樁與基坑開挖。在港口工程施工過程中，經(jīng)常要打入很多的樁基。一般而言，臨港口邊坡土體的阻力非常的小，樁位很容易向江面上移動，甚至會引發(fā)邊坡失穩(wěn)，因此這種工況施工應(yīng)特別注意。在打樁區(qū)域開挖基坑時，側(cè)向上存在著卸載，往往會造成附近的基坑體系以及樁向基坑方向的移動。通常情況下，樁基越密集，相鄰基坑就越近、越深，造成的影響就越嚴重?；娱_挖自身會伴隨著大量的卸載，大量的樁基打入地下后，就會產(chǎn)生非常大的擠應(yīng)力，它們的釋放將導(dǎo)致工程樁基發(fā)生位移，而且位移的方向與挖土的方向一致。三、 防止樁基施工振動影響的有效對策基于以上對目前我國樁基施工振動中存在的主要問題，筆者建議從以下方面著手：1、 防噪聲和振動措施。在樁基施工過程中，應(yīng)當將樁架用布蓬或者隔音板圍起來，杜絕在規(guī)定的時間范圍以外打樁，尤其堅決不在夜間居民休閑的時間打樁，從而保證居民生活不受影響。在樁基施工周圍的一定區(qū)域，設(shè)置防震溝，這樣不但隔斷了打樁時振動波的傳播，而且還能有效地緩解地表土體側(cè)向上的位移。樁基施工前，應(yīng)當對可能造成影響的各種精密儀器、機床以及儀表設(shè)備等采取有效的隔振措施，正確把握打樁時的干擾頻率，從而盡可能地避免不受干擾，防止出現(xiàn)共振現(xiàn)象。2、 防擠土現(xiàn)象的有效措施。通過對擠土效應(yīng)產(chǎn)生的機理進行研究，筆者認為可以設(shè)置一些垂直的排水通道或者在群樁的周圍布設(shè)一些應(yīng)力釋放孔，來加快超靜孔隙水壓力的消散，從而減輕因土體擠壓而產(chǎn)生的位移。在預(yù)鉆孔打樁和開挖防擠溝時，筆者建議應(yīng)隔斷打樁引起的擠土壓力和超孔隙水壓傳遞途徑，從而降低淺層土壓的影響。3、 合理控制打樁的速率。筆者認為，可以通過控制打樁的順序，來有效地減少施工過程中土體不同位置的位移量。若在空曠的場地進行上，可采取先中央后周圍、由里而外的打樁順序，這對減少施工中的擠土效應(yīng)非常有利，而且可以促進中間樁的打入，防止外側(cè)各樁因被擠壓而產(chǎn)生的浮起。從實踐來看，采取跳打的方式可以使大區(qū)域建筑場鄰近建筑結(jié)構(gòu)免受侵害變，能夠有效地減少土體的不均勻沉降，并防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜問題。若在區(qū)域較小的建筑場地進行施工，可采用間隔打樁的方式，來減少土體側(cè)向上的擠壓力。置于兩邊跳打的施工工藝，主要適用于那些場地兩邊都需要加強保護的工程項目。據(jù)調(diào)查顯示，打樁的速率越高，其超孔隙水壓力增長的速率也就越快，且影響也就越嚴重。由此可見，打樁速率的控制，特別是打樁初期及后期的速度控制，都直接影響著周圍的建筑結(jié)構(gòu)，同時也會影響到建筑結(jié)構(gòu)的危害程度及施工進度。結(jié)語：總而言之，樁基施工并不是一件簡單的工作，它受到很多因素的影響也會帶來很多的影響，如果處理不當，可能會對人民的生產(chǎn)生活產(chǎn)生巨大的影響。因此，我們只有從實際出發(fā)，加強思想重視和技術(shù)創(chuàng)新，才能保障其順利完成。參考文獻：[1]曾永勝劉為洲.樁基施工振動對周圍建筑物影響的研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2011（04）.⑵吳麗芬.淺談PHC樁基施工對周圍環(huán)境影響的控制方法[J].山西建筑，2010（01）