安徽工业经济职业技术学院安徽省合肥市230051
摘要:随着我国土地资源越来越紧张,充分利用地上与地下资源就成为了社会关注的热点。近年来地下空间的利用成为了大部分城市发展的主要目标,地下空间的利用也越来越广泛,比如地铁等,这些都与城市的可持续发展有着密切的联系。基于此,本文主要从基坑工程与地下工程安全问题控制、基坑工程与地下工程环境影响控制两个大的方面进行深入的研究,以期能够为同类工程提供借鉴。
关键词:基坑工程;地下工程安全;环境影响控制
引言
在城市用地现状愈发紧张的现实背景下,地下空间的开发也就显得至关重要,并被社会各界广泛关注起来。地下空间可以说也是城市发展中不可或缺的资源类型,关于地下空间的开放也更加深入,推进难度也随之不断增加。在经济发展的过程中,城市交通运行压力也不断增加,这就使得地铁的重要性愈发明显。通过对可靠资源进行研究不难发现,地铁这一交通运输形式已经被拓展应用到各个大城市中,但是无论是在建工程,还是竣工工程,其安全性都是需要重点考量的基准性指标。
1基坑与盾构隧道工程的发展及概述
1.1基坑工程向着深大长方向发展
在城市发展过程中,城市基坑开挖深度也逐渐增加,例如某个城市的修复工程,其基坑开挖深度就大约达到了41m,其余相应基站的基坑深度也达到了将近34m。部分城市在发展的初级阶段,都不会将基坑深度设置在难度过大的环境中,因此在那一阶段的基坑开挖深度一般都在13m左右,随着城市建设规模的不断增加,高层及地铁需求量不断攀升,这就需要对基坑开挖深度进行进一步延伸,部分基坑的深度甚至可以达到30m左右。在这一过程中,基坑规模也呈现出了大幅度增长的趋势。
1.1深基坑工程变形控制成为制约性要求
我国20世纪80、90年代的基坑周围环境较为简单,稳定是主要控制问题。基坑支护以放坡和悬臂为主,即使需要设置水平支撑或锚杆,也多是出于减小结构内力、保证稳定的要求,降水多采用坑内外同时降水。目前我国软土地区的深基坑工程周围环境条件复杂:基坑处于繁华的城市中心,基坑附近有建筑、道路、地下管线、地铁隧道。软土地区深基坑施工往往伴随极强的环境效应,基坑开挖引起周围土体应力场变化,使土体产生较大的变形,从而导致周边建筑物、道路、地下管线等产生不均匀沉降或发生开裂破坏,影响其正常使用功能,造成一定的社会影响。
因此,软土地区的深基坑设计、施工难度大、风险高,对变形控制要求严格。深基坑施工可引起基坑内变形、邻近处变形和区域性沉降。对于地铁、机场、高铁等对环境条件,环境变形的控制要求由cm级进入变形0~10mm、控制精度1mm的mm级控制。传统变形被动控制理论与方法已不能满足mm级控制要求,深大长基坑变形对环境安全影响的mm级微变形主动控制成为新的城市发展及环境下的重大需求。基坑的变形控制是一个动态的、复杂的系统工程。严格的变形控制要求给软土地区基坑工程的设计、施工及监测技术带来新的挑战。可以说,我国基坑工程已进入变形控制设计与施工的时代。
2基坑工程与地下工程安全问题分类
根据对国内外基坑工程、地下工程施工引发的变形对环境产生的影响、基坑工程与地下工程自身的稳定与安全问题的系统分析,提出了可将其分为施工引发变形极其环境影响、水土流失引发的灾害、局部破坏与连续破坏三类,
(1)第一类。城市地下工程施工建造、运营过程产生的变形及引发的环境影响与灾害。对于变形问题,常规的基坑工程与地下工程分析理论与方法、本构模型、渗流与固结理论、数值分析均适用。
(2)第二类。基坑工程与地下工程建造及运营过程引发的水土流失、土层空洞、局部土层塌陷、环境影响与灾害。由于涉及水、土、土的相互作用及水、土的强耦合问题,常规的基坑工程与地下工程分析理论与方法、现有的本构模型、渗流与固结理论、数值分析均不适用。
(3)第三类:土体局部剪切破坏、支护结构局部破坏、土体局部渗流破坏、基坑渗漏等引发基坑、隧道局部破坏以及局部破坏引发的城市地下工程的坍塌与连续破坏。地下水渗漏导致水土流失、结构局部破坏以及由此等引发的深基坑、隧道产生坍塌并在三维方向发展形成渐近破坏与连续破坏,其产生与演变机理是一个大变形、非线性、多场强耦合的动力问题。国内外对此研究很少。
3基坑工程与地下工程环境影响控制
3.1运用重叠隧道施工的模式预防环境局部破坏问题
开展基坑工程与地下工程过程中会出现环境局部破坏与连续破坏问题,因此采取有效的预防措施是十分必要的。我国地下工程逐步建立的同时,地铁、地铁隧道等的使用逐年上升,并且使用也越来越广泛,同时使用的人群数量也不断增多。因此还需要采用重叠隧道施工的模式,逐渐提升隧道结构的强度问题,确保其能够从根本上预防环境问题。通过运用重叠隧道施工的模式,有效的预防水土流失等自然灾害的问题,确保人们的人生安全与财产安全不受威胁。
3.2运用平行隧道施工模式解决环境破坏问题
基坑工程以及地下工程在收工、建造、挖掘以及运营时,当地的地形结构很容易受到破坏,从而极易引发地形与地貌变形的问题。基坑工程与地下工程施工过程中出现这些问题时,不仅会影响当地居民的生活质量,为他们生活带来了很大的不便,而且还可能会破坏当地的建筑结构,影响施工地点附近的植被生长。与此同时,在施工过程中,施工与隧道也会被局部或者是连续破坏,影响工程的顺利开展,也会产生一系列的环境问题。比如说施工过程中工程的局部破坏等问题、自然灾害等,这些都会为城市的环境以及安全带来严重的挑战,这也成为了施工过程中不可忽视的又一问题。一旦出现环境破坏方面的问题,就应该及时采取有效的解决措施。
结束语
随着我国经济以及科技水平的不断发展,我国建筑行业基坑工程与地下工程的施工技术也不断的进步。通过对基坑工程与地下工程的安全问题与环境问题的控制,能够促进地下工程整体施工水平质量的提升,为我国建筑工程的可持续发展奠定了良好的基础。
参考文献
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