城市桩基施工对周围环境的影响

高层建筑桩基施工对周围环境的影响摘要：近年来，随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，建筑工程项目的数量也越来越多。在城市建筑密集区，由于桩基础施工自身的特点，其对周围的环境将造成以一定的影响，因此日益被人们所关注。本文将对桩基施工震动对环境的影响进行分析，并在此基础上提出一些应对措施，以供参考。0引言在兴建高层、大型或重要建筑物时，由于天然地基满足不了承载力和沉降量的设计要求，一般均采用桩基深基础。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的钢筋混凝土桩，钢管桩和PHC桩，借助锤击或静力压入沉桩；另一类是现场施工的钢筋混凝土钻孔灌注桩，挖(扩)孔桩。在城市建筑物密集区，因沉桩作业引起环境病害明显增多。桩施工对周围环境的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，特别是打桩施工对周围环境产生噪声、振动和挤土三方面的不良影响，有时会造成无法挽回的损失。社会要向前发展，旧城区要改造，在建造新建筑物的同时，又不致影响原有建筑的正常使用，因此，对桩基施工产生危害的现象进行分析并采取经济合理的预防措施是十分必要的。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的成桩方法1.1.1灌注桩在高层建筑桩基础施工中选用的一种桩基是灌注桩，灌注桩在施工过程中，最常采用的是沉管成孔、作业成孔，在已经完成的桩孔中放入钢筋笼，进行混凝土浇筑，然后进行等待混凝土硬化，完成整合桩基的浇筑工作。沉管成孔常选用的方法是振动法、冲击法，但是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，需要主要进行这方面的防范，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的就是机械钻孔和人工成孔，在遇到黏性土时，需要使用人工挖孔的方法，机械钻孔只适用于黏性土、粉土以及砂土中在施工中需要注意的是，如果在进行人工成孔过程中，发现处于地下水位以下，需要进行排水和止水工作。1.1.2混凝土桩在高层，建筑桩基础施工中经常采用的桩基础还有预制混凝土桩，预制混凝土桩分为方桩、管桩，管桩的施工方法是锤击打入法、沉桩法、静压法等，但是在施工过程中非常容易产生挤土的现象，所以在施工中如果出现挤土现象，需要及时采取相应的措施进行避免。其他施工方法也是一样，在施工中会出现一些问题，需要及时的处理，只有这样才可以保证混凝土桩基础施工的顺利进行。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的施工中，对于预制桩，在静压入桩施工中，首先需要将入桩的线路进行确定，只有将入桩线路进行确定之后，才可以保证入桩工作的顺利进行，避免的桩基础施工中出现地基上溢、挤土、桩基础倾斜等现象，在压桩的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的保护，因为在压桩过程中，压桩机会产生一定程度上的偏移，在对桩基础进行下压时，需要保证下压速度在1m/min，使得桩基下压过程中，接触到的每一层土体的抗剪应力得到释放。在压桩过程中，要保证预留桩孔和桩基下部的钢筋对准，上节桩基和下节桩基的接触面需要在5mm~10mm，然后再继续的进行压桩工作，直到预制桩的压桩满足设计要求。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的浇筑材料、设备等进行检查，对桩基础浇筑施工质量检验人员进行确定，对混凝土浇筑中的各项施工标准、施工方案等情况进行确定和审核，尤其是混凝土的配比、混凝土的搅拌情况等，只有这样才可以保证混凝土的质量，保证灌注桩的浇筑质量。混凝土灌注桩在浇筑之前，需要对运输到施工现场的混凝土的均匀性、塌落度等进行检验，如果混凝土的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。二次搅拌之后，对各项性能参数进行再次检验，如果二次搅拌之后混凝土的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桩基施工中的噪声的影响及防治2.1桩基施工中噪声的影响生物学研究显示85分贝是耳朵在没有保护的情况下能够容忍的最高噪音，超过85分贝的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，柴油锤产生的噪声高达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的生活和工作。我国现行噪声标准为：表2.1-1类别区域白天夜晚0安静疗养区、高级别墅区、高级宾馆区等特别需要安静的区域。位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。5040Ⅰ居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。5545Ⅱ居住、商业、工业混杂区。6050Ⅲ工业区。6555Ⅳ城市中的道路交通干线道路两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。穿越城区的内河航两侧区域。穿越城区的铁路主、次干线两侧区域的背景噪声（指不通过列车时的噪声水平）限值也执行该类标准。7055（1）夜间突发的噪声，其最大值不准超过标准值15dB。（2）各类标准适用区域由当地人民政府划定。（3）昼间、夜间的时间由当地人民政府按当地习惯和季节变化划定。（北京地区为白天6:00—21:59，夜晚22:00—5:59）（4）标准规定，城市区域噪声的测量位置在居住窗外或厂界外1m处。一般地，室外环境噪声通过打开的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的噪声对周围环境产生了影响，严重干扰居民的生活、学习。2.2桩基施工中噪声的防治（1）打桩施工时，应将桩架用隔音板或布蓬围起，不在规范规定以外的时间打桩，尤其是不在夜间打桩，以保证居民的生活不受干扰。（2）环保部门应加强工程施工前期的管理与监督,强化申报审批制度,严格要求建筑施工单位必须在开工前15天内,就可能产生环境噪声污染的范围、程度和采取的防治污染措施向当地环保部门进行申报,经环保部门审查批准后,方可开工。（3）采取巡查制度。环保部门要对本辖区建筑工地,采取定期和不定期巡查,及时掌握建筑工地噪声污染情况,对工地的噪声染污治理防患措施要加强检查力度,杜绝巡查漏洞。3桩基施工振动的影响与防治3.1桩基施工振动的影响打桩时会产生一定的振动并以振动波的形式向四周扩散。但是这种振动与地震产生的振动不一样。在振动传播的过程中，地震所产生的地面加速度可以看作是一个均匀的振动场，而打桩时所产生的地面加速度会迅速衰减，是一个不均匀的的加速度场。打桩时产生的振动会造成地基变形；房屋、管道等公共设施损害；设备及各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，锤击次数越多造成的危害就越大。3.2桩基施工振动的防治对在打桩受影响的建筑物周围可以设置防震沟，既隔断了打桩产生的振动波的传播，又缓解了地表土体的侧向位移。而对周围建筑物内的精密仪器、仪表或机床采取隔振措施，了解打桩干扰频率，使保护对象的固有频率避开干扰频率，防止产生共振。4打桩时的挤土效应的影响与防治4.1打桩时的挤土效应的影响预制桩施工中会遇到一种称为挤土效应的现象，这是由于沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态而产生的。当桩身进入地下时，桩身将置换出同体积的土。因此在打桩区内和打桩区外一定范围外的地层，会发生竖向和水平向的位移。打桩引起的挤土效应造成的危害主要表现在以下几个方面：（1）对附近建筑物和地下管线的危害在密集的建筑群中打桩时，常常会对附近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，引起泄漏等，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，桩要置换相同体积的土，致使在打桩区内地面将会被隆起及抬高。尤其是在灵敏性高的粘土中，桩周土会产生很高的孔隙水压力，使先打入的桩向上浮起。当有邻桩压入时，由于挤土效应与之相邻的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，由于已压入的桩的侧摩阻力与桩体自重应力的叠加作用，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。由于地面的隆起，已打入的桩上抬，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的确定变得困难。4.2打桩时的挤土效应的影响基于挤土效应产生的原理可以通过设置垂直排水通道以及在群桩周围布设应力释放孔的方式来加快超静孔隙水压力的消散，减轻土体挤压产生的位移。预钻孔打桩及开挖防挤沟，可以隔断打桩引起的挤土压力及超孔隙水压的传递途径，起到减少浅层土压的作用。5结语（1）打桩对周围环境有一定的影响，其影响程度取决于打桩的数量，桩间距，土质情况以及桩距离建筑物的远近程度等等，因此施工前应充分考虑各种因素，制定出合理有效地施工方案，并对可能发生地情况做出预测，从而减少打桩对环境的影响。（2）打桩对周围建筑的影响很大程度上取决于建筑物本身的结构状况，因此施工前充分了解周围建筑物的原有结构及基础状况是十分必要的。（3）合理安排打桩顺序使各种防治措施中最经济可行的措施打桩顺序应背离被保护建筑物，由近及远进行当四周都有被保护对象时，宜从外围往中心打。