試論深基坑工程對周邊環(huán)境的影響及保護措施

邱 崗

（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河南 信陽 464000）

0 引言

根據(jù)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》相關(guān)規(guī)定，深基坑是指開挖深度超過 5m，或是深度雖未超過 5m，但是地質(zhì)條件和周邊環(huán)境特別復(fù)雜的工程。隨著基坑開挖深度的增加，對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響也會更加明顯，現(xiàn)場施工管理人員必須要重視這一影響，并能夠提前采取有效的防控措施，將負面影響降到最低?？傮w來說，深基坑工程對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響主要包括噪音污染、空氣污染、工程破壞等幾類，施工單位要強化責(zé)任意識、整體意識和動態(tài)觀念，既要保證深基坑工程建設(shè)質(zhì)量，又要確保周邊環(huán)境安全。

1 深基坑施工特點

深基坑工程是現(xiàn)代建筑工程的重要組成部分，也是需要進行質(zhì)量管理和環(huán)境控制的重要環(huán)節(jié)。與地面工程相比，深基坑工程有如下特點：（1）深基坑工程所面臨的環(huán)境差異化。城市地形地貌的差異化導(dǎo)致各種水文地質(zhì)條件以及工程地質(zhì)條件的表現(xiàn)出很大不同，在深基坑的開挖中只有結(jié)合各個地方的特色，實施符合實際環(huán)境的深基坑開挖工程，才能夠保證深基坑工程的順利進行。（2）深基坑的深度加大。建筑物的穩(wěn)定性和基坑的深淺有著十分重要的關(guān)系，正因為人們對建筑物的需求以及土地的緊張性等因素，而導(dǎo)致了建筑物的本身計劃高度的加大，以及開始向地下開始開發(fā)。地下室的不斷出現(xiàn)就是案例，現(xiàn)在的地下室出現(xiàn) 4層也很正常。

2 深基坑施工對周邊環(huán)境帶來的負面影響

2.1 噪音污染

噪音污染是深基坑工程對周邊環(huán)境產(chǎn)生的一種常見負面影響。從設(shè)備、物料進場，到現(xiàn)場開挖施工，再到后期拆除深基坑支護結(jié)構(gòu)等，都容易產(chǎn)生一定的噪音。根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，建筑施工現(xiàn)場噪聲限值應(yīng)確保白天不超過70dB，夜晚不得超過55 dB。但是通過對深基坑施工現(xiàn)場的噪聲監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)很多工程現(xiàn)場的噪聲超過了100 dB，對現(xiàn)場施工人員以及周邊住戶都造成了健康危害。另外，一些規(guī)模較大的工作，施工單位為了追趕工期，還會在夜間施工，加上噪音控制力度不強，噪音污染也更為明顯。

2.2 空氣污染

深基坑工程雖然是地下隱蔽施工，但是如果管理不當(dāng)，仍然可能產(chǎn)生一定的粉塵和空氣污染。特別是在一些郊區(qū)的新建工程，由于本身監(jiān)管力度不強，部分施工單位也放松了環(huán)境管理的標(biāo)準(zhǔn)。在深基坑施工現(xiàn)場，我們經(jīng)常能夠看到一些運輸車來來往往的運輸渣土或混凝土，由于都是一些土路，運輸車在行駛過程中揚起大量塵土。這些塵土在風(fēng)力作用下吹向周邊的居民區(qū)、工業(yè)園區(qū)，造成了環(huán)境污染，也危害了居民的健康。

2.3 廢棄物污染

深基坑施工中，如果管理不當(dāng)或是前期準(zhǔn)備工作不到位，容易產(chǎn)生較多的廢棄物和建筑垃圾。主要包括以下幾種：其一是深基坑開挖出來的泥土、碎石，有些施工單位出于方便，將這些土石就近堆放，或是選擇一處空地隨意堆放。不僅占用了公共空間，而且這些土石容易污染環(huán)境，特別是受到雨水沖刷后，泥土隨著雨水流向周邊的道路，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。其二，建筑廢棄材料。深基坑工程雖然是現(xiàn)代高層建筑施工不可或缺的環(huán)節(jié)，但是本質(zhì)上屬于一種臨時工程，后期需要拆除。這樣一來，深基坑施工中用到的一些支撐、圍護材料，就會隨著工程建設(shè)逐漸被拆除。部分材料拆除后隨意堆放，這些廢棄物一來是占用了較多空間，二來也影響了環(huán)境美觀。

2.4 工程破壞

如果深基坑工程靠近一些建筑物工程，深基坑施工不當(dāng)，或是籌劃不到位，也會對這些工程的質(zhì)量安全造成破壞影響。例如，在市區(qū)開展深基坑施工時，由于建筑物相對密集。開挖深基坑后，原來密實的土體結(jié)構(gòu)被破壞，周邊建筑物的地基在受到較大垂直荷載的情況，地基土逐漸擠壓，不僅導(dǎo)致深基坑變形，而且還會造成建筑物地基不均勻沉降，影響建筑物的使用安全。如果深基坑工程周邊有公路，也會因為同樣的原理導(dǎo)致公路出現(xiàn)路面塌陷、裂縫等問題，嚴(yán)重影響行車安全和縮短了公路使用壽命。

2.5 地下水系統(tǒng)的破壞

正常情況下，一個地區(qū)的水循環(huán)系統(tǒng)是相對穩(wěn)定的，但是近年來新建了大量高層和超高層建筑。在這些高層建筑群施工中，為了保證建筑穩(wěn)定和質(zhì)量安全，均需要開挖深基坑。密集的深基坑群會對區(qū)域地下水系統(tǒng)造成破壞影響，例如造成地下水無法正常流通，并且深基坑的匯集作用，會導(dǎo)致地下水位下降，進而引發(fā)了地面沉降等一系列環(huán)境問題。此外，在深基坑施工中，為了保證坑內(nèi)作業(yè)安全，也會采取多種方式進行基坑降水，例如在深基坑一側(cè)修建降水井，在降水和排水過程中，還會造成一部分泥土、砂石流失，改變了該區(qū)域原來的土體結(jié)構(gòu)，水循環(huán)系統(tǒng)的平衡狀態(tài)被打破，除了影響正常灌溉和飲用外，也不利于植被生長，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境也造成了破壞。

3 深基坑施工與周邊環(huán)境保護的協(xié)調(diào)措施

3.1 加強地質(zhì)勘查，制定詳細施工方案

不同地區(qū)的地質(zhì)條件和工程周邊環(huán)境存在很大差異，這也就意味著針對不同的工程項目，開展深基坑施工前都需要開展一次全面、細致的調(diào)查工作。調(diào)查內(nèi)容主要分為兩個方面：其一，展開地質(zhì)調(diào)查，明確工程所在位置的地質(zhì)狀況。如果是軟土等特殊地質(zhì)，需要提前制定相應(yīng)的深基坑施工方案。通過地質(zhì)調(diào)查還可以明確施工區(qū)域地下管線的埋設(shè)情況，與相關(guān)部門進行協(xié)商臨時更改管線走向，避免深基坑開挖施工對周圍群眾正常用電、用氣、用水等造成影響。其二，開展環(huán)境調(diào)查，特別是在一些人口密集的市區(qū)，或是施工區(qū)域周邊有古建筑、文化遺址的情況，應(yīng)當(dāng)通過勘查明確深基坑的開挖范圍。如果靠近建筑物的，應(yīng)當(dāng)劃定最小距離，避免深基坑開挖影響建筑地基穩(wěn)定。在施工方案中，還應(yīng)當(dāng)規(guī)劃好深基坑開挖土壤的堆放場所，避免隨意堆放造成環(huán)境污染。

3.2 根據(jù)現(xiàn)場情況選擇合適的基坑支護結(jié)構(gòu)

基坑支護結(jié)構(gòu)的選型需因地制宜，通常要考慮以下因素：（1）基坑開挖的深淺；（2）施工及周邊場地的大小；（3）周邊環(huán)境的限制（周邊建筑群容許的沉降量及地下管道的布置情況）；（4）施工條件（工期及施工所使用的設(shè)備及工器具）。在綜合考慮上述要素后，還要切實提高深基坑支護施工的質(zhì)量和效率。施工隊伍應(yīng)提前了解工程項目所在地區(qū)的地質(zhì)條件和水溫特點，這樣才能在支護工作中選擇合適的支護方式，提高支護效果，為現(xiàn)場施工人員創(chuàng)造安全的環(huán)境。

3.3 深基坑開挖前做好降水工作

隨著基坑開挖深度的增加，地下水在重力作用下匯集到基坑中，除了會影響到深基坑現(xiàn)場作業(yè)的順利進行外，還會造成深基坑四周土壁坍塌。如果深基坑施工在公路、建筑附近，坍塌后會造成路基、地基失穩(wěn)，影響公路和建筑的質(zhì)量安全。為了避免此類破壞問題的發(fā)生，當(dāng)深基坑開挖到一定深度后，就要及時開展降水工作。在基坑降水前，宜進行抽水試驗，結(jié)合深基坑開挖情況和地質(zhì)勘查報告結(jié)果確定降水方式，并在基坑降水期間，實時監(jiān)測周邊地下水位的變化情況，同時可在基坑外設(shè)置回灌井，在必要時可采取回灌水的方式，一方面保證基坑開挖施工的順利開展，另一方面對于周邊環(huán)境可切實防范由于基坑降水帶來的不利影響。

3.4 加強現(xiàn)場管理，落實綠色施工理念

在一些建筑物比較密集的區(qū)域進行深基坑工程施工，必須要考慮到現(xiàn)場施工對周邊環(huán)境帶來的多方面影響，其中既有空氣污染、噪聲污染等直觀影響，也有地下水位下降等潛在的影響。因此，施工單位必須要采取更加嚴(yán)格和全面的現(xiàn)場管理，將深基坑工程對周邊環(huán)境的各種影響都降到最低。首先，要貫徹落實綠色施工理念，在深基坑工程施工之前，就要結(jié)合前期調(diào)查，提供一套綠色施工方案。例如在深基坑周圍設(shè)立隔離墻，既可以防塵，又可以減緩噪聲。其次，現(xiàn)場施工中，也要加強監(jiān)督管理，確保施工作業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行方案要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如根據(jù)前期調(diào)查已知施工區(qū)域有一埋深11m的線纜，設(shè)計開挖深度為9.8m，避免相互影響。但是如果出現(xiàn)超挖問題，就可能破壞線纜。通過強化現(xiàn)場監(jiān)督管理，避免超挖、欠挖問題，可以降低對周邊環(huán)境的破壞性影響。

3.5 BIM技術(shù)在深基坑施工中的應(yīng)用

深基坑施工本身具有較強的隱蔽性，加上不同工程所在位置、地理環(huán)境、地質(zhì)條件上存在較大差異，給深基坑施工增加了難度，也造成了對周邊環(huán)境影響的不確定性。例如某工程深基坑施工中，由于沒有提前了解該區(qū)域的地下管線情況，導(dǎo)致基坑開挖破壞了燃氣管道，不僅帶來了安全威脅，也嚴(yán)重影響了周邊住戶的正常用氣和生活秩序。BIM技術(shù)是近年來在建筑工程施工中廣泛應(yīng)用的信息技術(shù)之一，它能夠通過全面獲取工程相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建起三維的立體模型。將BIM技術(shù)應(yīng)用到深基坑工程中，可以幫助現(xiàn)場施工人員更加全面的了解周邊環(huán)境信息，并且動態(tài)、直觀的掌握深基坑施工與周邊環(huán)境的相互影響。例如，利用BIM技術(shù)的模擬性，可以模擬出基坑開挖深度和周圍地基受力變化的關(guān)系曲線圖。如果基坑開挖會破壞公路路基、建筑地基的穩(wěn)定性，則停止開挖，采取加固措施且不影響路基、地基后，再繼續(xù)施工。

3.6 重視深基坑圍護與支撐的施工

當(dāng)深基坑在處于工程樁施工工序時，必須在已明確的工程樁內(nèi)設(shè)置好結(jié)構(gòu)柱（即鋼柱），結(jié)構(gòu)柱作為基坑支護體系的重要成員用于垂直支撐基坑。當(dāng)工程樁施工完畢，必須馬上進行圍護樁（鉆孔灌注樁）和水泥攪拌樁的施工。根據(jù)實際經(jīng)驗，開挖過程中必須把土體分為不同時間進行開挖的塊，便于工序的開展。一塊結(jié)束必須馬上立好支撐，當(dāng)開挖工作進行到基坑底時，必須全力進行墊層和大底板施工工作。在后期深基坑工程施工中，也要安排專人定期對圍護和支撐結(jié)構(gòu)進行檢查，做好變形監(jiān)測工作，如果變形問題嚴(yán)重要及時采取相應(yīng)措施，包括撤離現(xiàn)場施工人員，進行變形位置的加固等等，實現(xiàn)安全施工。

4 結(jié)語

在綠色施工理念得到建筑行業(yè)廣泛認同的背景下，加強深基坑施工管理，協(xié)調(diào)好深基坑工程與周邊環(huán)境的平衡關(guān)系，就成為施工單位必須要考慮的問題。選擇合理的開挖與支護方式、通過設(shè)置足夠支撐及預(yù)加軸力的方法等措施，來控制擋墻的側(cè)向位移。地下水與基坑問題密切相關(guān)，不僅要重視降水對基坑圍護體系本身的影響，而且要注意地下水位變化對周邊環(huán)境的影響。通過綜合采取上述措施，切實提高深基坑工程質(zhì)量，并保證周邊環(huán)境和建筑質(zhì)量安全。