桩基施工振动对环境影响及对策分析

桩基施工振动对环境影响及对策分析摘要: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。关键词：桩基施工；振动；环境影响；对策；研究Abstract:inrecentyears,withtherapiddevelopmentofoursocialeconomyandurbanizationconstructionprocessaccelerating,constructionengineeringprojectsandthenumberofmoreandmore.Incityconstructionconcentrationareas,duetothecharacteristicsofpilefoundationconstruction,thesurroundingenvironmentwillcausetocertaineffect,soisincreasinglybeingpeoplepaidmoreattentionto.Thispaperwillshakeofpilefoundationconstructionoftheimpactontheenvironmenttocarryontheanalysis,andbasedonthis,putsforwardsomemeasuresforyourreference.Keywords:pilefoundationconstruction;Vibration;Theenvironmentalimpact;Countermeasure;research随着建筑生产技术的不断进步，工程建设中的动力结构正在朝着大型化和复杂化的方向发展，因此也带来了许多工程振动方面的问题。因桩基施工振动而引起的周边环境（包括建筑结构、设备破坏以及对人体造成的各种影响）变化，成为当今社会普遍关注的问题。一、桩基施工振动的特点目前来看，桩基施工振动主要是依据单自由度的振动理论，在实际施工过程中，将桩看作是一个整合体，而土壤是弹性支撑，土壤与桩共同组成一个振动体系。由于该施工地基土是非完全弹性的介质，因此桩基施工振动所产生的能量主要以面波和体波的形式逐渐向四周的土层扩散。在桩基施工过程中，地层中将产生一些间隔较短的瞬间激振，各质点因受到压迫振动而以振动波的形式由振源经地层的半空间向外进行传播。在振源区主要以体波的形式存在，当到达一定距离之后，主导波便成了面波。当地层质点受迫振动时，土层将承受着正应力应变与剪应力应变，因此，实际体系可视作截面高度土柱构成的一套离形体系。同时，桩基施工所产生的振动对邻近建筑结构的影响与地震对该结构的影响非常的类似，地面振动会波动形式向周围传播，邻近建筑结构因在基础处输入地面振动而产生振动响应，该响应的大小不仅和地面的震动强度、持续时间等因素有关，而且与建筑结构的振动特性有关；若考虑到邻近建筑结构的安全性，与邻近建筑的结构形式、抗震能力以及老化程度有关。二、 桩基施工振动对环境的影响1、 桩基施工震动造成的噪音污染。生物学研究表明，85分贝是人的耳朵在没有采取任何保护措施情况下所能容忍的最高噪音，当超过85分贝时，人的心情就会非常的烦躁，并且影响正常的休息和学习，工作效率也会降低。若长时间生活在这种环境之下，很可能会引发各种健康问题。据测算，在桩基施工过程中，打桩用的柴油锤所产生的噪声，最高可以达到120分贝以上，而且一根桩一般需要锤击几百甚至上千次，这么高分贝的噪声会对周围的居民产生巨大的影响。2、 桩基施工中所产生的振动问题。从实践来看，打桩时总是会产生不同程度的振动，并以振动波形式向周围扩散。研究表明，这种振动和地震振动不完全一样。在桩基施工振动传播过程中，可以将地震产生的地面加速度看作均匀的振动场，打桩时产生的地面加速度会迅速地衰减，它是不均匀的的加速度场。实际施工打桩时，产生的振动可能会导致地基变形，各种管道、房屋、公共设施以及各种精密机械的性能等，都可能因此遭到损害，进而影响居民的生活。3、 挤土效应问题。在建筑工程预制桩施工过程中，经常会遇到挤土效应，它是因沉桩而使桩周围土体结构遭受扰动，从而改变了土层的应力状态，因此产生。当桩身进入到地下后，桩身会将同体积的土置换出来，因此在打桩区内、区外的一定范围地层，都会经常出现水平向和竖向的位移。在挤土效应的作用下，桩周土体会产生不同程度的隆起或变形，下部以竖向变形和侧向挤压变形为主；靠近桩基的底部，因桩体进入土体时的挤压和冲压作用，会产生一定的挤压应力，从而形成动态的塑性扰动，表现出来的是竖向变形。一般而言，紧挨桩体竖向的变形距桩周二倍桩径左右范围之内是隆起，在距桩五倍桩径范围之外，其变形就非常的小。从本质上说，挤土效应所造成的周围环境危害正是上述原理。预制桩打入土体时，会造成周围的土体超孔隙水压力逐渐升高，从而降低了土体的不排水抗剪能力，并导致周围的土体因此而破坏，同时也会使与桩体积相等的土体向桩周发生侧向的位移与隆起。此外，由于群桩叠加因素的影响，扩大了土体位移和隆起的范围，因此造成打入桩与邻近结构的侧向位移与上浮。4、 边坡打桩与基坑开挖。在港口工程施工过程中，经常要打入很多的桩基。一般而言，临港口边坡土体的阻力非常的小，桩位很容易向江面上移动，甚至会引发边坡失稳，因此这种工况施工应特别注意。在打桩区域开挖基坑时，侧向上存在着卸载，往往会造成附近的基坑体系以及桩向基坑方向的移动。通常情况下，桩基越密集，相邻基坑就越近、越深，造成的影响就越严重。基坑开挖自身会伴随着大量的卸载，大量的桩基打入地下后，就会产生非常大的挤应力，它们的释放将导致工程桩基发生位移，而且位移的方向与挖土的方向一致。三、 防止桩基施工振动影响的有效对策基于以上对目前我国桩基施工振动中存在的主要问题，笔者建议从以下方面着手：1、 防噪声和振动措施。在桩基施工过程中，应当将桩架用布蓬或者隔音板围起来，杜绝在规定的时间范围以外打桩，尤其坚决不在夜间居民休闲的时间打桩，从而保证居民生活不受影响。在桩基施工周围的一定区域，设置防震沟，这样不但隔断了打桩时振动波的传播，而且还能有效地缓解地表土体侧向上的位移。桩基施工前，应当对可能造成影响的各种精密仪器、机床以及仪表设备等采取有效的隔振措施，正确把握打桩时的干扰频率，从而尽可能地避免不受干扰，防止出现共振现象。2、 防挤土现象的有效措施。通过对挤土效应产生的机理进行研究，笔者认为可以设置一些垂直的排水通道或者在群桩的周围布设一些应力释放孔，来加快超静孔隙水压力的消散，从而减轻因土体挤压而产生的位移。在预钻孔打桩和开挖防挤沟时，笔者建议应隔断打桩引起的挤土压力和超孔隙水压传递途径，从而降低浅层土压的影响。3、 合理控制打桩的速率。笔者认为，可以通过控制打桩的顺序，来有效地减少施工过程中土体不同位置的位移量。若在空旷的场地进行上，可采取先中央后周围、由里而外的打桩顺序，这对减少施工中的挤土效应非常有利，而且可以促进中间桩的打入，防止外侧各桩因被挤压而产生的浮起。从实践来看，采取跳打的方式可以使大区域建筑场邻近建筑结构免受侵害变，能够有效地减少土体的不均匀沉降，并防止建筑结构出现倾斜问题。若在区域较小的建筑场地进行施工，可采用间隔打桩的方式，来减少土体侧向上的挤压力。置于两边跳打的施工工艺，主要适用于那些场地两边都需要加强保护的工程项目。据调查显示，打桩的速率越高，其超孔隙水压力增长的速率也就越快，且影响也就越严重。由此可见，打桩速率的控制，特别是打桩初期及后期的速度控制，都直接影响着周围的建筑结构，同时也会影响到建筑结构的危害程度及施工进度。结语：总而言之，桩基施工并不是一件简单的工作，它受到很多因素的影响也会带来很多的影响，如果处理不当，可能会对人民的生产生活产生巨大的影响。因此，我们只有从实际出发，加强思想重视和技术创新，才能保障其顺利完成。参考文献：[1]曾永胜刘为洲.桩基施工振动对周围建筑物影响的研究[J].现代矿业，2011（04）.⑵吴丽芬.浅谈PHC桩基施工对周围环境影响的控制方法[J].山西建筑，2010（01）