桩基施工对周围环境的影响

'总第2#期!!!!!!!!西部探矿工程8B@PB86Q02#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!’""#年第(期JK<)E/.L6?KM-NO=?)LO6K61L6KK=L61R:@0’""#$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$文章编号!!""#"$%!&#’""#$"("""&$""(中图分类号!)*#%(+!!文献标识码!,桩基施工对周围环境的影响王永良!连云港港务工程公司"江苏连云港’’’"#’#摘要!叙述了桩基施工产生的噪音!振动及挤土效应对周围环境的影响"并就如何消除这些影响提出了一些综合的防治措施#关键词!桩基施工$环境$防治措施!!在兴建高层%大型或重要建筑物时&由于天然地基满足不了据有关试验观测证明!若施工现场上部土层为巨厚的饱和承载力和沉降量的设计要求&一般均采用桩基深基础’按施工方软粘土&当桩打入上部地层时&基本上是靠桩自重及桩锤重量压法&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入%或轻击打入&振动影响较小(当桩进入硬层&特别是进入持力土桩&钢管桩和-./桩&借助锤击或静力压入沉桩(另一类是现层时&桩锤连续重击&振动影响大!对周围建筑物的影响除了与距场施工的钢筋混凝土钻孔灌注桩&挖#扩$孔桩’在城市建筑物密离有关外&还与建筑物本身的结构强度有关’如某工程距打桩点集区&因沉桩作业引起环境病害明显增多’桩施工对周围环境的最近距离!’7的电影院&地面最大垂直加速度"0((7+8’&最大影响已经直接影响到工程质量%安全%进度%造价&甚至企业经营水平加速度为"0!&7+8’&相当于重型汽车行驶时对路边房屋产和社会形象&特别是打桩施工对周围环境产生噪声%振动和挤土生的振动&其影响不构成危害(而距打桩点#7的旧式民房&地面三方面的不良影响0有时会造成无法挽回的损失’社会要向前发垂直加速度为"0$"7+8’&最大水平加速度达到"0(!7+8’时&旧展&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裂缝有延伸%扩展现象&局部出现新裂缝&并造成部分旧围墙倒的正常使用&因此&对桩基施工产生危害的现象进行分析并采取塌(而对于距离仅#7新建的$层楼房#片筏基础&结构强度好$&经济合理的预防措施是十分必要的’则未见任何损坏’振动的冲击波的传播距离较远&据监测&打桩!!桩基施工对周围环境的影响区以外!!!0(倍桩长距离的浅基础建筑物地基被振实&产生沉!0!!打桩引起噪声降&但沉降量较小&一般情况下可不予考虑’打桩所产生的噪声&同桩的材质和类型及打桩设备等有关’!0’0’!打桩振动波的特性根据我国颁布的)城市区域环境噪声标准*#1,("2&"3’$规定&打桩引起的振动波是在重锤击桩瞬时&由锤桩接触点传出允许的噪声!交通干线道路两侧&昼间为%"4,&夜间为$"4,(居的不均匀加速度场&它不同于从远端传来的近似均匀地震波振民区昼间为$"4,&夜间为#"4,’而打桩施工所产生的噪声往往动场’假定把土体看成匀质或成层弹性半空间体&弹性地震动波高达2"!!’"4,以上&据有关单位实例!’"56的落锤产生2"4,分为体波和面波两大类’体波分为压缩波#-波$和剪切波#<的噪声可达!&!’"7($"56落锤产生2"4,的噪声可达’"!波$(在地表面传播的面波又称为瑞利波#=波$’三种波占总输$"7&一根桩常常锤击几百次以上&这对周围环境具有十分明显入能量的百分比依次为!面波&%>&剪切波’&>&压缩波%>’的干扰作用&因此需要在打桩施工时采取必要措施以降低噪声’瑞利波占了从振源发出能量的’+(&随距离增加能量衰减比体波目前&有的城市在这方面已经引起了高度重视&对打桩噪声控制慢得多&所以离振源一定距离之外&位于或接近地表建筑物&瑞利进行了立法规定&如广州市颁布的)广州市环境噪声管理规定*%波在振动中起主导作用’打桩振动在地下主要以体波形式传播&南京市颁布的)夜间施工管理规定*中对打桩施工噪声提出了要地下结构受打桩振动荷载的作用与地震动力响应有着相应的分求’析机理’!0"!打桩产生的振动打桩振动波传播规律!对于表面振源瑞利波振动情况下&土!0’0!!打桩振动对周围建筑产生的影响中振幅的衰减可用下述经验公式表示!打桩振动对周围建筑物有较强震感%甚至导致相邻建筑物@"?@A?"BCD,E"#@E@"$-基础的沉陷和倾斜’打桩产生的振动&每击振动持续时间约!8&#@对周围建筑物的影响随离打桩点距离的增大而减少&加速度幅式中!?@"""距振源@处土的振幅&77(值随离桩位距离增加而衰减’以保护对象所在位置的振动响应?""""距振源@"处土的振幅&77(速度峰值为判别标准&则!当振动速度9""0("77+8#新隔振规""""土体能量吸收系数&!+7(依据土质的不同&"在"0"!范$时&对精密仪器设备的正常运行有影响(当9""0’$77+8时&!"0!"#!+7$范围内取值’若持续时间较长&会使人感到厌烦(当9""0%$77+8或冲击加速?FFBGBHH和I:@7B@对各种打桩实测资料分析后&得出质点度:""0!;万方数据时&陈旧的砖混结构房屋可能有损坏’峰值速度与振源能量和到振源距离之间关系式! 万方数据 ’""#年!!王永良(桩基施工对周围环境的影响第(期&%$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$一算例得出的变化曲线!"率不高又影响施工进度$因此$打桩速率的控制和调整是减少危害和提高进度的重要手段""0)!防挤土措施设置垂直排水通道$加快超静孔隙水压力的消散$减少挤土影响"也可以在群桩周围布设应力释放孔$同样能起到降低孔隙水压力%减轻土体挤压产生的位移的作用"预钻孔打桩及开挖防挤沟$可以进一步隔断打桩引起的挤土压力及超静孔隙水压的传递途径和减少浅层土的挤压"一般情况下$预钻孔径比桩径小$"!!""77$钻孔深度为桩长的!’(!!’#"在打桩区内开挖防挤沟可减少打桩过程中浅层土水平挤图#!单桩打入土体$!%&’(土体最大土作用$起到减少对邻近浅埋管线和基础的影响&沟宽$""!水平位移随距离变化曲线3""77$深度按土质情况以边坡能自立为度"采用其他桩型(如采用钻孔灌注桩$其优点是无噪声%无振!!#’!打入桩产生的隆起"当桩被打入地基中时$地基土将被动%无挤土"其缺点是通过水冲法成孔$排出大量的泥浆$污染环挤走$并引起表面土层的隆起"采用弹性力学方法来处理此类问境"采用静力压桩能克服噪声及振动两大缺点$采用内击式沉管题"其中D为水平方向挤土应力$#S为土体和附加应力"可以根灌注桩其噪声和振动比锤击式沉管桩要小$但这两种桩型对挤据RPT4HPT解得出D与半径的倒数成正比$并随半径的增加而减土的影响无法解决"少"假定桩端以下的土层变形忽略不计$土体的变形仅仅与桩瑞"0’!加强监测以上的土层的变形有关"最后得到单桩打入后周围地表隆起随在打桩作业范围内的建筑物设观察点$加强监测工作$做到水平距离的变化曲线"再引入群桩系数$得到隆起值"信息化施工$以便及时采取相应措施""!综合防治措施#!结束语"0!!防噪声措施#!!打桩对周围环境影响程度取决于桩的数量%布桩密度%打打桩施工时$应将桩架用隔音板或布篷围起$夜间!"时至次桩速率%桩入土深度%土质情况%桩大小及打桩点距建筑物的距离日凌晨%时严禁打桩"等"在软土层打桩$特别在地下水位高的地区打桩$施工前应充"0"!防振动措施分考虑土体超静孔隙水压增长后能尽快消散及吸收一部分侧向首先要了解打桩的干扰频率是多少$对周围建筑物内的精土压力$根据实际情况制订以上综合防治措施$从而减少打桩对密仪器%仪表或机床采取隔振措施$将保护对象的固有频率避开环境的影响"干扰频率$防止产生共振"同时对受影响的建筑物周围设置防震#’!建筑物因打桩振动受损程度$与建筑物本身的结构状况%沟$一方面隔断了打桩产生的振动波的传播$另一方面缓解了地地质情况%打桩方式和距离施工场地的远近密切相关"因此$在表土体的侧向位移$能够有效合理地保护周围建筑物免受震动打桩施工前$首先必须认真了解建筑物的原有结构及基础状况$的影响"同时$一个工程项目中有不同的基础形式时$要先做桩如影响其使用和安全时$应采取有效预防处理措施$确保安全"基%深基$后做浅基$有不同桩长时$先打长桩$后打开口桩"#(!合理安排打桩顺序是各种防治措施中最经济可行的措"0#!合理安排施工顺序!控制打桩速率施"打桩顺序应背向被保护对象%由近向远进行"当四周都有被控制沉桩速度和日沉桩根数可以有效地减少地层变形"沉保护对象时$宜从外围往中心进行"桩间隙土体挤压变形蠕变松弛$孔隙水压力消散都使挤土效应减弱"当打桩作业方向逐步背离保护对象时$先打入的桩加固了参考文献"土体$阻止后继打桩引起土体移动"反之自远由近压桩$因土体)!*!缪林昌$刘松玉0环境岩土工程导论)R*0东南大学岩土工程研究变形逐步积累$使被保护对象周围土体变形增大"所$’""’$30打桩的顺序在很大程度上决定挤土方向"在迎着和背着打)’*!金安石$等0基础施工的环境影响监测限值分析)U*0结构工程$桩顺序的方向上$与打桩距离相等的两个地面土体的隆起和位’""’$!0)(*!华耀良0控制打桩施工对环境的影响)U*0施工技术与管理$!22%$’0移相差可达一倍至数倍"因此应背离保护建筑物由近向远处打)#*!柏炯$等0打#压!桩引起振动和挤土效应的预测及防治)U*0振动与桩"在场地空旷的条件下$应按先中央后周围$由里及外的顺序冲击$!223$’0打桩"区域大的建筑场地$用跳打可使邻近建筑物变形趋于均)$*!王军0打桩对邻近环境的影响及防治措施)U*0施工$!22&$#0衡$减少差异变形$防止或减少建筑物的倾斜&区域小的建筑场)&*!杨宝玉0打桩振动环境效应的现场监测技术)U*0工程勘察$!222$#0地$采用间隔打桩$减少土体侧向挤压力&场地两边均需要保护)%*!廉进兰0打桩施工对环境的影响及防治措施)U*0铁道标准设计$时$可采用自两边跳打工艺"’""!$!!0打桩速率越高$超孔隙水压力的增长也就越快$影响也越严)3*!尹学武0建筑环境监测与打桩技术措施的分析)U*0建筑施工$卷!20重"打桩初期和后期速度控制十分重要$控制不好直接危害邻近)2*!李大为0工程沉桩对周围环境影响的防治措施)U*0上海冶金设计建筑物$甚万方数据至入土桩数量还很少时$建筑物就已经损坏$而打桩速院$!22($$0'