人类工程活动造成的环境岩土工程问题

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1、七人类工程活动造成的环境岩土工程问题教学内容1打桩对周围环境的影响2基坑开挖造成地面移动或失稳3软土隧道推进时的地面移动4抽汲地下水引起的地面沉降5采空区地面变形与地面塌陷解决工程与环境之间的矛盾的几点原则环境补偿的原则工程活动中破坏的环境，待工程建设结束后重新恢复工程避让的原则对于环境非常复杂，工程活动对环境造成很大影响时，工程项目应另选场地或改变设计环境保护的原则当环境和工程都不能退让时，工程应该采取各种措施环境治理的原则某些工程活动对于环境影响，应采取整治的方法1打桩对周围环境的影响预制桩及沉管灌注桩等挤土桩，在沉桩过程中，桩周地表土体隆起，桩周土体受到强烈挤压扰动，土体结构

2、被破坏探讨受打桩扰动后桩周土的工程特性，对合理进行桩基设计具有重要意义①打入预制桩－第一节桩体②打入预制桩－电焊接桩③打入预制桩－末节桩体1.1桩挤土效应的理论分析(1)小孔扩张理论对饱和软土，其塑性区任一点的应力两个方向(径向、切向)上的总应力增量R--塑性区半径cu--土的不排水强度ρ--离桩心距离塑性区的应力变化弹性区的应力变化R--塑性区半径cu--土的不排水强度ρ--离桩心距离塑性区边界上径向位移、塑性区半径及桩土界面的挤压力Pu--桩土界面径向挤压应力cu--土的不排水强度up--塑性区边界上的径向位移E--土的弹性模量μ--土的泊松比(2)强扰动区的范围当土体确定后，

3、土的力学指标E、μ、c、φ不变，塑性区半径与小孔直径呈线性关系由图可知，当土体的泊松比μ一定时，R/d值随着土体强度指标c、φ的增大而逐渐减小，R/d值随着土体弹性模量的增大而逐渐增大1.2沉桩挤土效用的数值模拟沉桩向深、大方向发展，推动沉桩问题的数值分析方法正日趋完善采用一些大型土木工程数值分析软件（ANSYS、FLAC软件），对沉桩挤土及稳定性进行数值模型模拟1.3沉桩对周围环境的影响(1)噪音的影响打桩时柴油锤产生的噪音可高达120dB以上，一根长桩至少要锤击几百次乃至几千次。这对附近的学校、医院、居民、机关等都具有一定的干扰作用，打桩产生的噪音影响人们学习、工作和休息(2)

4、振动的影响打桩时会产生一定的振动波向四周扩散。振动对人来说，较长时间处在一个周期性微振动作用下，会感到难受。特别是住在木结构房屋内的居民，地板、家具都会不停地摇晃，对年老有病的人影响尤大在通常情况下，振动对建筑物不会造成破坏性的影响。点振源，迅速衰减,精密机床、仪器仪表的正常操作有影响(3)挤土效应的影响桩打入地下时，桩身将置换同体积的土。因此在打桩区内和打桩区外一定范围内的地面，会发生坚向和水平向的位移大量土体的移动常导致邻近的建筑物发生裂缝、道路路面损坏、水管爆裂、煤气泄漏、边坡失稳等等一系列事故上海外白渡桥立剖面图上海外白渡桥立剖面图按桩的挤土效应，桩可分为排挤土桩如混凝土预

5、制桩、木桩等；排土的体积与桩的外包体积相等非排挤土桩排挤土的体积为零。如钻孔灌注桩、挖孔桩等低排挤土桩排挤土的体积小于桩的外包体积，如开口的钢管桩，工字钢桩等减少桩挤土影响的措施(1)预钻孔取土打桩先在打桩的位置上用螺旋钻钻成一直径不大于桩径2／3、深度不大于桩长2／3的孔，然后在孔位上打桩(2)设置防挤孔在打桩区内或在打桩区外，打设若干个出土的孔。出土孔的数量可按挤土平衡的原理估算(3)合理安排打桩顺序和方向对着建筑物打桩比背着建筑物打桩的挤土效应要不利得多(4)控制打桩速率打桩速度越快，挤土效应越显著(5)设置排水措施促使由打桩挤压引起的超孔隙水应力消散(6)其他如设置防振沟等

6、等加强施工过程中打桩对周围环境的影响监测2基坑开挖造成地面移动或失稳随着经济建设的发展，高层建筑的基坑面积越来越大，深度也越来越深减少基坑开挖对周围环境的影响要有合理的支护体系及防渗措施需要挖土施工的密切配合建立行之有效的监测系统2.1深、大基坑工程及其环境土工问题（1）地表沉降与土层位移墙体弹性变位基坑卸载回弹、塑性隆起、降水不当引起的管涌、翻砂墙外土层固结沉降井点或深井降水带走土砂(也是一种地层损失)墙段接头处土砂漏失槽壁开挖，地层向槽内变形（2）基坑变形控制的环保等级标准（3）基坑施工的时空效应问题基坑施工稳定和变形基坑土方每步开挖的空间尺寸开挖顺序。采取支撑提前、快撑快挖的

7、措施无支撑情况下，每步开挖土体的暴露时间围护结构水平位移基坑抗隆起的稳定性基坑施工的时空效应谋求最大限度地调动、利用和发挥土体自身控制地层变形位移的潜力，以求保护工程周边环境（4）地铁车站深大基坑的施工技术要求撑后挖，留土堤对支撑施加设计轴力(30％～70％)的预应力每步开挖及支撑的时限tr≤24h坑内井点降水以固结土体、改善土性，减少土的流变发展（5）变形监控施工工况实施情况跟踪观察日夜不中断的现场监测与险情及时预测和预报定量反馈分析，信息化设计施工及时修改、调整施