浅析在建筑群进行基础施工的影响

小清新：建筑群    基础施工    影响

一、在建筑群进行基础施工对周边环境的影响

（一）对地面环境的影响

1、桩基施工的影响：由于打桩造成周围土体的移动，桩的种类不同，再加上土质上存在的差异，打桩所造成的影响也有着非常大的区别，同时也与打桩方法、桩的间距、沉桩顺序有关。在软土中打桩，桩周土体中的原有力平衡遭到破坏，产生非常高的超静孔隙水压力，且饱和粘土层的渗透系数很小，超静孔隙水压力消散较慢。当这种压力消散时。会使土产生沉降，危及相邻建筑物。软土中的长桩在水平方向上的影响有时可达到二十米到三十米以上。

打桩时的冲击所产生的振动，尤其一次一次地重复冲击，会使土体产生瞬时移动，使土体和建筑物产生共振反应，由此产生的动应力可以很大，从而导致邻近建筑物的坏损。不同类型的桩排土量不同。排土量越大水平位移就越大，如管桩的排土量就大大小于实心桩，因而对相邻建筑物的影响也就小。桩的平均密度的影响也很明显，单位面积上的桩越少，打桩时使相邻建筑物产生的移动也越小。打桩顺序对打桩引起的移动的影响也是有区别的。由于打桩的挤密作用造成地基土的垂向隆起与水平位移较大，同时该处土变得更加密实坚硬，使后来打桩所产生的位移在各个方向上不尽相同。由于先打入的桩的保护作用较大的位移出现在尚未打桩的一侧，因此为尽可能减小相邻建筑物的移动应先打紧靠相邻建筑物的桩然后再打远离要保护建筑物处的桩。

2、深基坑施工的影响：高层建筑的地下部分开挖面积大、深度也大。根据统计，上海高层的基坑深度一般在10m左右，个别会达到20-30m，因而其影响的范围也大。开挖时，基坑周围土的总应力的降低，使土向开挖方向内移动，基坑底部土体向上移动。随着这些移动的产生基坑附近的土体产生侧移和沉降，因而影响其上方建、构筑物的安全。对于高压缩性软土上述情况就要严重得多，由于开挖所产生的最大位移和沉降通常为开挖深度的1％-2％，如失去底部的稳定性，则位移更大，会造成开挖深度2-3倍远的地方产生很大的沉降。对于深开挖引起的地表沉降，设基坑宽度为B，开挖深度为h，挡土墙深度为H。经过大量现场实测和统计分析，有支撑挡土墙侧向位移曲线可用抛物线拟合。基坑开挖产生的地表沉降通常在距坑边一定距离Z处达到最大下沉值Sl。

当地下水位高时在水中开挖基坑十分困难j必须降低地下水位。在软弱土层中降水，由于地下水位的下降，使土体中的含水量减少，浮托力减小，等于增加了附加荷载，使土产生固结、压缩，并在抽水影响半径范围内引起地面沉降，影响邻近建筑、管线等。在该范围内土体中水平方向上不同部位孔压不同所产生的固结沉降、次固结沉降是不同的，表现在地面垂向位移是不均匀的，使建筑物基础和地面发生不均匀沉降，有时是大面积的大量沉降，使邻近建筑物产生倾斜。在降水过程中基坑边界处的平衡孑L隙水压力产生了变化，从而导致相邻土的移动，严重时出现塌方，流砂和管涌等。

（二）对社会环境的影响

施工期大量的物资和人员流动，项目资金的注入，以及施工队伍的消费等因素将直接推动施工地区的经济发展。工程施工中所用的主要建筑材料由成都市购进，这也将直接促进成都经济的发展。在工程施工期间，物资、人员流动成倍扩大，将带来丰富的信息和市场观念，有利于提高居民的商品意识。施工队伍的消费和人员资金的流动对金融、保险、服务业、运输、邮电、旅馆业促进很大，使局部区域的消费引起“乘机效应”，对局部区域经济的促进会形成成倍的经济效益。

（三）对景观环境的影响

在施工期，由于临时建筑及工程施工活动的繁忙进行，将对景观产生影响。基础的开挖、临时弃土(渣、泥)场地、大量运输车辆的进出等与城市景观在色彩、形态的对比较为强烈，引起的视觉污染较大。繁忙的施工活动会破坏原有的静谧。临时建筑、施工场地和施工活动可能对其产生遮掩或视觉上的不协调。某些人员及机械可能在既定场地周围相当范围内随意乱行，生活废水、垃圾随意乱倒、乱丢，这些不良的生活方式和习惯可直接导致视觉上污染。

（四）对自然环境的影响

施工过程中的对自然环境影响表现在方方面面，施工工地的废水处理不合理会造成水污染，由于施工同样还会带来水土流失；施工过程中的的粉尘扬尘、建筑材料运输时产生的二次扬尘、汽车尾气等等带来了一定的大气污染；施工机械的声音、施工运输工具的工作噪声同时会带来噪声污染。

二、地面沉降叠加效应

建筑物基底的附加应力不仅发生在基础之下，而且会在基础以外相当大范围内扩散分布，因此当建筑物相距较近时，附加应力的叠加效应就十分明显，与单一建筑引起的地面沉降相比，密集建筑群周边的地面沉降也存在叠加效应。

（一）附加应力的叠加计算

根据明德林应力公式法，在多个相邻建筑桩基础的共同作用下，土层中(包括桩周土与桩底土)任意一点的竖向附加应力为各个建筑桩基础中每根桩的摩阻力和基底作用在桩间土的压力在该点处产生竖向附加应力的总和。

应力叠加的大小主要与以下因素有关：①建筑群的密集程度，相邻建筑的数量越多，叠加效应越明显，土层中应力越大；②距建筑群的水平距离，离建筑群近的点，叠加效应明显；③建筑的荷重，建筑群总的荷重大，桩数多，土层中的应力也大。根据土层中应力就可求得该处的地面沉降。沉降量除了与应力大小有关外还与土层的性质有关，但是在相同土层条件下，由于建筑群的应力叠加效应土层中的应力大于仅在单个建筑作用下的应力，因此其沉降量也相应增大。

（二）叠加效应影响范围

根据弹性半空间理论，弹性体内的任一集中荷载，其影响范围在理论上是无限的，桩基础对周围土的影响范围理论上也是无限的。

根据剪切位移理论，桩周土的剪切位移与桩中心距离，一的自然对数成反比，而桩端平面下土的变形与r成反比，因此桩端以下土对桩端以上土的变形有约束作用，使rm值减小。群桩基础由于叠加效应，桩端以下土的这种径向衰减将变得平缓，因而上述约束作用减小，影响范围rm增大。而且在工作荷载下群桩基础的绝对变形值要比单桩大，即使衰减曲率相同群桩基础的影响范围也要比单桩大。

同样对于密集的高层建筑群，由于多个建筑的叠加效应，其影响范围要比单个建筑群桩基础的影响范围要大。

总结：

近几年我国城市基础设施建设迅猛发展，旧区改造、新居住区成片开发，建筑不断在建筑群中进行兴建，工程所带来的各种影响逐渐凸显，密集建筑群之间地表存在明显的应力叠加效应，使沉降量超过容许值，从而带来不稳定因素。文中对密集高层建筑群的应力叠加效应、影响范围及其施工对周围环境的影响作了初步研究，为控制由密集高层建筑群引起地面沉降

参考文献：

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