wA环境岩土工程学课件-东南大学-潘华良环境岩土工程学概论-8人类工程活动造成的环境岩土工程问题.ppt
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1、wA环境岩土工程学课件-东南大学-潘华良环境岩土工程学概论-8人类工程活动造成的环境岩土工程问题 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望q解决工程与环境之间的矛盾的几点原则:q(1)环境补偿的原则q(2)工程避让的原则q(3)环境治理的原则8.1打桩对周围环境的影响q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,土体结构被破坏。q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。8.1.1桩挤土效应的
2、理论分析q1.小孔扩张理论塑性区的应力变化q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;-离桩心距离;弹性区的应力变化R-塑性区半径;cu-土的不排水强度;-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;-土的泊松比。2.强扰动区的范围当土体确定后,土的力学指标E、c、不变,塑性区半径与小孔直径呈线性关系。8.1.3沉桩对周围环境的影响q(1)噪音的影响。v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
3、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。q(2)振动的影响。v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。v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q(3)挤土效应的影响。v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。v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
4、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按桩的挤土效应,桩可分为:q排挤土桩v如混凝土预制桩、木桩等;排土的体积与桩的外包体积相等;q非排挤土桩v排挤土的体积为零。如钻孔灌注桩、挖孔桩等;q低排挤土桩v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。Y型沉管灌注桩减少挤土影响的措施:q(1)预钻孔取土打桩。v先在打桩的位置上用螺旋钻钻成一直径不大于桩径23、深度不大于桩长23的孔,然后在孔位上打桩;q(2)设置防挤孔。v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;q(3)合理安排打桩顺序和方向。v对着建筑物打桩比背着建筑
5、物打桩的挤土效应要不利得多;q(4)控制打桩速率。v打桩速度越快,挤土效应越显著;q(5)设置排水措施。v促使由打桩挤压引起的超孔隙水应力消散;q(6)其他。v如设置防振沟等等。q加强监测。8.2基坑开挖造成地面移动或失稳q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。q开挖基坑,大量卸荷,由于应力释放,即使有刚度很大的支护体系,坑周土体仍难于避免会发生水平方向和竖直方向的位移。再由于地下水的渗流,基坑施工期长,坑周土体移动对建筑物、道路交通、供水供气管线、通讯等造成很大的威胁。8.2.1深、大基坑工程及其环境土工问题q地表沉降与土层位移v(1)墙体弹性变位;v(2)基坑卸载
6、回弹、塑性隆起、降水不当引起的管涌、翻砂;v(3)墙外土层固结沉降;v(4)井点或深井降水带走土砂(也是一种地层损失);v(5)墙段接头处土砂漏失;v(6)槽壁开挖,地层向槽内变形。3.地铁车站深大基坑的施工技术要求(1)撑后挖,留土堤;(2)对支撑施加设计轴力(3070)的预应力;(3)每步开挖及支撑的时限tr24h;(4)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(1)施工工况实施情况跟踪观察;(2)日夜不中断的现场监测与险情及时预测和预报;(3)定量反馈分析,信息化设计施工;(4)及时修改、调整施工工艺参数;(5)及时提出、检验、改进设计施工技术措施。6.减少沉降的
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