环境工程地质问题研究

时间:2022-07-17 09:52:59 关键词: 环境工程 工程地质

摘要:环境工程地质问题的主题是人类工程—经济活动引起的地质环境的异常变化。以往对城市环境工程地质问题研究的比较多的主要是过量开采地下水而引起的地面沉降。近年来,一些特大城市的超高层建筑均有地下室,那么建地下室便需进行基坑的开挖,基坑开挖对周围地质体、环境、生态等均产生一定的影响,即会产生一系列的环境工程地质问题,这些问题的严重程度与场地的地质条件、基坑开挖深度以及周边的环境等有关。下面以南京地区为例来分

环境工程地质问题研究

环境工程地质问题研究:环境工程地质问题防治论文

摘要:本文结合南京地区深基坑实例,针对基坑失稳所造成环境工程地质问题,分析了地质问题所产生的原因,提出了防治对策,对深基坑施工的顺利进行及保护周边环境具有一定的实际意义。

关键词:环境工程地质深基坑管涌流砂

1引言

环境工程地质问题的主题是人类工程—经济活动引起的地质环境的异常变化。以往对城市环境工程地质问题研究的比较多的主要是过量开采地下水而引起的地面沉降。近年来,一些特大城市的超高层建筑均有地下室,那么建地下室便需进行基坑的开挖,基坑开挖对周围地质体、环境、生态等均产生一定的影响,即会产生一系列的环境工程地质问题,这些问题的严重程度与场地的地质条件、基坑开挖深度以及周边的环境等有关。下面以南京地区为例来分析深基坑开挖中的环境工程地质问题。

南京位于长江边,有近四分之三的地域位于长江及秦淮河古河道漫滩区,地层软弱,工程地质条件复杂。地层上部以粘性土为主,下部以砂,砾石层为主,自上而下可划分为杂填土、可塑状粘土、淤泥质粉质粘土、可塑-硬塑状粘土、软塑状粉质粘土、粉砂或粉土夹软塑状粉质粘土、粉细砂、细砂,中粗砂,砾砂,碎石土等。这种地层比较突出的特点是上部粘性土层为软土层与硬土层互层结构,在软土层中夹有粉细砂层透镜体,下部砂层的厚度较大(3-40m厚),为承压含水层,南京地区的超高层建筑的地下室一般为一、二层,有的达三层,开挖深度一般超过6.0m。深基坑开挖主要在上部粘性土中进行,设有二层地下室的深基坑开挖一般都穿过上部粘性土而深入至下部的砂层中。由于南京地区具有这种特殊的地层结构,因此在深基坑开挖过程中的环境工程地质问题是较为突出。

2环境工程地质问题分析

南京地区深基坑开挖的环境工程地质问题主要为基坑边坡滑移、基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷、基坑井点降水引起的地面沉降、道路开裂、房屋开裂等。

2.1基坑边坡滑移

南京地区深基坑开挖一般为垂直开挖,边坡以松软粘性土为主,在不采取任何有效支护措施的情况下,边坡会失稳而产生滑移或坍塌,有的即使采用支护,如果支护不当,挡墙也会整体位移,使护桩变形,坑底隆起,边坡会失稳而产生滑移。如南京交通银行,基坑深6.7m,挡土桩为钻孔桩,其后设置直径0.3m的旋喷桩作止水帷幕,地下水位在地表下1.0m处。由于钻孔桩和止水桩质量差,止水帷幕未现成,基坑开挖后,东南角桩间出现大量涌泥和流砂,挡土墙向基坑内侧倾斜达0.2m,桩后现成了5~10cm的地面裂缝,边坡滑移,使东南面的和平电影院严重开裂破坏,被迫停业拆除。

2.2基坑涌水、流砂及其引起的地面沉陷

南京地区的地下水位埋藏较浅,深基坑开挖过程中,改变了原有地下水的平衡状态,地下水便向基坑内产生流动,尤其是基坑壁或基坑底揭露砂层时,由于砂层的透水性较好,故地下水涌水现象更为严重,如不采取控制地下水的措施,则严重影响施工或无法施工。另外,如果砂层中的动水压力超过砂土本身抗渗能力时,则松散的砂土会部分或整体伴随地下水一起涌入基坑内(流砂),上部粘性土层中砂层透镜体流出后,会在粘性土中产生空洞,若空洞较大且距地面较近则会导致地面沉陷;同时由于地下水位的下降,使土体中孔隙水应力降低,有效应力增加,土体产生新的压缩变形,从而使地面产生沉降。如南京军区空后制药厂厂房基坑下面有一薄层不透水层,但该薄层不透水抵挡不住水头压力时,现成管涌;南京千帆大厦基坑由于存在连续厚层粉砂,砂土,选用压密注浆对止水缺陷补强失效,造成大量漏水、涌砂,引起基坑旁侧部分塌陷。

2.3降水引起地面沉降

南京地区很多深基坑在开挖过程中遇到坑底含水砂层,则在承压水压力的作用下,会产生涌水、涌砂现象。如果基坑底为厚度不大的粘性土,承压含水砂层中的地下水会冲破粘性土层而产生突涌现象(即涌水、涌砂)。为防止这种现象的发生,南京地区多采取隔水(如帷幕灌浆)或降水措施,其中井点降水是深基坑防护中较为经济且效果比较显著的方案,因此南京地区许多超高层建筑均采取了这种控制地下水的措施。但由于抽取地下水使地下水位下降进而引起地面沉降,沉降过大将危及周围建筑物及道路管线的安全。如南京东正大厦基坑工地西侧在97年11月28日下午发生长约30m,宽约1.0m,深为2.0m左右的地面塌陷事故,距其深基坑支护结构约为5.0m左右。造成的原因为基坑采用井点降水,周围地下水位降低,孔隙水压力减小,有效应力增大,引起土层压密,导致地面沉降。

2.4不均匀沉降使房屋和道路开裂

由于基坑降水使地下水位降低、有效应力增大而使地基产生新的、不均匀的压缩变形。经对相邻建筑物及道路的变形监测,这种变形的不均匀程度随离基坑距离的减小而增大,当这种不均匀变形超过了建筑物和路面的承受能力时,就会产生破坏而造成房屋和路面的开裂和下沉。如南京国贸中心基坑,原设计双排深层搅拌桩止水,后因施工场地不够,仅施工一排深层搅拌桩止水,造成基坑开裂,中山东路主干道路面开裂。

3事故防治

由于在基坑支护结构上的作用具有许多不确定因素,以及在设计理论上存在着不完善现状,要避免产生重大基坑事故的最好办法是采取预防为主的对策。因此只要在施工期间引起高度重视,采取有效的防治措施,则可将环境工程地质问题所产生的危害减至最小甚至根除。选择防治措施考虑的因素主要是环境工程地质问题的类别以及基坑周边的环境状况。南京地区深基坑周围一般建筑物多,道路纵横,管线交错,支护方案的实施要确保这些民用设施的正常使用。南京地区最早的基坑开挖深度一般不超过8.0m,因此当时所采用的支护技术比较单一,主要是悬臂型支护排桩,如打入或静压预制桩,大直径钻孔或挖孔灌注桩等,其作用主要是支撑基坑周围土体。后来随着基坑开挖深度加大(深度一般大于10m),深基坑开挖中的环境工程地质问题愈来愈复杂,对引起基坑事故的原因,通常可以归纳为以下几个主要方面:

3.1地下水渗漏

在开挖过程中会经常遇到支护墙上的局部渗漏。这些渗漏主要是施工质量引起的。如果渗漏点的水量不大,而且水中基本上不夹带泥沙,此时只要及时用块凝材料把漏水点堵住就可以了。

如果墙面上出现具有一定压力的较大漏水,而且在水中夹带着较多泥砂,在开挖面上明显的泥沙沉积。此时,在墙背往往伴随发生较大的地面沉降,地下水位出现聚降,对于这种情况需要给予高度重视。首先应该了解墙背水源补给情况,如有上下水管漏水,必须及时修复。待漏点的水压减低后,马上在基坑内把漏洞堵好。随后要进一步观察在开挖面上沿墙边附件有没有隆起、冒砂或冒气现象,在沉积的砂堆中仔细观察有没有存在渗水通道。如果存在这种现象,表面开挖面以下还有墙体施工质量,或者可能是支护结构抗渗流不够。这种情况下,应该暂停基坑内挖土,并根据具体情况立即采取补救措施。常规方法如有:

(1)用地质雷达等物探手段查明墙背土体中可能已经现成的空洞,以及空洞的位置和大小,然后用注浆或高压喷射等方法把空洞填实,增补隔水帷幕。

(2)在基坑内,把开挖面以下的沿着支护墙的那部分土层进行注浆加固,提高土体的抗渗性能。土体的加固宽度可取墙体在开挖面以下插入深度的1/2,加固深度一般不超过4m,或根据抗渗验算确定。

3.2承压水影响

在基坑底部有承压水,而且坑底的不透水土层又没有足够的厚度时,容易时坑内土体产生较大的隆起,严重时可能冲溃基坑底部的不透水层,在基坑外侧土体顶面引起较大的地面沉降。在发生隆起破坏之前,可能杂支护墙边以及支撑立柱四周看到冒水,冒砂现象。对待承压水,可以采用穿过坑底不透水层的减压井处理。

3.3土体变形

如果支护结构强度不足,墙体刚度较小,插入深度不够,或者在墙后有大量的水土流失,会有可能引起土体滑动,使支护构件遭到破坏,甚至导致整个支护结构倒坍;在地面现成裂缝,产生大量沉降甚至塌陷;在基坑内产生大量隆起,使主体工程的工程桩产生位移。同时,使周围环境受到严重破坏。遇到这种情况,一般可采取如下措施:

(1)封堵在地面出现的所有裂缝,防止雨水或其它地面水流入缝隙。

(2)清除基坑周围的地面荷载,并尽可能卸除部分基坑边上的土方,以减小支护结构上的侧向荷载。

(3)情况严重时,应立即向基坑内回土,待土层加固后再重新挖除。

(4)将基坑内外沿滑动面上下进行加固,滑动面的位置可以根据现场所表现出的滑动现象,结合工程地质资料进行估计。加固的方法可采用能有效的提高土层抗剪强度的地基处理方法,如注浆,高压喷射等,也可以沿滑动面打抗滑桩加固。

以上各种事故抢险措施中,注浆方法是一种不得已的方法。因为处理不妥往往会由于注浆压力使地基土的原状结构破坏而于事无补。因此必须严格控制注浆压力,宁低不高,宁慢不快。而且应在浆液中掺合高效速凝材料。

4结束语

近年来,南京地区超高层建筑深基坑开挖所采取的支护措施种类繁多,总的来看,大多都是成功的,但有些基坑也出现一些大小事故,造成了经济上的巨大浪费,但迄今为止尚未出现整体塌坑的毁灭性事故。因此深基坑开挖的规范化、程序化、科学化对减少或防止深基坑事故即环境工程地质问题所产生的危害无疑是有积极作用的,尤其是在基坑开挖之前通过详细的工程地质勘察,分析与评价可能出现的环境工程地质问题,在此基础上,进行合理的支护设计是必不可少的;此外基坑施工期间强调信息化施工,即施工过程中随时监测,发现问题及时反馈,重新修改或补充设计从而进一步指导施工。

在这里我要首先感谢罗老师近两年来给我的谆谆教诲,您不仅让我学会了书本上的知识,同时也让我懂得了如何做人的道理,更教会我如何更好地去适应社会,在今后的人生道路上您的一言一行都将会为我的前进道路指引方向,我会永远铭记师恩。学生在这里祝您:身体健康,万事如意。

环境工程地质问题研究:环境工程地质问题分析

1城市环境所引起的地质问题

1.1水质污染问题的进一步加剧

在现代化城市建设当中不可避免地都会出现“三废”问题,“三废”对水质的污染有着绝对不可推卸的责任且要负主要责任,尤其是工业废水的排放方式的不恰当,废水的排放是严禁排向江河、海洋的,所以只有通过排水渠、排水沟或污灌等方式来排放出污水,但是这样一来便严重影响到了地下水质量,有些工业废水甚至会影响到供正常饮用的地下水,工业金属垃圾的长期排继而损害了土质与地质,如矿压矿层、工业废渣以及各种固体废物,这一系列垃圾都是水资源污染的主要来源。

1.2环境工程建设中的地质问题

随着中国的市场经济的飞速发展,城市现代化也随之如火如荼地开展,公路、铁路、机场、码头、厂房等建设也日益兴起,正是这一系列建设而引起了各种环境地质问题。如果在此类工程的施工过程中不注意地质条件就大大增加了遇到流沙、淤泥、含盐底层、软弱夹层等特水地质复杂情况的可能性,继而会导致所建设的建筑物出现变形的情况[2]。中国当前有部分地区在修建大型水利机构和与水利建设相关的具体施工等一系列工程,比如黄河灌溉,此类工程更是加剧了从前地质的越发盐碱化,且面积也进一步扩大。环境工程的地质问题如果不能对之进行有效解决,人们的生活质量、工农等各行业的顺利发展、城市的现代化建设,大至国家的经济发展,无论就哪个方面而言都就此会受到影响与阻碍。因此,相关的机构或部门应该积极对环境地质展开专项调查,从中探索出相关的发展规律,依据各不相同的地质条件与地质结构进行具有针对性的科学规划,或是采取合理的防控措施,这样一来便可以在一定程度上对环境地质进行控制,继而减轻城市建设所造成的各种危害。

1.3城市的“三废”

城市环境中所存在的各项地质问题,大多是由于“三废”所造成的严重影响。“三废”具体是指固体废弃物、液体废弃物以及气体废弃物。在中国,“三废”问题无处不在,大到城市小到乡镇都环境地质都有或多或少的受到“三废”的影响。固体废弃物的产生主要是来源于城市居民在日常生活中所废弃的垃圾,或是工业生产中所淘汰的废弃物,即为化工垃圾[3]。我们通常将城市生活垃圾分为居民的生活垃圾、社会保洁集中化垃圾、企业事业单位团体的垃圾和城镇建筑施工过程中所产生的垃圾。而在工业生产过程中所产生的废弃物主要有电厂、水泥厂、矿区和化加工厂等产生各种化工垃圾,比如高炉灰渣、粉尘灰以及煤矸石等。中国在近几年来,化工产业发展有了很大的进步,生产规模也不断在扩大,这样也随之进一步产生了城市电子类固体废弃物,一旦产生了这一系列垃圾,如听之任之,环境也会因此而岌岌可危且持续时间长。液体废弃物通常是由居民生活中的废水以及工业生产中的废水排放而产生的,也可以将之称为液态化工业的污染垃圾。就气体废弃物而言,我们通常按照废弃物的类型而将之划分为工业生产活动所产生的粉尘以及废气,建筑工程施工过程中所产生的扬尘,以及各中风化、扬尘等。“三废”问题不仅是对城市居民,同时也对中国的城市发展及环境工程建设形成了巨大阻碍。

2就地质问题应采取的措施

2.1建立人与地质之间的和谐关系

在城市的建设过程中务必要合理处理人与地质间的关系,对环境要有个完整的认识。人们在城市建设的过程中总是会犯一些目光短浅的错误,为了维护自身的利益而忽略整体环境对人类发展的长久利益,即未能充分遵守可持续发展的战略。正是此类人对环境保护的片面认识继而导致对城市地质环境的保护,地质环境也因此渐渐陷入泥潭难以自拔。引起地质问题的原因在于人,所以在城市的发展过程中要充分贯彻可持续发展战略,加强对地质环境的保护是人类推动城市现代化建设第一要完成的任务,且此项任务任重而道远。

2.2加强地质环境的容量与质量改善

就城市建设中的环境工程地质问题,在处理过程中对地质环境的质量和容量要引起充分的重视。所谓的地质容量是指其空间在人类社会经济发展下的最大负荷。容量是有限的,在建设城市工程中不对之加以考虑势必会引发各种地质问题,因此要尽力在允许的范围容量来展开各项工程活动。当然,工程在施工过程中难免会采取一些会损害地质环境的措施,但是也不可放任不管,而是尽力采取有效措施来遏制地质环境的进一步恶化。例如控制工业污染,解决城市“三废问题”等。当建筑工程中的地质问题能够得以有效解决的时候,可持续发展这项战略将被得以实际上的充分贯彻。

作者:王开亮单位:黑龙江省先锋环保工程有限公司

环境工程地质问题研究:环境工程地质问题分析

摘要:随着我国经济的不断增长,推动了我国城市现代化的发展。城市中的建筑物越来越多,地面可利用空间不断建设,促使现代城市逐渐重视地下空间的利用,地下工程数量也不断增长。地下工程建设虽然提高了地下空间利用率,但是其引发的环境和地质问题也受到社会的广泛关注。文章主要针对城市地下工程建设中的环境工程地质问题展开分析。

关键词:城市建设;地下工程;环境工程地质

由于大部分城市地下工程建设位置都在市区,且地下工程建设施工会破坏地层,因此地下工程施工造成的地下水污染、地表开裂和塌陷等问题也成为地下工程需要解决的首要问题。现代社会越来越重视城市地下工程建设引起的环境地质问题。

1地下工程引起的环境地质问题

(1)地下水环境变化。为了保障地下工程施工的顺利开展,需要对施工区域的地下水进行处理,这就会对施工区域周边地下水分布造成一定的影响[1]。此外,地下挖掘工作会对地下岩体造成影响,岩体形变容易导致地下水分布受到影响,这主要是由于岩体是地下水的载体,当岩体发生形变后,地下水的径流也会随之改变,从而适应载体的变化,当这种状态无法保持平衡时,很可能会造成地质灾害。此外,地下工程施工对地下淡水资源造成一定的污染,加重了地下水污染。在地下工程施工过程中,若地下水位较高,需要通过人工抽水的方式将水位降低。部分水压高的地区可能在施工过程中出现突水事件,对施工人员的生命安全造成威胁。

(2)地表开裂或塌陷。地表开裂或塌陷是地下工程施工中常见的地质问题,这与地下工程的深度、断面大小以及施工技术有直接的相关性,同时也与地层环境等地质条件有密切的关联[2]。随着人们对生活质量要求的提升,人们也越来越关注地下施工造成的地表破坏,因此出现了许多新型技术,减小了对地表造成的破坏。对于深度较浅的地下工程,容易引发地表形变,形成沉降槽,进而造成地表塌陷,对道路、管道以及建筑物的完整性造成一定的破坏。

(3)影响建筑物的稳定性。地下工程施工必然会对地表及周围建筑物造成一定的影响,这主要是地下施工会引起地层沉陷,严重破坏建筑物地基的稳定性,同时部分地层不均匀的建筑物可能会出现建筑物的倾斜或倒塌[3]。此外,地下工程施工比如会产生大量的施工垃圾,施工垃圾的堆积会占用有限的地面空间资源,同时也存在环境污染问题。一旦遇到恶劣天气,可能引起沙城暴、泥石流甚至地表塌陷等地质问题,影响周围居民的生活质量,同时对于周围居民的财产及生命安全造成一定的威胁。

2如何解决城市地下工程建设引起的环境地质问题

(1)科学评价地下工程施工。与普通工程施工不同,地下工程需要在环境地质方面做更多的研究,同时要从三维空间对地下施工环境进行评价和研究,除了需要考虑到一般工程要素(包括地形、地貌、水文等方面)外,还需要观察岩层的性质以及抗震性、吸水性等物理性能,同时要根据地下地质条件对施工进行计划,才能够保障地下工程施工顺利的开展,减少环境地质问题的发生[4]。岩土层结构对于评价地下工程施工引发的环境地质问题具有重要作用,因此需要了解施工现场的岩土层结构,分析施工区域岩土结构以及岩土层变化,能够为地下工程施工提供科学依据,从而保证地下工程施工的安全性。

(2)科学评价区域稳定性。在地下工程选址过程中,需要对施工区域岩土层的稳定性进行科学评价,这也是保证地下工程施工顺利开展的重要前提。只有科学评价施工区域岩层的稳定性,才能够为工程设计和准备工作提供可参考依据,并有效针对地下工程施工中可能出现的问题进行预测,能够提高地下施工的安全性。在地下工程施工的全过程中,都需要对施工区域的地质条件进行科学探查,并做好资料整合,尤其是工程设计和施工环节的现场勘探。通过科学、全面的地质勘探,能够了解施工区域的地质状况,包括岩层结构、岩层类型以及水文条件等,能够为工程设计提供更多参考依据,从而决定最合适的施工方案。

(3)选择合适的开挖工艺。地下掘进是地下工程建设的重要环节,能够使用的开挖方法有许多,例如分层开挖、中心岛式开挖等。开挖方法的不同,对周围地质环境的影响也不同。因此,在进行地下掘进工作时,要根据施工现场地质环境,选择合适的开挖工艺,减少对建筑物地基和道路的破坏。

(4)完善降水计划。在影响地下工程施工相关因素中,水是一大要素,目前有许多地下水引起的意外事故。因此,在实际地下施工的过程中,需要结合地下水分布进行思考。大部分地下工程需要根据地下水位进行人工降水计划设计,为了确保施工人员的生命安全,需要选择合适的降水工艺,从而制定降水方案。只有不断完善降水计划,才能避免地下水造成的意外事故,保障地下工程施工的顺利进行。

(5)加强对施工现场的监测。地下工程施工的开展与周围地质环境的变化是处于一个持续变化的过程中,如果仅依靠理论及相关经验是无法保证施工的顺利开展,必须要加强对施工现场的监测,才能够及时发现施工现场存在的隐患,并通过采取积极的治理措施,避免事故的出现。

3结束语

城市地下工程建设推动了我国城市现代化的发展,同时也带来一系列的环境地质问题。文章首先分析了地下工程引起的环境地质问题,然后提出了解决城市地下工程建设引起的环境地质问题的措施,旨在保障地下工程施工的顺利进行。

作者:周集忠 单位:兰州资源环境职业技术学院

环境工程地质问题研究:环境工程地质问题探索

摘要:随着城市化进程的加快,越来越多的工程项目施工了,但由此也造成了越来越严重的地质环境的变化。通过以南京地区的深基坑为例,对这一现象进行分析,并提出本人的一些建议,期望能够促进深基坑施工的顺利进行,帮助改善周围的环境。

关键词:环境工程地质;深基坑;建议;改善

1 引言

随着国民经济的快速发展促进了城市化进程的加快,出现各种各样的工程项目的实施,从而造成了城市地质环境的变化。以往研究分析城市地质环境的变化通常体现在过量开采地下水而引起的地面沉降。但是最近几年城市建设出现了更多的拔地而起的高层建筑,这些建筑通常伴有地下室,这些地下室的开发就需要开挖基坑,这样的话就会导致周围的地质环境、生态系统受到严重的破坏。地质环境的破坏程度受不同建筑开挖的程度的影响,下文就是以南京地区为例来分析深基坑开挖中的环境工程地质问题。

2 地质环境问题的表现

因为开挖深基坑而对地质环境造成的影响通常表现在:建筑物出现裂缝、周边道路出现断裂,地面的下沉和塌陷,基坑出现积水,基坑四周土的滑落等。

2.1基坑墙体的滑落

基坑的开挖需要采取相对的保护措施,在基坑的四周需要进行一些支架的保护,若是不采取这些保护措施,那么就会造成四周墙体土质的坍塌和滑落,就算采取支护措施,若是措施不当,那么四周的墙体也会产生滑移,压力在护架上导致变形等等[1]。南京地区的基坑的开挖通常是采用垂直开挖的形式,比若说南京交通银行,开挖了6.7m深的基坑,钻孔桩都是一些挡木桩,后面的止水帷幕桩只有的0.3m的直径。这样两个桩的质量得不到保证,就不能形成止水帷幕,那么在开挖的过程中就会有大量的泥沙的产生,护桩就不能产生保护的作用,导致地面出现裂缝,土质滑落,四周的墙体出现了严重的裂缝,由此不得不停止施工。

2.2积水造成地面塌陷

开挖较深的基坑的时候需要考虑到地区原本的地下水的平衡状态,像南京地区就存在比较浅的地下水位,这样开挖的过程中忽视的这点使得基坑内出现了大量的积水,特别是当挖到砂层的时候,水流就更容易从砂层中渗出,,若是不及时采取措施制止,那么将会给施工造成严重的影响[2]。

2.3降水造成地面沉降

在施工过程中因为触及到含水砂层,常常会伴随着涌水、涌砂的情况,这些都是因为基坑的底部都是一些厚度浅薄的土层,由此地下水在压力的作用下就很容易冲破这层土。为了对这样的情况进行防范,进而有很多措施被采用,在南京地区大多采用隔水或者降水措施,并且在所有解决涌水、涌砂问题的措施中最有效并且最为经济的方法就是井点降水,所以这种措施被广为采用,特别是南京地区。另外也出现地下水过度的抽取而造成地面下沉的现象,从而低于安全的底线。很典型的案例就是南京东正大厦基坑工地西侧在97年11月28日下午发生地面塌陷事故,经过调查分析发现正是因为通过井点降水过度的抽取地下水导致地面下沉的原因。

2.4基坑不同程度地发生变形

通过降水措施抽取地下水,使得地下水位变低,增强了有效应力,进而导致基坑发生不同程度的变形。通过对这些变形的情况进行分析发现因为基坑距离的不断变化导致了基坑不同程度的变形,但是当建筑物和路面不能够承受这种变形带来的压力时,那么就产生可建筑路或者路面的裂缝或下沉现象。在南京比较典型的案例就是国贸中心基坑,在最初的设计要求是使用双排深层搅拌桩止水,但是因为施工场地的限制,就减少了一个深层搅拌桩,导致基坑和周边的道路表层出现了裂缝情况。

3 防御措施

对于工程地质的问题的产生还有很多因为一些意想不到的因素的影响,也有可能是因为工程设计阶段出现的漏洞,因此为了能够有效地防止这些因为基坑造成的事故甚至人员的伤亡,做佳措施就是采取预防为主的对策。所以这就需要相关的人员高度重视有关施工的情况,制定完善的预防政策,从而在最大程度上降低甚至排除因为基坑带来的危害。考虑到南京地区周围的情况,在进行基坑支护措施的时候一定保证能够正常使用周围的一些民用设施。最初的那旌德基坑开挖通常都是低于8.0m的,所以当时的支护措施主要是为了能够对基坑四周的墙土进行支撑,但是随着越来越深的基坑深度的开挖,造成的地质危害也越来越复杂,下文对此进行一些事故的阐述:

3.1堵住漏水点

工程的施工质量不过关很容易影响施工过程中的一些墙体的渗漏,这是工程项目普遍存在的现象。但是这些现象在不同程度上是可以采取相应的措施的,比如说渗漏出的水中含有泥沙,那么就可以采用凝材料堵住漏水的地方即可[3]。

3.2 减压井处理措施

开挖基坑时常常会出现过度开挖,忽视了地下水的平衡,并且基坑底部土层厚度比较浅薄时,土层就会慢慢形成一个凸起,在这个凸起没有受到冲破之前,基坑的四周就会出现冒水、冒砂的情况,然后水力就很有可能会冲破土层,从而造成地面沉降,对这这种情况的处理就需要采取减压井处理措施[4]。

3.3 基坑周围架设支架保护

在对基坑周围架设支架保护时,避免支架措施采取不当,需要注意墙体是否出现冒水或者冒砂的现象,确保墙体的刚度够强,支架扎入土层的时候要够深,这样才能够防止引起墙体土质的滑落,从而造成支护结构整体坍塌;在地面现成裂缝,产生大量沉降甚至塌陷,从而导致严重破坏周围的环境。所以出现以上情况可以采用以下的办法:

(1)对造成路面出现的所有的裂缝进行封堵,避免雨水或其它地面水流入缝隙。

(2)对基坑四周的地面荷载力进行减轻,使得支护结构上的一些朝向上的荷载得到降低[5]。

(3)出现不可收拾的现象的时候立即向基坑内填土,一直到基坑四周的土层刚度够强的时候在重新开始开挖。

(4)采取措施加固基坑中可能滑移的墙面,并对这些现象的严重程度进行评估。

对以上各种情况的处理还有一种不得已的措施,就是注浆。采取这个措施的时候需要注意注浆的压力,不然则会严重破坏基土的原状结构。

4 结束语

从最近几年有关南京地区的基坑开挖的情况来看,对于出现的危害情况采取的措施比较多,并且都取得了相应的效果,但是还是会出现一些不大不小的事故,造成了严重的经济损失,不过至今还没有产生整体塌坑的毁灭性事故。因此对于基坑开挖出现的危害有必要进行规范这些开挖的程序,从而从根本上避免一些环境工程地质的危害。另外需要在基坑开挖之前进行地质勘测,对于可能造成的环境危害进行评估。同时引进信息技术到基坑的开挖过程中,随时监督开挖的过程,及时发现存在的问题,进而采取措施解决。

环境工程地质问题研究:浅谈城市环境工程地质

摘要:随着我国经济的快速增长,各种地质环境问题日益突出。城市作为人聚集密度最高的区域,环境地质问题越是显著。首先本文对城市相关的地质环境问题做个分类,阐述了城市地质环境问题的严重性,然后工程地质环境与工程建设的协调发展需要遵循的基本原则。

关键词:地质灾害 环境地质 城市地质

0前言

随着经济和社会的发展以及人口的剧增,环境问题已经是全人类必须面对的一个很紧迫的问题之一。我们生存的环境出现了一系列的问题如:空气污染,气候恶化,臭氧层耗损,全球温室效应,耕地减少,土壤污染,森林锐减等等。由于城市是人类活动最集中的体现,城市环境地质问题也是人在城市的空间使用与开发过程中所遇到的严重问题之一。主要表现在以下几个方面:

1.城市水资源开发相关的环境地质工程问题

由于我国是一个贫水国家,而且在上世纪90年代前对地下水无序大量的开采,造成了全国缺水城市已达2/3。水资源的日趋短缺及由此引起的诸多环境问题已引起了世界各国的普遍关注!在我国近年来由于地下水的超量开采,许多城市出现了地面沉降,岩溶塌陷,海水倒灌及泉水枯竭等诸多环境地质工程问题。其中城市的地面沉降和地裂缝的问题则是尤其严重。地面沉降和地裂缝对城市建设有着很严重的影响,对城市规划的发展造成了很大的困扰。而这些问题的出现与城市地下水的开发有着密切的联系。

城市的地面沉降与地裂缝现在已经引起了很多人重视,采取了多种补救的方法,我们现在很多城市已用法律法规的方式规定了地下水的开采和利用,这样就为治理提供了法规依据。在技术方法面采取了地下水人工回灌为主的方式,而且取得了很显著的成绩!由此可见对水资源的保护和合理规划,不仅对我们自己城市建设至关重要,而且对我们后代的生存有着很重要的影响!

2.城市垃圾等废弃物引起的环境地质工程问题

城市垃圾主要包括生活垃圾和工业废渣,废料等。随着我国城市化进程的加快,城市的数量也在急剧增加,城市人口越来越多。随之而来的城市垃圾问题也日益突出。在2000年我国城市垃圾年产量就达19000多万吨。如此大的垃圾如存放不当,将会对城市环境造成很大的破坏,如遭受雨水冲刷,阳光作用,将会使地面和地下水受到污染及土壤土质恶化。这样不仅对城市生活用水安全产生了巨大的威胁,而且酸性污水对城市建设的基础结构,如桥梁,桩,沉箱以及基础中的钢筋混泥土的工作性和耐久性造成很大危害。人工废弃物存放的不合理也会引起很多环境地质问题,如滑坡、泥石流、淤积等。若这些地质灾害发生在城市,则会对我国人民的生命财产造成很大损失,如“舟曲8·8特大泥石流”遇难1434人,失踪31人。

目前,城市垃圾处理方法主要有填埋、围海造田,分类回收等。最常用的方法则是填埋,即把固体垃圾在处置场内分层放置夯实,并用粉质粘土进行覆盖。

3.城市地表工程引起的地质环境问题

城市工程建设的时候,人类工程经济活动对地形的影响是厉害的,修筑堤岸、堤坝、筑坡、挖掘等可以产生地形改变,导致城市地区水土流失严重。再者,城市高层建筑的深基坑,大重量则影响原来地下水流场的变化,也容易造成地表之下的水土流失。

在我国,经济的发展一直在提速,城市对土地的需求也就日益加大,而有些山地城市原有平地本身比较少,因此许多城市建设者把目光投向了对山体的改造。从而形成了很多的人工边坡,规模越来越大。由于建设对坡脚开挖,建筑物使得坡体上部荷载加大等因素的影响使边坡失稳的概率加大!

以上是比较常见的城市环境地质工程问题,无数的灾害表明, 人类的生存离不开地质环境,人类的发展同样要与地质环境协同发展,其核心问题是谋求在工程建设和施工过程中,注意论证工程施工的可靠性和经济效益,且必须考虑保护和利用环境。所以工程地质环境与工程建设的协调发展需要遵循以下基本原则:

1.客观性原则

工程建设应充分应用工程地质环境的规律和特点,做好经济建设、 社会与环境的综合协调,努力做到既要把地质环境潜能用足, 又不超越地质环境容量的负荷能力, 给其留有适当余度。

2.开发性原则

在工程建设中对现实地质环境中存在的负面效应,应充分考虑通过人工技术的地质改造作用在经济、技术上的可行性,在此基础上合理规划对地质环境的开发利用。

3.预测性原则

在城市规划中不仅重视地质环境的现状,而且必须认真考虑到未来地质环境可能发生的变化及对工程建设的影响,力求做到使工程建设即能满足现实的建设要求,又要适应未来发展变化。所以, 工程建设应该体现对地质环境变化的预测性要求。

4.保护性原则

在工程建设中对那些目前技术水平尚无法通过人工控制和改造的不良地质环境问题,宜通过规划进行保护。特别是对土地资源、 水资源、 生态环境等敏感性极强的环境问题,则应遵循保护的原则进行协调。

城市环境与地质作用是相互联系,相互制约的两个因素,城市建设中的环境工程地质问题也多种多样,十分复杂。因此在城市化建设过程中,应该根据本城市的地质环境状况特点,合理规划城市建设发展规模和发展速度,努力协调好城市建设与地质环境之间的关系,对可能出现的地质问题采取相应的措施以达到预防的目的,确保城市建设的安全与稳定。