分析深基坑工程對周圍環(huán)境影響的安全評價

李嘉 楊曉娟

摘要:深基坑工程雖屬臨時性工程,但其技術(shù)復(fù)雜性與性卻遠(yuǎn)甚于永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)。稍有不慎,不僅危及基坑本身安全,也會殃及臨近建筑物、道路橋梁及地下設(shè)施等。因此,本文針對具體的深基坑工程實例,利用模糊綜合評價法分析了其對周圍環(huán)境安全的影響情況。

關(guān)鍵詞:深基坑工程模糊綜合評價法風(fēng)險因素評價級別

中圖分類號:TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號1672-3791(2012)06(b)-0091-01

深基坑工程常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程近旁,主要包括基坑支護體系設(shè)計與施工和土方開挖,是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。由于深基坑工程的技術(shù)復(fù)雜性,在其開挖過程中極容易引起土層變形及對周圍臨近建筑物產(chǎn)生破壞性影響。這種情況下,監(jiān)測技術(shù)成為深基坑工程中一項不可或缺的組成部分,并在工程質(zhì)量控制和施工進度控制等環(huán)節(jié)收到了良好的效應(yīng)。本文利用模糊綜合評價法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了較為詳細(xì)的分析,進一步確定了深基坑工程影響周圍環(huán)境安全的風(fēng)險因素及權(quán)重,并對其進行了風(fēng)險等級劃分,最終產(chǎn)生了各風(fēng)險因素的安全評價。下面以上海某高層建筑的深基坑工程為例,通過模糊綜合評價法分析了該工程對周圍環(huán)境安全的影響,有利于針對影響嚴(yán)重的因素采取有效控制措施,保證工程順利竣工。

1 工程概況

上海某高層建筑基坑工程,高約75m,寬約58m,地處經(jīng)濟繁華地帶中心位置。施工場地東側(cè)與4棟辦公樓相鄰,西側(cè)與大型購物超市相鄰,東南方向與一架小型高架橋梁工程相鄰,且臨近城市主干道。施工現(xiàn)場的土體屬于軟土地層,地下水位埋深在2.3-2.7m之間,樁基礎(chǔ)鉆孔應(yīng)當(dāng)揭露8層土,才能保證地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)安全?？梢娫摴こ痰闹車h(huán)境狀況較為復(fù)雜,對施工技術(shù)及開挖過程中的處理變形問題提出了更高的要求。由于建筑物屬于高層建筑,基坑深度應(yīng)當(dāng)達(dá)到10m左右,側(cè)壁采用一級安全等級,圍護結(jié)構(gòu)采用高強度鋼筋混凝土鉆孔灌注樁,截水帷采用高強度的三軸水凝攪拌樁,等等。這種比較大型的深基坑工程在土方挖掘過程中,必然會對土層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞,對周圍建筑物的地下承接結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定造成不同程度的影響。所以,必須采用監(jiān)測測技術(shù)對周圍環(huán)境進行監(jiān)測,并利用監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)進行風(fēng)險因素分析與評價,才能合理地設(shè)計施工組織。

2 模糊綜合評價法的具體分析與評價過程

2.1 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評價方法,根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價,簡單地說就是利用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價,適合各種非確定性問題的解決。因此,本文利用這種方法去分析與評價深基坑工程對周圍環(huán)境的影響情況。

2.2 具體分析與評價過程

要想有效地完成本文的研究論題,應(yīng)當(dāng)按照模糊綜合評價法的基本內(nèi)容與要求完成以下內(nèi)容。1)確定評價因素:是指評議的具體內(nèi)容。在這里包括路面沉降()、建筑物沉降()、橋梁工程沉降等()。2)權(quán)重分配:按照評價因素屬性將評價因素劃分成若干類,并可以在每一類因素下設(shè)置下屬評價因素,依此類推,設(shè)置三、四級評價因素,但本文中只涵蓋第一權(quán)重級別因素。3)建立評價級別集:是指評價的安全級別。在這里包括安全狀態(tài)、關(guān)注狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)、警戒狀態(tài)及危險狀態(tài)。4)確定評價因素值:是指評價因素的參考數(shù)值。參考數(shù)值的獲得需要經(jīng)過無數(shù)次的試驗與研究去得到,本文中深基坑工程的各個評價因素的參考數(shù)值的具體情況,如表1。

5)通過實時監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)(表二),利用隸屬函數(shù)公式(公式一)求得單因素評價矩陣,根據(jù)計算得到的歸一化指標(biāo)去評價深基坑工程對周圍環(huán)境的影響。(如表2)

公式一:,<,>

注釋:為最大觀測數(shù)據(jù),為安全評價值,為參考數(shù)值。當(dāng)=1時,表示風(fēng)險因素呈現(xiàn)最優(yōu)化狀態(tài);當(dāng)=0時,表示風(fēng)險因素呈現(xiàn)最差狀態(tài)。

將各項風(fēng)險因素的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式中得到各個安全級別狀態(tài)下的評價矩陣。

2.3 結(jié)論

根據(jù)得到的數(shù)據(jù)可知,路面沉降的最大隸屬度為0.87,建筑物沉降的最大隸屬度為0.96,橋梁工程沉降的最大隸屬度為0.96。表明該工程對建筑物沉降和橋梁工程沉降產(chǎn)生了較小影響,但對路面沉降的影響則較為嚴(yán)重。因此,施工單位應(yīng)特別針對路面沉降問題采取有效的應(yīng)對措施。例如,采用高質(zhì)量的截水帷進行擋水,避免發(fā)生滲水和涌土等問題。同時也不能忽視其他兩種問題,可以采取適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制措施,例如合理地設(shè)計挖掘土層的方式。

3 結(jié)語

通過本文的論述,我們了解到本文所采用的評價法能夠較真實地反映深基坑工程的風(fēng)險狀況,強化評價的客觀性與公正性,消弱意識判斷的主觀性,使得評價結(jié)果更加令人信服。通過這樣客觀與公正的評價分析,能夠為施工單位提供基本參考數(shù)據(jù),使施工組織設(shè)計和技術(shù)安排更加合理,也能夠針對危險系數(shù)高的風(fēng)險因素采取有效的控制措施,進而保質(zhì)保量地順利完成工程。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉二栓.深基坑工程特點及存在的問題[J].有色金屬設(shè)計,2004(1).