分析深基坑工程对周围环境影响的安全评价

李嘉 杨晓娟

摘要:深基坑工程虽属临时性工程,但其技术复杂性与性却远甚于永久性的基础结构或上部结构。稍有不慎,不仅危及基坑本身安全,也会殃及临近建筑物、道路桥梁及地下设施等。因此,本文针对具体的深基坑工程实例,利用模糊综合评价法分析了其对周围环境安全的影响情况。

关键词:深基坑工程模糊综合评价法风险因素评价级别

中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号1672-3791(2012)06(b)-0091-01

深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程近旁,主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。由于深基坑工程的技术复杂性,在其开挖过程中极容易引起土层变形及对周围临近建筑物产生破坏性影响。这种情况下,监测技术成为深基坑工程中一项不可或缺的组成部分,并在工程质量控制和施工进度控制等环节收到了良好的效应。本文利用模糊综合评价法对监测数据进行了较为详细的分析,进一步确定了深基坑工程影响周围环境安全的风险因素及权重,并对其进行了风险等级划分,最终产生了各风险因素的安全评价。下面以上海某高层建筑的深基坑工程为例,通过模糊综合评价法分析了该工程对周围环境安全的影响,有利于针对影响严重的因素采取有效控制措施,保证工程顺利竣工。

1 工程概况

上海某高层建筑基坑工程,高约75m,宽约58m,地处经济繁华地带中心位置。施工场地东侧与4栋办公楼相邻,西侧与大型购物超市相邻,东南方向与一架小型高架桥梁工程相邻,且临近城市主干道。施工现场的土体属于软土地层,地下水位埋深在2.3-2.7m之间,桩基础钻孔应当揭露8层土,才能保证地下基础结构安全。可见该工程的周围环境状况较为复杂,对施工技术及开挖过程中的处理变形问题提出了更高的要求。由于建筑物属于高层建筑,基坑深度应当达到10m左右,侧壁采用一级安全等级,围护结构采用高强度钢筋混凝土钻孔灌注桩,截水帷采用高强度的三轴水凝搅拌桩,等等。这种比较大型的深基坑工程在土方挖掘过程中,必然会对土层结构产生严重的破坏,对周围建筑物的地下承接结构的安全与稳定造成不同程度的影响。所以,必须采用监测测技术对周围环境进行监测,并利用监测得到的数据进行风险因素分析与评价,才能合理地设计施工组织。

2 模糊综合评价法的具体分析与评价过程

2.1 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法,根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价,简单地说就是利用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价,适合各种非确定性问题的解决。因此,本文利用这种方法去分析与评价深基坑工程对周围环境的影响情况。

2.2 具体分析与评价过程

要想有效地完成本文的研究论题,应当按照模糊综合评价法的基本内容与要求完成以下内容。1)确定评价因素:是指评议的具体内容。在这里包括路面沉降()、建筑物沉降()、桥梁工程沉降等()。2)权重分配:按照评价因素属性将评价因素划分成若干类,并可以在每一类因素下设置下属评价因素,依此类推,设置三、四级评价因素,但本文中只涵盖第一权重级别因素。3)建立评价级别集:是指评价的安全级别。在这里包括安全状态、关注状态、预警状态、警戒状态及危险状态。4)确定评价因素值:是指评价因素的参考数值。参考数值的获得需要经过无数次的试验与研究去得到,本文中深基坑工程的各个评价因素的参考数值的具体情况,如表1。

5)通过实时监测得到的数据(表二),利用隶属函数公式(公式一)求得单因素评价矩阵,根据计算得到的归一化指标去评价深基坑工程对周围环境的影响。(如表2)

公式一:,<,>

注释:为最大观测数据,为安全评价值,为参考数值。当=1时,表示风险因素呈现最优化状态;当=0时,表示风险因素呈现最差状态。

将各项风险因素的相关数据带入公式中得到各个安全级别状态下的评价矩阵。

2.3 结论

根据得到的数据可知,路面沉降的最大隶属度为0.87,建筑物沉降的最大隶属度为0.96,桥梁工程沉降的最大隶属度为0.96。表明该工程对建筑物沉降和桥梁工程沉降产生了较小影响,但对路面沉降的影响则较为严重。因此,施工单位应特别针对路面沉降问题采取有效的应对措施。例如,采用高质量的截水帷进行挡水,避免发生渗水和涌土等问题。同时也不能忽视其他两种问题,可以采取适当的质量控制措施,例如合理地设计挖掘土层的方式。

3 结语

通过本文的论述,我们了解到本文所采用的评价法能够较真实地反映深基坑工程的风险状况,强化评价的客观性与公正性,消弱意识判断的主观性,使得评价结果更加令人信服。通过这样客观与公正的评价分析,能够为施工单位提供基本参考数据,使施工组织设计和技术安排更加合理,也能够针对危险系数高的风险因素采取有效的控制措施,进而保质保量地顺利完成工程。

参考文献

[1] 刘二栓.深基坑工程特点及存在的问题[J].有色金属设计,2004(1).