深基坑开挖对临近建筑物的影响

深基坑开挖对临近建筑物的影响
发表时间：2019-06-17T10:52:50.170Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年4期作者：吴小平
[导读] 随着城市发展对施工要求越来越严格，深基坑的施工设计理念已由传统的强度控制转向变形控制。

安徽铁建工程有限公司安徽 233000
摘要：随着城市发展对施工要求越来越严格，深基坑的施工设计理念已由传统的强度控制转向变形控制。

本文根据简化分析方法对建筑物的沉降进行预估分析；然后结合实际施工监测建筑物沉降对比分析对建筑物的影响。

预估简化分析方法与实际监测出的数据虽然略有出入，但是它提供了一种比较简单可靠的方法，对周边有建筑物的基坑开挖有一定的参考价值。

关键词：深基坑；变形；建筑物影响；简化分析方法
1 引言
随着城市的建设发展，深基坑工程项目的周边环境日益复杂。

深基坑土体开挖引起坑底土体的卸荷，周边土层的位移场和应力场发生变化，对周边环境既有建筑产生相应的附加应力和位移。

如果附加应力及位移超过建筑物的允许值，常常造成建筑物的破坏，引起相应的工程事故。

近些年来，在北京、广州等城市均发生过由于基坑开挖引起临近建筑物失效或破坏的事故，给社会造成了巨大的经济损失和人员伤亡。

因此，精确评估基坑开挖对周边环境影响效应尤为重要。

2 工程概况
以某工程为例，该工程的施工地点为两条道路的交叉口处，线路交通繁忙。

周边建筑比较密集，西南部、东南部和东北部为居民住宅楼；西北部为医院，其中一处居民住宅楼位于基坑A区明挖段东侧，为7层砖混结构，建筑物基础不详。

3 深基坑开挖工作的监测内容
3.1 准备工作
1）查清地上、地下障碍物，并清除一切探明的障碍。

2）进行土方开挖的放样定位工作，后根据基槽轴线，放出基槽中心线和基槽放坡上边线。

3）土方开挖注意全部余土可运至基坑西北侧30m区域堆放，防止二次运输。

4）由于本工程属于超规模一定规模的危险性较大分部分项，因此应编制专项施工方案并经专家论证。

3.2 开挖方法
根据工程自身特点，土方开挖自西向东作业，本工程开挖方式为大开挖，分二步错台开挖。

第一步3．4m，放坡系数0．6，错台宽1．5m，第二步开挖3．5m，放坡系数0．6。

1）本工程土方由挖机甩出地面后，由铲车和自卸汽车运往基坑东南侧30m堆土点，保证安全施工。

2）开挖到设计标高处，应复核槽底标高，设置标高桩，再引至挖土控制标桩。

3）挖至接近设计标高时预留200mm，由人工清表。

3.3 排水措施
土方施工前和建设单位、监理单位共同对现场场平面标高进行复测，并确定开挖土方范围，经验线无误后进行施工。

为了防止雨季，配备足够数量的编织袋装满砂，紧急时对基坑周围施作围堰，防止地面水流入坑内；并在基坑东侧设置排水沟，并设置5%的坡度；同时在每段基坑最低处设置一处500×500×500集水坑，雨季时使用水泵将坑内集水排到场地外的排水沟。

3.4 基坑监测技术要求
1）在基坑周围建筑物上埋设观测基准点，并保证在观测期间稳定可靠，应沿基坑周边及阴阳角布置观测点，顶部的水平和竖向观测点可共用，水平间距不超过20m，每边不少于3个。

2）观测精度要求：满足国家二级水准测量精度。

3）基坑监测前，应对基准点进行复测，保证其稳定可靠，基准点设置在周边永久建筑物或相对稳定的地方，要求每次观测线路应闭合。

4）设置专人进行观测，使用同一种仪器，保证每次观测的条件相同。

观测前一起要进行校准，保证测量数值的准确性。

5）基坑监测由专业施工单位进行观测，但土建施工单位应对现场基准点及监测点加以保护，做好标记和防护措施，保证观测过程中人员和仪器安全。

6）位移观测严格按时进行，不许漏测。

7）基坑在土方开挖后仍继续观察，直至地下工程完工，做好相应的记录，留存相应的资料。

8）特殊天气要增加变形观测的次数。

9）观测截止日期为基础回填完毕时。

4 预估简化分析
4.1 预估围护结构的最大侧移
结合该工程的围护结构情况，采用平面竖向弹性地基梁的方法来分析围护结构的变形。

其中坑内开挖面以上的内撑点，以弹性支座模拟。

坑内开挖面以下的作用在地下连续墙面上的弹性抗力，以均匀分布的水平弹簧支座模拟。

经计算可知居民楼建筑物侧的地下连续墙的最大变形为51mm。

4.2 预估基坑外地表的最大沉降
根据相关经验，最大地表沉降δvm随着围护结构最大侧移δhm增大而增大，而地表最大沉降δvm基本介于0.4δhm～2.0δhm，平均值为0.81δhm，一般最大地表沉降值δvm取围护结构最大侧移δhm的0.8倍，因此地表的最大沉降预估值δvm为40.8mm。

4.3 预估建筑物的附加变形
建筑物的附加变形量最终以建筑物角变量的形式反映出来，公式如下：
βij=θij－w=δij/Lij－w=（δi－δj）/Lij－w
其中，βij为建筑物的角变量（即转角θ和刚体转动量w的差值）；θij为沉降曲线坡度的转角（即第i点和第j点之间的差异沉降δij与这两个点之间距离Lij的比值；w为刚体（认为建筑物是刚体）转动量，在分析时一般取其值为零；δij为第i点和第j点之间的差异沉降；Lij为第i点和第j点之间的距离；δi和δj为相邻基础处的附加总沉降，根据公式计算得建筑物承受的最大角变量β为1/850。

5 基坑变形控制措施
5.1 围护渗漏预处理
在基坑开挖前通过降水闭合试验分析，结合围护结构施工过程的回顾分析，判断可能发生渗漏的墙幅接缝，提前进行补强封堵。

根据
工程的实际情况，在基坑开挖前，对地墙接缝位置采用高压旋喷桩进行了补强封堵。

5.2 分层分段开挖，及时架设支撑
根据诱导缝和施工缝位置将基坑纵向分为约18m～24m的开挖段，在每个开挖段中，再分成小段分层开挖。

各层台阶放坡开挖，放坡坡率根据各地层物理力学参数进行计算确定，坡率控制在1∶2～1∶3之间，确保边坡稳定。

每个开挖台阶平台长度控制在6m左右（2个钢支撑间距），台阶挖土完成后，及时进行钢支撑架设施工，减少无支撑基坑暴露时间。

钢围檩与地墙间缝隙及时采用早强细石混凝土填实，保证地墙—钢围檩—钢支撑之间的传力体系稳定。

5.3 及时封底，科学组织施工，控制长边效应
基坑开挖见底后，及时施作垫层封闭基底，针对居民楼区域每个开挖小段落见底即组织进行垫层施工。

另外组织安排好基坑开挖与结构主体施工之间的关系，避免结构施工节奏跟不上基坑开挖，形成有序流水作业，控制基坑长边效应。

6 结束语
根据简化分析方法对建筑物影响的预估，结合现场实测建筑物变形数据，分析建筑物破坏程度，进而验证该简化分析的可靠性，由本文的分析可以得到：基坑一旦开挖，不要中断，不可小视基坑的时空效应；在该深基坑施工过程中，立兴里建筑物沉降偏大，所以在距建筑物较近时，施工要更加谨慎，尤其是地下水影响较大时，必须要保证围护结构的质量；预估简化分析方法与实际监测出的数据不完全吻合，但是它提供了一种较简单、有一定可靠性的方法，对周边有建筑物的基坑开挖有一定的参考价值。

参考文献
[1] 郑修军，杨益平，鲍家宁，池玉宇.MJS工法在基坑开挖期间对临近既有建筑物的影响分析[J].工程质量，2018，36（10）：61-65+69.
[2] 陈飞，陈寿堂，罗欣宇.地铁基坑开挖对临近建筑物的风险影响分析[J].珠江水运，2018（18）：38-39.
[3] 封超.太原市人民南路站基坑开挖对周边建筑物的影响分析[D].中北大学，2018.
[4] 张仁伟.合肥地铁伊宁站基坑工程开挖对临近建筑物影响[D].安徽理工大学，2018.
[5] 戴骏.基坑开挖对临近浅基础建筑安全状态影响研究[D].南昌航空大学，2018.。