鄭會(huì)

（重慶大學(xué)土木工程學(xué)院，重慶 400045）

1 概述

深基坑開挖是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在支護(hù)加固和降水不當(dāng)?shù)那闆r下，常會(huì)因邊緣地面沉降量超出設(shè)計(jì)值而危及周圍各種構(gòu)筑物的正常使用。工程事故的出現(xiàn)不僅帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成不良的社會(huì)影響。

目前，研究深基坑開挖對(duì)周邊建筑物影響的研究方法主要是利用有限元方法或解析方法，考慮深基坑、土、建筑物之間的共同作用，研究建筑物在深基坑開挖過程中產(chǎn)生的變形。但這種方法未考慮建筑物破壞所造成的經(jīng)濟(jì)損失，因此只限于技術(shù)研究領(lǐng)域。因此，建立風(fēng)險(xiǎn)研究路線，研究和討論深基坑工程施工對(duì)周邊環(huán)境的影響風(fēng)險(xiǎn)是非常有必要的。

2 基坑開挖引起的地面沉降分析

深基坑工程施工對(duì)周邊環(huán)境可能造成的破壞主要包括四個(gè)方面:一是由于地面變形而造成地面建筑物的開裂、傾斜，甚至倒塌;二是造成路面以及其他地面設(shè)施的破壞;三是造成地下管線(給排水管道、煤氣管道、電纜管道等)的破裂等；四是使地下隧道變形，襯砌管片產(chǎn)生不均勻沉降引起裂縫，漏水，甚至碎裂。在這四個(gè)方面中，又以第一方面的破壞最為明顯，對(duì)社會(huì)影響也最大。

影響深基坑開挖過程中除了施工質(zhì)量差、降水不當(dāng)外，坑內(nèi)外土壓力不平衡也是一個(gè)重要原因。地表沉降的大小取決于土層組成結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)，空間幾何形狀，圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型，開挖尺寸，開挖深度，開挖順序，無支撐暴露時(shí)間，開挖時(shí)間，周邊靜、動(dòng)超載情況，地表水和上下水管的滲漏，鄰近建筑物的影響等等。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在深基坑周圍土體移動(dòng)研究中，所采用的主要方法有:物理模擬法、數(shù)值模擬法、半理論解析法和經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)法。實(shí)際工程中常用的分析深基坑開挖引起地表沉降的方法有：經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)法、時(shí)空效應(yīng)法、Peek法(1969)、有限單元法、考慮鄰近建筑物存在的地表沉降估算。

3 建筑物破壞等級(jí)劃分

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要對(duì)深基坑開挖引起的建筑物破壞的風(fēng)險(xiǎn)做出評(píng)估，首先要對(duì)建筑物的破壞進(jìn)行分類描述。

建筑物分為磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)兩大類，采用建筑物的裂縫寬度指標(biāo)來表示其破壞，不考慮其發(fā)生位置、裂縫長(zhǎng)度、數(shù)量等參數(shù)。

3.1 現(xiàn)有的建筑物破壞等級(jí)劃分見表1。

3.2 危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)(GJJ125-99)

危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)(JG1J25-99)給出了地基基礎(chǔ)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)點(diǎn)和房屋各組成部分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)建筑物危險(xiǎn)性等級(jí)劃分如下:

A級(jí):結(jié)構(gòu)承載力能滿足正常使用要求，未發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)，房屋結(jié)構(gòu)安全。

B級(jí):結(jié)構(gòu)承載力基本能滿足正常使用要求，個(gè)別結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于危險(xiǎn)狀態(tài)，但不影響主體結(jié)構(gòu)，基本滿足正常使用要求。

C級(jí):部分承重結(jié)構(gòu)承載力不能滿足正常使用要求，局部出現(xiàn)險(xiǎn)情，構(gòu)成局部危房。

D級(jí):承重結(jié)構(gòu)承載力己不能滿足正常使用要求，房屋整體出現(xiàn)險(xiǎn)情，構(gòu)成整幢危房。

根據(jù)大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)分析，雖然建筑物破壞特征很多，但最典型而且易定量分析的當(dāng)屬傾斜度和裂縫寬度。

在傾斜度研究方面，《危險(xiǎn)房屋鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ125-99)規(guī)定了地基、砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的允許傾斜率?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5007-2002》按照各類建筑物的特點(diǎn)和地基土的不同類別，對(duì)建筑物傾斜度的設(shè)計(jì)允許值，即安全容許值給出了明確的規(guī)定?！督ㄖこ藤|(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》G(BJ301-88)分別規(guī)定了現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)、拼裝混凝土結(jié)構(gòu)(柱、梁、屋架、大板)及項(xiàng)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工允許偏差值。

在裂縫研究方面，倫敦建筑結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)(BRE)(1978，1989，1994 和 2000)采用的建筑物破壞等級(jí)劃分主要采用裂縫寬度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3.3 可見裂縫與臨界應(yīng)變之間的關(guān)系

Buriand和Worht分別對(duì)可見裂縫與臨界應(yīng)變之間的關(guān)系做了深度的研究，對(duì)本文綜合其研究成果，得到出現(xiàn)裂縫的臨界應(yīng)變?nèi)绫?。

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4 建筑物破壞損失評(píng)價(jià)

4.1 建筑物損失的計(jì)算

深基坑開挖引起的建筑物損失包括直接損失和間接損失兩部分。直接損失，對(duì)非房屋建筑，只需計(jì)算建筑物自身破壞的損失；對(duì)房屋建筑，還應(yīng)包括室內(nèi)財(cái)產(chǎn)損壞以及人員傷亡。間接損失指由于建筑物的破壞所引發(fā)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境問題所帶來的損失。建筑物破壞的直接損失指的是直接經(jīng)濟(jì)損失，主要指結(jié)構(gòu)破壞以及重建的費(fèi)用，用損失比λ來表示。在進(jìn)行深基坑開挖引起的建筑物破壞損失評(píng)估時(shí)，首先應(yīng)將開挖影響范圍內(nèi)的建筑物分類，計(jì)算各類建筑物的經(jīng)濟(jì)損失，由各類建筑的損失求得總經(jīng)濟(jì)損失。

RT＝ΣR

C-總的建筑物破壞經(jīng)濟(jì)損失;λi-第i幢建筑物的損失比；mi-第i幢建筑物破壞前的現(xiàn)值。

4.2 建筑物現(xiàn)有價(jià)值的評(píng)估

在對(duì)建筑物進(jìn)行損失評(píng)價(jià)時(shí)，必須對(duì)建筑物的現(xiàn)有價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。從評(píng)估的角度看，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素：物理(建筑物自身狀況)因素、環(huán)境優(yōu)劣的影響、經(jīng)濟(jì)地理因素、新舊程度、用途、政策因素、供需狀況以及長(zhǎng)期投資貸款利率變化等因素。

對(duì)房屋建筑物價(jià)格進(jìn)行評(píng)估，一般可采用以下幾種方法：重置成本法；帳面凈值調(diào)整法；基價(jià)調(diào)整法；綜合因素計(jì)算法；市場(chǎng)價(jià)格類比法；凈租金受益現(xiàn)值法。根據(jù)具體房屋建筑特點(diǎn)結(jié)合不同方法優(yōu)缺點(diǎn)選擇合理的方法進(jìn)行評(píng)估

圖1 深基坑開挖引起的建筑物破壞風(fēng)險(xiǎn)流程圖

5 建筑物體破壞風(fēng)險(xiǎn)分析

對(duì)于開挖引起的建筑物破壞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的工作。

結(jié)論

深基坑工程事故發(fā)生率高，災(zāi)害后果嚴(yán)重。因此,在深基坑工程中引入風(fēng)險(xiǎn)管理已迫在眉睫，在深基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)分析方面,我國(guó)幾乎處于空白,單純建立在統(tǒng)計(jì)資料上的分析方法目前并不可行。因此，我們一方面要做好調(diào)查統(tǒng)計(jì)工作，另一方面要重視專家及現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的主觀分析，結(jié)合兩者來對(duì)深基坑工程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

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[2]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[3]唐孟雄，趙錫宏.深基坑周圍地表沉降及變形分析[J].建筑科學(xué)，1996，(4):31-35.