摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進(jìn)步，高層建筑逐漸增多，基坑開挖技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷的擴大。由于城市空間有限，因此，為了節(jié)約土地資源，建筑物之間的距離往往很小，如何減少基坑開挖對鄰近建筑物的影響成為工作人員必須要面對的問題。本文結(jié)合實例，采用沉降觀測的方法，計算分析基坑開挖對鄰近既有建筑物的影響。

關(guān)鍵詞：基坑開挖；鄰近建筑物；影響

引 言

目前我國各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼，在土建工程中時常遇到在已有建筑物鄰近開挖基坑的情況，基坑開挖對鄰近建筑物自然會有不同程度的影響，甚至使既有建筑產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞，影響已有建筑的使用安全，阻礙在建工程的正常進(jìn)行，加之現(xiàn)在人們法律維權(quán)意識的增強，必須妥善處理建設(shè)前與建設(shè)過程中與此相關(guān)的各方面問題，因此針對受影響的相鄰既有建筑物的鑒定工作顯得尤為重要。

1 工程概況

該小區(qū)建筑面積約為17851.80m2，地下車庫面積約為2703.1m2。該小區(qū)在建的A樓與西側(cè)老樓B樓之間因受規(guī)劃限制，基坑坑壁至老樓的距離約為3m。已建場地屬江淮丘陵區(qū)沖溝地貌單元。場地北高南低，地面標(biāo)高16.49～20.11m，最大高差約3.52m。根據(jù)鉆探揭露，已建場地地基土層分布規(guī)律及巖性特征，地質(zhì)詳細(xì)情況見表1。已建場地地下水類型為上層滯水，主要賦存于①層雜填土中，勘察期間測得靜止水位埋深為0.90～1.60m，水面標(biāo)高15.09～18.67m。場地地下水主要補給來源為大氣降水及生活用水。地下水受天氣、季節(jié)影響較明顯。

2 選擇合適的計算模型

選擇合適的計算模型能夠有效的、精確的找到基坑開挖對鄰近建筑物的影響。采用Plaxis3DFoundation進(jìn)行模擬，模型的具體參數(shù)如下：

（1）基坑尺寸?；娱_挖深度取12m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，厚度0.8m，深度24m，1/2基坑開挖寬度為30m。

（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形形式。根據(jù)以往學(xué)者的研究成果，本文將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形形式歸納為懸臂式、踢腳式、內(nèi)凸式及復(fù)合式等四種形式，并通過控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度、插入深度及支撐剛度等來調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形形式，并得到如圖1所示的四種變形形式。

除了基坑尺寸和圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形形式還需要確定建筑物的參數(shù)以及相對位置參數(shù)。

（3）建筑物參數(shù)。根據(jù)筆者已進(jìn)行的研究，構(gòu)造一個坑外建筑物模型：建筑物外形輪廓為長條形，長22.5m，寬4.5m，層數(shù)3層，每層高3m，總高度9m，2層和3層為標(biāo)準(zhǔn)層，門、窗洞口的尺寸分別為2.0m×1.5m，1.8m×1.5m，且門窗開洞面積比例約為20%，具體尺寸如圖2所示。其中，模型中縱墻、橫墻、橫隔墻及樓板均考慮為理想彈性材料，不考慮梁、柱的影響，樓板厚度取0.10m。彈性模量取30GPa，泊松比0.2，墻體厚度取0.24m，且建筑物采用墻下條形基礎(chǔ)。如前文所述，在實際工程中，基坑鄰近建筑物的剛度各異，尤其是對于老舊的歷史建筑物，很難準(zhǔn)確地評估建筑物的整體剛度，因此，為了更好地反映建筑物的整體變形性狀，本文在建立建筑物精細(xì)化模型的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整建筑物在自重作用下所產(chǎn)生的不均勻沉降來反算建筑物的墻體剛度。根據(jù)以往學(xué)者的研究成果可知，對于土地層中產(chǎn)生下凹撓曲變形的砌體結(jié)構(gòu)，當(dāng)長高比小于3時，其容許撓度比為0.4‰；當(dāng)長高比大于5時，其容許撓度比為0.67～0.71‰。此外，由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》可知，對于中、高壓縮性地基中建筑物，其局部傾斜限值為2～3‰。故本文取建筑物的撓度比為0.2‰，即此時建筑物的不均勻沉降最大值為4.2mm，如圖3所示，此時撓度比滿足上述的限值要求，同時，建筑物的局部傾斜最大值發(fā)生在端部，約為0.7‰，亦滿足規(guī)范要求。當(dāng)建筑物發(fā)生如圖3所示的不均勻沉降時，建筑物的墻體彈性模量為220MPa，泊松比取0.1，即當(dāng)建筑物的墻體剛度取該值時，建筑物的整體剛度是合理的。

（4）建筑物與基坑相對位置參數(shù)。為了對比不同圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體位移情況下，建筑物受基坑開挖影響的差異，取建筑物距基坑距離D分別為1m，3m，6m，9m，12m，18m，24m，30m。

3 基坑開挖對鄰近建筑物的影響研究

3.1 基坑開挖期間沉降觀測

沉降是基坑開挖影響的重要觀測因素，結(jié)合工程的實際情況來看，新建A樓在基坑開挖施工過程中必須對相鄰B樓進(jìn)行沉降觀測。在老樓B樓東面墻體上共布置3個沉降觀測點，具體點位詳見沉降觀測點平面布置圖4。觀測點布設(shè)在距新建A樓基坑最近的老樓B樓東面墻體，離地面約0.55m。觀測頻率為每間隔1天觀測1次，觀測時間持續(xù)180d。根據(jù)施工單位提供的觀測數(shù)據(jù)，繪制各觀測點的時間與高程關(guān)系曲線圖5。由圖5可以看出，離基坑坑壁最近的老樓B樓東面墻體觀測點2#，3#和4#點的高程變化很小，高程小幅波動由地下水變化引起的，砂墊層的變形隨水位的升降而變化，并且有較好的彈性特征，一旦孔隙水壓力恢復(fù)，砂墊層變形也迅速恢復(fù)，并無滯后現(xiàn)象。然而，大氣降雨滲入砂墊層，當(dāng)遇到粉質(zhì)粘土隔水層后，繼續(xù)下滲的速度減慢，引起砂墊層迅速回彈，建筑物的沉降量也迅速減小，從而出現(xiàn)了實測數(shù)據(jù)的微小上浮趨勢。老樓B樓東面墻體觀測點的沉降值及沉降差在《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）容許范圍內(nèi)。也就說老樓B樓東面墻體在新建A樓建設(shè)期間發(fā)生的沉降量很小，對老樓B樓主體結(jié)構(gòu)安全不構(gòu)成影響。

3.2 新建對老樓的影響

為了保證建筑物的安全和正常使用，還需研究在外荷作用下，地基內(nèi)部的應(yīng)力規(guī)律及其可能產(chǎn)生的變形量。新建A樓基礎(chǔ)與老樓B樓的距離為3.0m，根據(jù)新建A樓的樁基礎(chǔ)布置圖、筏板基礎(chǔ)布置圖和單樁豎向承載力特征值，假定樁側(cè)摩B樓地基下的附加應(yīng)力，可以加幾個輔助線，通過需要計算的點，采用角點法計算老樓B樓基礎(chǔ)下地基土層的附加應(yīng)力，并對新建A樓所有樁基對老樓B樓地基所產(chǎn)生的附加應(yīng)力進(jìn)行疊加。同時，考慮新建A樓筏板基礎(chǔ)底面應(yīng)力對老樓B樓地基所產(chǎn)生附加應(yīng)力的影響。依據(jù)上述方法計算所得老樓B樓地基附加應(yīng)力σz遠(yuǎn)小于土的自重應(yīng)力σc，即可不考慮新建A樓樁底應(yīng)力對老樓B樓基礎(chǔ)沉降的影響。

4 基坑開挖導(dǎo)致的建筑物基礎(chǔ)沉降控制措施

4.1 控制施工過程，減少基坑變形

施工質(zhì)量的控制能夠減少基坑變形，施工全過程是基坑變形的源頭，因此，應(yīng)該從“源頭”下手，通過減小基坑的變形從而減小對建筑物的影響是最直接，最簡單的方法。它幾乎適用于絕大多數(shù)基坑工程。工程實際中，常采用優(yōu)化施工工法與施工工藝、增加內(nèi)支撐剛度、加大圍護(hù)樁的嵌固深度等減小基坑的變形的措施減小對周圍環(huán)境的影響。

4.2 減少基坑與坑外土地的聯(lián)系

基坑變形引產(chǎn)生的土層移動通過坑外土體與地下水傳播至周圍建（構(gòu)）筑物，土體的變形與地下水位的改變均會影響建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從傳播途徑上采取措施，切斷或減小基坑與坑外土體的聯(lián)系最常使用的方法是隔斷法。隔斷法可采用將隔斷墻、隔水墻、微型樁打設(shè)進(jìn)基礎(chǔ)與基坑之間的土體中，插入至可能的基坑滑動面以下抑制地層的滑動，從而減小對周邊環(huán)境的影響。工程實際中對隔斷法作用機制的研究起步較晚，理論分析還不夠完善，多依靠過往的工程經(jīng)驗，需謹(jǐn)慎考慮隔斷墻的設(shè)計與施工。

4.3 提高建筑物周圍的抗變形能力

在特殊情況下，直接對欲保護(hù)的建筑物在基坑施工之前進(jìn)行加固，提高自身抵抗變形的能力是減小建筑物不均勻沉降最直接的方法。工程中常用的方法有：①基礎(chǔ)托換。②注漿加固。③跟蹤注漿。

5 結(jié)束語

總而言之，基坑開挖勢必會給鄰近建筑物造成影響，因此，必須通過觀測找到變形的根本因素，并采取一定的措施進(jìn)行控制，減少基坑變形情況的發(fā)生?；娱_挖對鄰近建筑物的影響分析與控制至關(guān)重要，因此，本文研究這個課題具有非常重要的現(xiàn)實意義。

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作者簡介：江峰（1968-），男，大專，工程師，主要從事項目管理和施工現(xiàn)場管理工作。