深基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響和治理方案

宋惺明

摘要：在經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展下，建筑工程的數(shù)量與日增加，大多數(shù)基坑周邊都有房屋建筑工程、市政管線與地鐵隧道工程，在開挖基坑時(shí)，會(huì)致使周邊土體出現(xiàn)變形問題，嚴(yán)重影響建筑物的安全。在基坑開挖的過程中也會(huì)影響到周邊土地，致使土地穩(wěn)定性與形狀出現(xiàn)變化，繼而干擾到基坑施工穩(wěn)定性，為了保障工程施工質(zhì)量，必須要對(duì)科學(xué)的設(shè)計(jì)基坑支護(hù)，本文主要分析深基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響和治理方案。

關(guān)鍵詞：深基坑開挖；周邊建筑物；影響；治理方案

在城市的發(fā)展之下，地下工程的數(shù)量也越來越多，與此同時(shí)，由于工程施工出現(xiàn)的各類環(huán)境問題也受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，大多數(shù)基坑周邊都有房屋建筑工程、市政管線與地鐵隧道工程，在開挖基坑時(shí)，會(huì)致使周邊土體出現(xiàn)變形問題，嚴(yán)重影響建筑物的安全。就現(xiàn)階段來看，很多學(xué)者已經(jīng)針對(duì)深基坑開挖對(duì)周邊建筑物的影響進(jìn)行了深入的研究，下面就分析具體的影響與治理方案。

1 工程概況

某工程全長(zhǎng)1.982km，分兩期進(jìn)行施工，隧道基坑為一字型，其中二期隧道總長(zhǎng)共計(jì)712m，寬為27m，深淺呈現(xiàn)出漸變趨勢(shì)，最深位置為14.2m。擬建位置存在埋藏地帶，其中有豐富的地下水，水深共計(jì)1.1m，場(chǎng)內(nèi)有三種不同類型的地下水，即基巖裂隙水、弱承壓水與淺層潛水，對(duì)地層進(jìn)行野外勘探、沉積環(huán)境分析與地層結(jié)構(gòu)分析，結(jié)構(gòu)顯示，地層從上到下土質(zhì)類型分別為人工雜填土、亞粘土、亞粘土粉細(xì)沙、淤泥質(zhì)粘土幾種類型。

對(duì)于工程采用鉆孔灌注樁加攪拌樁止水帷幕，在管井施工完成之后，加入支護(hù)樁，但是在開挖前兩周降水，致使土體出現(xiàn)排水固結(jié)的問題，對(duì)于鉆孔灌注樁，采用鋼筋混凝土冠梁，土方采用垂直明挖法進(jìn)行開發(fā)，邊開挖邊采用鋼支撐以及坡面掛網(wǎng)噴漿法進(jìn)行支護(hù)。

2 附近建筑物沉降與開裂狀況

基坑道路建筑物都出現(xiàn)了程度不一的開裂情況，有的屬于橫向拉裂，有的局部位置出現(xiàn)了地磚翹起的問題，開裂最嚴(yán)重的建筑物土體結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)，其基礎(chǔ)屬于筏板基礎(chǔ)，本文主要針對(duì)該種開裂情況分析治理方案。

3 沉降原因與加固方式

根據(jù)施工數(shù)據(jù)情況得出，沉降分為兩個(gè)階段，均勻沉降階段與沉降差異階段，沉降階段為2010年2月開始，到5月為止，沉降時(shí)間共計(jì)三個(gè)月，分析顯示，沉降是由基坑沉井降水因素導(dǎo)致，建筑物前段基坑開挖深度大，這一位置深層景點(diǎn)降水必須要抽取淤泥質(zhì)亞粘土層水，且外圍沒有封閉性止水帷幕，在該種因素的影響下，坑內(nèi)降水影響了坑外地下水位，致使地表發(fā)生下沉問題，導(dǎo)致建筑物在基坑開挖前出現(xiàn)均勻沉降。

第二階段屬于差異沉降階段，從2010年5月開始，建筑物出現(xiàn)差異沉降，在這一階段的沉降已經(jīng)不是以往的均勻沉降，而是存在顯著的差異性。差異沉降階段結(jié)束后，進(jìn)入了沉降穩(wěn)定階段，這一階段共計(jì)三個(gè)月。此后，進(jìn)入了加速沉降階段，歷時(shí)約為半個(gè)月，在這段時(shí)間中，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)差異沉降越來越大，在這一階段，雨量增加，降水量多，積水嚴(yán)重影響到正常的開挖進(jìn)度，并在一定程度上加劇地面沉降，同時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力設(shè)置的問題，加速沉降問題嚴(yán)重。在差異沉降因素的影響下，施工方?jīng)Q定暫時(shí)停工，根據(jù)基坑開挖情況來制定加固方案。

4 加固方式的原理與設(shè)計(jì)方式

4.1 壓密灌漿理論

種理論即利用鉆孔將濃漿注入土體中，在注漿點(diǎn)位置壓實(shí)土體，并形成漿泡，在漿泡直徑較小的情況下，灌漿壓力就會(huì)沿鉆孔向水平位置拓展，在漿泡尺寸的增加之下，臺(tái)力會(huì)越來越大，并向地面向上抬動(dòng)，在抬力達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)讓下沉建筑物回升，從本質(zhì)上而言，壓密灌漿是一種利用壓密土和濃漿置換的加固過程。具體流程詳見圖1。

4.2 加固方式

加固方式嚴(yán)格遵循《基坑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)要求，為了將建筑物基礎(chǔ)允許傾斜值控制在千分之4之內(nèi)，需要先采用注漿法來處理土地，增加土體容重，減小土體孔隙比，增加無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、壓縮模量與抗剪強(qiáng)度，在加固時(shí)，需要注意幾個(gè)問題：

第一，加固位置

本工程降水影響范圍長(zhǎng)達(dá)60m，開挖范圍為45m，在建筑物基礎(chǔ)與基坑開挖邊緣垂直時(shí)，水平拉伸問題會(huì)嚴(yán)重影響建筑物的穩(wěn)定性，致使基坑位置出現(xiàn)裂縫，因此，加固范圍主要選擇這一位置，加固土層選擇雜填土層。

第二，注漿材料

在注漿材料的選擇上，使用普通硅酸鹽水泥，在注漿壓力上，將淺部注漿壓力控制在500kPa～1000kPa，深部壓力控制在1600kPa～2000kPa。對(duì)于擴(kuò)散半徑，根據(jù)公式計(jì)算得知本工程為1.2m，有效影響半徑共計(jì)1.0m～1.5m。在注漿孔位置上，將其分為兩排，第一排注漿孔設(shè)置為垂直孔，孔深控制在12m，第二排設(shè)置為傾斜孔，孔深控制在15m，傾斜度為45°，孔距設(shè)置為0.7m，在施工時(shí)，先進(jìn)行垂直打孔，在其中注入漿液，待垂直幕墻形成之后，即可有效阻礙孔漿液的滲流與土體側(cè)向變形，再利用傾斜注漿孔在其中注入漿液，這可以有效改善地基土力學(xué)性能。

第二，注漿量

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，將水灰比控制在1：1，在其中加入一定量的水玻璃，注漿量可以根據(jù)公式來計(jì)算，利用注漿量、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)、孔隙率、土體積進(jìn)行確定，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)選擇0.5，在施工過程中，每平米水泥量需要控制在80kg以上。實(shí)踐顯示，在壓密灌漿完成之后，建筑物在短時(shí)間就出現(xiàn)回升，不均勻沉降得到顯著的減小，建筑物承重墻頂部裂縫與斜拉張裂縫都得到了一定程度的改善，滿足的用戶使用與安全需求。

圖1：壓密灌漿流程

5 結(jié)語

在基坑開挖的過程中，必然會(huì)影響到周邊土地，致使土地穩(wěn)定性與形狀出現(xiàn)變化，繼而干擾到基坑施工穩(wěn)定性，為了保障工程施工質(zhì)量，必須要對(duì)科學(xué)的設(shè)計(jì)基坑支護(hù)，為了保障設(shè)計(jì)效果，必須要詳細(xì)收集沉降數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)工作的開展提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。根據(jù)本組研究結(jié)果可以得出，影響基坑穩(wěn)定性的因素是多種多樣的，而時(shí)間因素、壓密注漿、距基坑距離、支護(hù)樁的布置都會(huì)影響基坑建筑的沉降，在支護(hù)過程中，必須要把握好各種影響因素，這樣才能夠有效提升支護(hù)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王建華，徐中華，王衛(wèi)東. 支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體地下結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑變形特性分析[J]. 巖土工程學(xué)報(bào). 2007（12）

[2] 薛蓮，傅晏，劉新榮. 深基坑開挖對(duì)臨近建筑物的影響研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2008（05）