淺析基坑開挖支護對周邊的變形影響與干擾

【摘要】基坑施工過程中，隨著降水處理、土方開挖，通常會引起坑底隆起、支護結構向內部傾斜、周圍建筑物發生沉降等不利現象，因此，進行基坑監測就顯得十分重要。本文以杭州某基坑工程為例，主要研究了基坑開挖引起的支護結構變形以及施工開挖過程中周圍建筑物的沉降，為其他類似工程提供了合理的依據。

【關鍵詞】基坑；監測；變形；沉降

中國的許多學者在研究開挖對周圍變形和干擾的影響方面取得了更多的成果。趙立群利用FLAC3D建立了動靜載荷數值分析模型，并討論了基坑開挖不同距離，角度，深度和路基高度對既有路基變形的影響，分析了基坑開挖前后現有路基變形的影響規律?？紤]到土與支護結構的相互作用，張來安采用咬合樁+預應力錨索支護形式，基于基坑支護結構周圍環境的監測數據，利用ADINA的三維有限元研究周圍建筑物的沉降。以杭州某基坑為例，對樁頂水平位移，樁頂垂直沉降和周邊建筑物沉降等基坑施工關鍵指標進行了監測。并以此為其他相關工程提供理論依據。

一、工程概況

杭州某在建地鐵基坑工程，深約10m，采用明挖法施工，支護結構采SMW工法樁，樁800×600mm，型鋼HN700×300×13×24，基坑內支撐包括兩道鋼管支撐（610，t=18mm）與鋼腰梁。基坑周圍13m范圍內存在公共建筑?；游恢玫牡刭|條件為第四系全新統（Q4）。每層土壤的特征描述如下：第二層為粉土，埋深9m；第三層為粉砂，埋深12m；第四層為圓形礫石，深度為22m，其中水位埋藏在平均深度為4m。

二、監測布置及方法

在基坑開挖過程中，需控制了基坑的安全性和周圍建筑物的沉降。本文主要針對樁頂水平位移、樁頂沉降、周圍建筑物沉降三個主要方面進行監測。根據GB50497-2009建筑基坑工程監測技術規范，三個主要監測項目均通過以下儀器進行測試：垂直樁沉降（水平），樁頂水平位移（測斜儀），建筑物沉降（水平儀）。監測頻率為1次/d。并按GB50497-2009建筑基坑工程監測技術規范的規定，確定報警值（報警值設定為報警值的80%），樁頂垂直沉降報警率為3mm/d，累計值為20mm；樁頂水平位移報警值為3mm/d，總量為20mm；建筑物沉降報警值速率為3mm/d，累計15mm。

三、監測結果分析

（一）樁頂豎向、水平位移

使用電子水準儀觀察樁頂的垂直沉降監測。由于觀測是封閉水平路線和附著水平路線的形式，本文采用封閉水平路線觀測。監測結果表明，隨著基坑開挖的進行，坑底土體發生回彈現象，導致SMW工法樁發生向上的位移（3mm附近），在規范允許范圍之內（20mm）。相鄰建筑物側面的監測點數據表明樁頂的垂直位移大于遠離建筑物側面的監測點。因此，可以看出建筑物的存在對基坑支護結構的豎向位移有一定的影響。而隨著基坑內部結構的完成加固，基坑整體結構穩固性的加強，樁頂沉降則呈現出較為平緩的趨勢。

關于樁頂的水平位移，結果表明，在基坑開挖過程中，由于基坑周圍的應力釋放和坑底土壤的釋放，圍護結構首先隨著土體的開挖傾向于坑內傾斜，此時鄰近建筑物一側的圍護結構傾斜較為明顯，可以看出，周圍建筑物對包絡結構的水平位移具有不可忽略的影響。而隨著基坑結構施工的逐步完成，基坑整體的穩固性得到了加強，此時圍護結構的樁頂水平位移發展趨勢得到抑制，且呈現平緩的線型關系。通常，樁頂的水平位移控制在約25mm。

（二）周圍建筑物沉降

隨著基坑的挖掘，周圍建筑物的沉降往往是一個不容忽視的工程問題?；拥拈_挖和基坑的降水常常導致周圍地面下沉，從而導致建筑物的沉降。在本文中，建筑物基礎的三個監測點的由水準儀監測。建筑物沉降曲線如圖1所示。

結果表明，基坑開挖過程中，地基呈現先發生沉降后上浮的過程，隨著結構的施工，建筑物沉降逐漸增大且趨向于平緩。且J2監測點建筑物沉降要明顯大于另外兩個監測點，這是由于J2所在位置距離基坑周邊更近，所受到的影響更大。從監測數據可以看出，建筑物沉降遠小于設計允許值15mm；建筑物的沉降基本穩定，均在4mm以內。

四、結語

以杭州地鐵基坑為例，分析了基坑開挖過程中周圍建筑物的水平位移，豎向沉降和沉降。監測結果表明，支護結構的變形和周圍建筑物的沉降都在規范范圍內。其結果希望對其他類似相關工程提供科學合理的借鑒。

參考文獻

[1]趙生群.既有線附近基坑開挖對其路基變形的影響及支護效果的分析研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2014.

[2]張來安.復雜條件下基坑施工對周邊環境及支護結構的影響分析[J].施工技術，2018（08）.

作者簡介：沈進洋（1985.12—），男，漢族，安徽六安人，大專，助理工程師，研究方向：建筑工程施工管理。