基坑開挖對坡頂建筑物沉降及穩定性影響

劉少嶺

無棣縣埕口鎮便民服務中心 山東 濱州 251909

建筑物沉降觀測，英文名稱building axis survey，適用于在工業與民用建筑中。在工業與民用建筑中，為了掌握建筑物的沉降情況，及時發現對建筑物不利的下沉現象，以便采取措施，保證建筑物安全使用，同時也為今后合理設計提供資料，因此，在建筑物施工過程中和投產使用后，必須進行沉降觀測[1]。在我國城市化不斷推進的過程中，土地資源顯得越來越緊張，但是在我國有限的土地資源緊缺的情況下，為了使土地資源的使用率得到最大程度的利用，因此在坡頂上建造建筑物以及地下室基坑的開挖現象也越來越多[2]。但是這種建筑方法使得建筑物的穩定性受到嚴重影響，并且對于建筑物的正常使用也是很不利的。

1 建筑物的構造現狀

在一坡長度是262.4m，高度是5.5m～10.2m并且是西邊高東邊低的坡上，在坡的邊緣使用木樁進行支撐，并且在樁的中間注漿，見圖1。在坡的頂端有一處建筑物，它與坡肩的距離是5.8m，并且建筑物是6層的小樓房，建筑范圍是5017m2，用柱下獨立樁作為支撐基礎。建筑物的地基要正確，從下而上依次是泥質砂層、黏土夾石子、雜填土。并且將雜填土的厚度適當地增加，大約是10.5m～12.8m，注意土質要疏松，地下有水，但是地基的黏土層不會透水。

坡腳原來是35.5m高，但是由于在山腳處建造了住宅樓，在將場地進行平整的過程中開挖坡腳的高度變為了33.15m～33.5m，從西向東的深度是2.6m～1.8m，并且在坡腳的8m的地方建造了地下室基坑，基坑的深度是4m，這樣的建筑結構使邊坡產生了滑動，建筑物發生了形變。為了解決這種問題，對邊坡進行再次處理，使用排樁式錨桿支護擋墻，并且使用旋噴加固的方法進行加固，再對建筑物的形變以及邊坡進行監測。監測的具體位置如圖所示見圖1，建筑物及邊坡變形監測點平面布置如圖2所示。

圖1 邊坡支護方案

圖2 建筑物及邊坡變形監測點平面布置

2 對于建筑物形變的觀察

2.1 建筑物形變的監測

建筑物上設置了8個對于沉降點觀測的位置，并將它們分別編號，從東至西分別是A1-A4，這是南軸的觀測點。A8-A5是北軸的觀測點，并且對這些觀測點做到了16次的觀測效果，將這些觀測點的積累下倆的沉降曲線制成了曲線圖。

建筑物形變的監測成果具體解釋如下：

建筑物發生顯著的不均勻的沉降是由于基坑開挖導致的，建筑物的沉降速度是不斷變小的，并且已經趨于穩定的階段。沉降率累計最小的是在A1觀測點的位置，它位于建筑物的東南角，大約是1.41mm。沉降率累計最大的是A5觀測點，它位于建筑物的西北角，大約是5.54mm。建筑物作為獨立的樁基結構，在樁端的持力層是黏土夾碎石，在進行累積沉降的觀測時，已經距離建筑物的使用時間長達8個月之久，在這樣的時間段下，建筑物的上部分以及荷載產生的沉降大多已經完成，所以這次對于觀測點沉降值累計是很小的，但是建筑物的樁基出現過比較明顯附加沉降。

建筑物由于已經產生了形變，它的整體機構已經開始向北傾斜，并且傾斜率已經遠遠超過傾斜率被允許的范圍，現在的建筑物已經變成了危房，所以要采取有效的措施對建筑物危房進行改造，將建筑物在整體加固的基礎上，使建筑物變得更安全牢固[3]。依據相關的關于建筑物地基基礎設計的規范要求，規定對于坡腳6層的建筑物，它的傾斜率被允許的最大范圍是千分之四，但是，現在的建筑物的傾斜率是千分之七到千分之九之間，并且此座建筑物的傾斜率是整體向北傾斜的，這樣的傾斜率的范圍遠遠大于所允許的范圍。

2.2 邊坡形變的監測

8個沉降的觀測點以及水平位移的觀測點在北側邊坡的位置上設置，并將其進行編號D1-D8，自西向東進行編號。共計15次的水平位移的觀測點以及沉將觀測有16次，并將其累計的沉降觀測點制成曲線的形式見圖3所示。

圖3 坡肩沉降-時間曲線

觀測點的累計沉降率最小的是D8觀測點，大約是8.05mm，累積沉降率最大的是D3觀測點，大約是30.22mm。坡肩整體向下沉陷，說明由于開挖了基坑，使得坡體產生了明顯的北移現象。水平位移在個觀測點上的表現是大約3mm～11mm，坡肩整體位移的方向與坡體是一致的，都是向北移位。

3 沉降預測的結果

建筑物沉降點的預測結果見表1，從結果上來看，沉降點的預測值在1.42mm～6.68mm之間，其余的沉降率在0.14mm～0.87mm之間，由于使用獨立樁結構，盡管各觀測點的沉降數值不大，但是對于樁基沉降影響也是非常大的。

表1 建筑物各觀測點的剩余沉降量

邊坡預測結果見表2，從結果上來看，各觀測點的沉降預測值越大時，沉降剩余值就會越小，這樣的現象說明采取邊坡防護措施，可以有效的避免發生滑移的毀壞。

表2 邊坡坡肩哥觀測點的剩余沉降量

4 邊坡穩定性的分析

建筑物發生圓弧滑動較常見的是雜填土土層，在黏性土相對隔水以及雜土層相對疏松、飽水的情況下，沿著分界面會產生折線滑動，折線滑動的計算方法是在邊坡穩定系數在[K]=1.35時，而圓弧法計算要求邊坡穩定系數[K]=1.30。在坡體使用注漿加固時，加固范圍內的雜填土層黏聚力要相應的增加，由原來的8KPa變成18KPa[4]。在對邊坡進行二次治理時，采用排樁式錨桿擋墻支護，并且對于柱后進行旋噴加固可以使建筑物的穩定效果增加[5]。

5 結束語

從監測到的結果上可以看出，在坡腳進行基坑的開挖，會使建筑物引起形變并且容易發生滑坡的現象，使建筑物的穩定性受到很大的影響，這就要求人們在進行建筑物的改造過程中對于在坡腳開挖基坑時要妥善的進行，避免建筑物發生沉降現象影響建筑的安全使用。參考文獻：

[1]沈簡,邱子鋒,徐曉瑜.基坑開挖對坡頂建筑物沉降及穩定性影響[J].巖土工程學報,2014,(s2):337-342.

[2]武黎明.涂山路改造龍門浩小學段邊坡治理及穩定性監測分析[D].重慶交通大學,2014.

[3]范凡,陳錦劍,章紅兵,王建華.基坑開挖引起緊鄰建筑物沉降的簡化計算方法[J].巖土工程學報,2015,37(S2):61-64.

[4]陳林靖,余其鳳,戴自航.福州某軟土地區深基坑開挖對周圍建筑物影響的三維有限元分析[J].鐵道科學與工程學報,2015,12(01):79-85.

[5]鄭剛,李志偉.考慮初始不均勻沉降的建筑物受基坑開挖影響的有限元分析[J].巖土力學,2012,33(08):2491-2499.