深基坑施工對鄰近建筑物的變形影響研究★

房 明 莊大昌 張 毅

(1.廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510320； 2.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510010)

·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

深基坑施工對鄰近建筑物的變形影響研究★

房 明1莊大昌1張 毅2

(1.廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510320； 2.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510010)

通過分析廣州老城區(qū)一大型深基坑工程引起的鄰近建筑物沉降變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究了深基坑施工對鄰近建筑物的影響，指出基坑變形控制設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)從控制最終變形值轉(zhuǎn)變?yōu)閷κ┕と^程的動(dòng)態(tài)變形控制；鄰近建筑物沉降變形的大小隨建筑物與基坑坑邊距離的遠(yuǎn)近、建筑物的基礎(chǔ)形式及坑內(nèi)是否采取加固措施等而變化。

深基坑，建筑物，沉降變形，動(dòng)態(tài)控制

近年來，隨著我國城市化快速發(fā)展，加之城市中高層和超高層建筑的大規(guī)模建設(shè)，產(chǎn)生了大量深基坑工程。在進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)與施工時(shí)不僅要確?；觾?nèi)的正常作業(yè)安全，還要防止基坑周邊地表變形，保證鄰近建筑物的正常使用，這既是一個(gè)綜合性的工程建設(shè)領(lǐng)域難題，同時(shí)又涉及土力學(xué)中的許多問題(包括開挖引起的基坑巖土體疏水、卸荷以及坑外巖土體向坑內(nèi)傾斜變形)[1-3]。鑒于此，在實(shí)際基坑工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)滿足變形要求[4]?，F(xiàn)階段基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的方法是給定變形控制值，判定最終沉降值是否超過變形控制值。然而，變形控制的目標(biāo)是確保鄰近建筑物結(jié)構(gòu)的安全，因此，變形控制設(shè)計(jì)應(yīng)以此為出發(fā)點(diǎn)，對整個(gè)基坑工程的變形發(fā)展階段進(jìn)行分析控制。核心是全過程的動(dòng)態(tài)變形控制[5，6]?？梢?，現(xiàn)階段基坑支護(hù)設(shè)計(jì)忽略了基坑整個(gè)施工過程中的變形動(dòng)態(tài)控制。

本文以廣州一典型的鄰近建筑物的深基坑工程為例，深入分析了深基坑施工引起的鄰近建筑物的沉降變形監(jiān)測值，研究結(jié)果不僅揭示了深基坑施工引起的鄰近建筑物沉降變形規(guī)律，也表明了在整個(gè)基坑施工過程中注重周圍環(huán)境變形動(dòng)態(tài)控制的重要意義。

1 工程概況

康王路6號地塊商住樓位于廣州市荔灣區(qū)康王路，該工程地面以上群樓5層，塔樓18層，設(shè)置2層地下室，擬采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)?；娱_挖深度為8.5 m。

1.1 地質(zhì)條件

因該基坑工程緊臨珠江，場地主要為軟弱土層。根據(jù)鉆探揭露，場地上部巖土層由第四系人工填土層、海陸交互相沉積層，下部由白堊系粉砂質(zhì)泥巖組成。其中，海陸交互相的沉積層，包括淤泥、淤泥質(zhì)粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土?？辈焓┕て陂g測得地下水位埋深0.70 m～1.60 m。

主要土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 主要土層的物理力學(xué)指標(biāo)

1.2 周邊環(huán)境

該基坑位于廣州老城區(qū)荔灣區(qū)，場地周邊環(huán)境較復(fù)雜，市政地下管線眾多。 東側(cè)為1層～2層老舊居民住宅樓(天然地基基礎(chǔ))，距離該基坑邊最小凈距僅為1.90 m；西側(cè)為康王中路；南側(cè)為長壽路；北側(cè)為待開發(fā)A地塊基坑，該基坑已完工，A基坑的開挖深度為9.5 m～10.8 m。

基坑平面布置圖見圖1。

由于該基坑工程場地距離周邊建筑物、道路以及管線僅3 m～17 m，且東側(cè)緊鄰大量老舊民房，且建筑物結(jié)構(gòu)局部已有病害現(xiàn)象，故需嚴(yán)格控制基坑施工全過程的位移與變形，以保證周圍建筑物結(jié)構(gòu)的使用安全。

1.3 設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)

該基坑支護(hù)設(shè)計(jì)采用地下連續(xù)墻(鉆孔樁)+1道內(nèi)支撐+支護(hù)樁間擺噴樁止水的多種形式基坑支護(hù)方案。其中基坑?xùn)|側(cè)為連續(xù)墻；北側(cè)為支撐梁；南側(cè)和西側(cè)為支護(hù)樁。

2 沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

圖2為監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖，其中C1～C40為周邊建筑物沉降監(jiān)測點(diǎn)，共計(jì)40點(diǎn)；地下水位監(jiān)測孔為6孔。

建筑物各監(jiān)測點(diǎn)的沉降曲線圖，如圖3，圖4所示。可知監(jiān)測點(diǎn)C22～C30在施工期間沉降值變化較大，這些建筑物多為舊民居(采用天然地基基礎(chǔ))；并且位置多處于基坑?xùn)|北側(cè)，緊鄰的A基坑長時(shí)間漏水且未補(bǔ)漏；此外，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)也存在漏水現(xiàn)象(后及時(shí)補(bǔ)漏)，以上原因?qū)е铝诉B續(xù)沉降，沉降速率最大值為-11.75 mm/d。沉降累計(jì)最大值Zmax=58.98 mm(監(jiān)測點(diǎn)C23)，超過50 mm(沉降控制值)，表明深基坑施工對鄰近建筑物的結(jié)構(gòu)安全存在一定的影響。但通過采取相應(yīng)的沉降控制措施，使得基坑整體在開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、拆撐期間一直處于安全狀態(tài)，對周邊建筑物的沉降變形影響也在可控范圍內(nèi)。

此外，監(jiān)測數(shù)據(jù)還表明：建筑物的沉降值隨著建筑物監(jiān)測點(diǎn)與基坑坑邊的距離的增大而減小(監(jiān)測點(diǎn)C14～C17)。

3 結(jié)語

在建筑物密集的城區(qū)，采取合理、有效的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方案及動(dòng)態(tài)監(jiān)測，對于預(yù)測施工風(fēng)險(xiǎn)，確保鄰近建筑物的安全及正常使用至關(guān)重要。

本文通過深入研究一大型深基坑開挖對鄰近建筑物影響的沉降動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出了以下結(jié)論：

1)雖然基坑周圍建筑物的最終沉降值小于沉降控制值，但在實(shí)際施工過程中，沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)存在超過控制值的情況。這表明沉降控制不應(yīng)僅關(guān)注最終沉降，更應(yīng)進(jìn)行全施工過程的沉降動(dòng)態(tài)監(jiān)測與控制。

2)鄰近建筑物沉降變形的大小隨建筑物與基坑坑邊距離的遠(yuǎn)近、建筑物的基礎(chǔ)形式及坑內(nèi)是否采取加固措施等而變化。

[1] 夏江濤,沈 亞,龔成中,等.SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)用于地鐵車站深基坑變形實(shí)測分析[J].施工技術(shù),2014,43(19):13-15.

[2] 黃 強(qiáng).深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社,1995.

[3] 徐中華,王衛(wèi)東.深基坑變形控制指標(biāo)研究[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010,6(3):619-626.

[4] 李進(jìn)軍,王衛(wèi)東,邸國恩,等.基坑工程對鄰近建筑物附加變形影響的分析[J].巖土力學(xué),2007,28(S1):623-629.

[5] 鄭 剛,顏志雄,雷華陽,等.基坑開挖對臨近樁基影響的實(shí)測及有限元數(shù)值模擬分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2007，29(5)：638-643.

[6] 王 奎,仇樂民,吳冬虎.深基坑開挖對鄰近建筑物影響規(guī)律分析[J].工程勘察，2004(6)：30-31.

Dynamic deformation of buildings near deep foundation pit★

Fang Ming1Zhuang Dachang1Zhang Yi2

(1.CollegeofPublicAdministration,GuangdongUniversityofFinance&Economics,Guangzhou510320,China;2.ArchitecturalDesignandResearchInstituteofGuangdongProvince,Guangzhou510010,China)

The deformation monitoring results of the existing buildings are analyzed, with the construction of a deep foundation pit adjacent to existing buildings in Guangzhou as an example. Point out the key of deformation control is dynamic control of deformation. Deformation control should not only focus on the control of the final deformation value, but also focus on the deformation dynamic control of the whole construction process. The subsidence of existing building changes from the distance between existing building and foundation pit, foundation forms, and reinforcement technique for foundation pit.

deep foundation pit, building, dynamic deformation, monitor

1009-6825(2017)05-0079-03

2016-12-04★:廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(201607010264)

房 明(1981- )，女，博士，講師

TU463

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