深基坑工程周邊建筑物的保護(hù)措施

史維

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的不斷推進(jìn)，產(chǎn)生大量的深基坑工程。城市中深基坑工程環(huán)境非常復(fù)雜，深基坑往往緊鄰已建的建筑物，建筑物與深基坑之間相互作用，相互影響。在深基坑施工過程中，不僅需要保障深基坑自身的安全性，還要盡最大的可能消除對(duì)周圍建筑物的影響。

關(guān)鍵詞：深基坑;建筑;保護(hù)

1 深基坑工程含義及特點(diǎn)

1.1 深基坑的含義

深基坑是指開挖深度超過5米（含5米），或深度雖未超過5米，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。

深基坑工程的內(nèi)容包括勘探、設(shè)計(jì)、施工、環(huán)境監(jiān)測(cè)和信息回饋等工程內(nèi)容。

1.2 深基坑工程的特點(diǎn)

1.2.1 深基坑支護(hù)體系是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性。

1.2.2 深基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性。工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中深基坑工程差異性很大，即使同一城市不同區(qū)域也有差異。

1.2.3 深基坑工程具有很強(qiáng)的個(gè)性。深基坑相鄰建筑物和地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件等不同。

1.2.4 深基坑工程綜合性強(qiáng)。需要巖土工程、結(jié)構(gòu)工程、土力學(xué)理論、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算技術(shù)及施工機(jī)械、施工技術(shù)的綜合。

1.2.5 深基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)。深基坑的深度和平面形狀及深基坑工程的各子項(xiàng)的施工時(shí)間及施工順序?qū)ι罨又ёo(hù)體系的穩(wěn)定性均有較大影響。。

1.2.6 深基坑工程是系統(tǒng)工程。深基坑工程主要包括支護(hù)體系設(shè)計(jì)、施工和土方開挖。

1.2.7 深基坑工程具有環(huán)境效應(yīng)。深基坑開挖勢(shì)必引起周圍地基地下水位的變化和應(yīng)力場的改變，導(dǎo)致周圍地基土體的變形，對(duì)周圍建筑物和地下管線產(chǎn)生影響。

2 對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生影響的原因

2.1 深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)成孔施工時(shí)，必然使周邊建筑物地基基礎(chǔ)旁側(cè)土體松動(dòng)、變形、缺失，對(duì)其產(chǎn)生影響。

2.2 深基坑的開挖會(huì)對(duì)周邊土體及周邊建筑物的基礎(chǔ)造成影響，其主要影響范圍是深基坑外部開挖深度的2倍以內(nèi)。深基坑外部的地面沉降情況會(huì)伴隨著與深基坑距離的變化而變化，這樣就會(huì)使得周邊建筑出現(xiàn)不均勻沉降，進(jìn)而使得周邊建筑物出現(xiàn)傾斜以及變形的情況。如果傾斜變形嚴(yán)重，深基坑與建筑物相互作用的結(jié)果會(huì)加速周邊建筑物的傾斜，引起深基坑和建筑物的雙重危害。

2.3 深基坑開挖的“時(shí)空效應(yīng)”對(duì)深基坑圍護(hù)的變形及周邊建筑物產(chǎn)生影響。

3 深基坑工程應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)的建筑物類型

通過對(duì)深基坑周邊建筑物沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的具體分析，剛性基礎(chǔ)建筑物的不均勻沉降現(xiàn)象程度較輕。因此對(duì)于剪力墻、框架核心筒等結(jié)構(gòu)的建筑物，多采用深基礎(chǔ)，整體性很好，對(duì)于深基坑開挖引起的土體變形承受能力較強(qiáng)。從而應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注磚混結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等采用淺基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造薄弱、整體性差、建造時(shí)間較早、保護(hù)等級(jí)高的建筑物，此類建筑易受到深基坑施工影響。

4 深基坑工程圍護(hù)設(shè)計(jì)

深基坑圍護(hù)是指為保證地下室結(jié)構(gòu)施工及深基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)深基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固的保護(hù)措施。深基坑工程四周一般設(shè)置垂直的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)需在開挖面基底下插入一定深度的板（樁）墻結(jié)構(gòu)，板（樁）墻結(jié)構(gòu)主要承受基坑開挖卸載所產(chǎn)生的土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐，是穩(wěn)定深基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。板（樁）墻類型有懸臂式、單撐式、多撐式。深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型有工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)、深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)、SMW樁、地下連續(xù)墻等。

深基坑在開挖過程中對(duì)于建筑物的影響比較明顯，因此，深基坑圍護(hù)方案的選擇對(duì)周邊建筑物和深基坑的安全是決定性，其可以很好的控制基坑圍護(hù)的位移，有效的阻止周邊建筑的不均勻沉降。

深基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程概況、周邊環(huán)境及工程地質(zhì)條件完成圍護(hù)方案的選型包括：圍護(hù)體選型、支撐選型及基坑降排水方案，由此完成設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)方案的專家評(píng)審。

根據(jù)地質(zhì)情況及深基坑周邊建筑物的情況可選擇對(duì)深基坑外土體進(jìn)行改良與加固，不僅可以增強(qiáng)土體的剛度，還可以增強(qiáng)土體的強(qiáng)度，既減少土體未破壞時(shí)彈塑性變形，也避免土體發(fā)生破壞、出現(xiàn)大應(yīng)變的情況，從而有效控制深基坑圍護(hù)的位移，有效保護(hù)深基坑周邊建筑物。

深基坑圍護(hù)是個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要確保各方安全，還要施工方便，節(jié)約工期。

5 深基坑工程圍護(hù)及土方開挖施工

深基坑工程是指建筑物地下部分施工時(shí)，需進(jìn)行基坑圍護(hù)、支護(hù)、防水、降水、挖土等緊密聯(lián)系的施工工作，同時(shí)要對(duì)深基坑周邊的建筑物、構(gòu)筑物、道路和地下管線進(jìn)行保護(hù)，確保正常、安全施工的一項(xiàng)綜合性工程。其具有深基坑開挖深度越深，深基坑的側(cè)向變形控制難度越大，對(duì)其周邊建筑物的影響就越大的特點(diǎn)。因此，土方開挖的施工組織是否合理將對(duì)圍護(hù)支護(hù)體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖步驟和時(shí)長會(huì)導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，甚至引起圍護(hù)體系失穩(wěn)，導(dǎo)致深基坑及其周邊建筑物被破壞。

基坑圍護(hù)、土方開挖及支撐施工期間，必須嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及經(jīng)審批的施工方案施工。應(yīng)按以下原則組織施工：

土方開挖施工：土方開挖應(yīng)用“時(shí)空效應(yīng)”原理，嚴(yán)格實(shí)行“分層、分段、分塊、平衡、留土護(hù)壁、限時(shí)”的原則，盡量減少圍護(hù)墻無支撐暴露面積和時(shí)間，以減小深基坑變形。盡可能縮短每塊土方開挖后的無墊層暴露時(shí)間。

支撐施工：根據(jù)土方工程分層、分塊、留土護(hù)壁的原則，每開挖一塊土方，及時(shí)施工相應(yīng)部分支撐，當(dāng)支撐的的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并具備土方開挖條件時(shí)，經(jīng)設(shè)計(jì)同意，方可開挖下層土方。

降水施工：按設(shè)計(jì)的降水要求制定降水方案并嚴(yán)格實(shí)施，按需降水，減少因降水對(duì)周邊建筑物的影響。

排水處理：及時(shí)將地表水排離（采取措施如場地硬化，設(shè)置截水溝、 排水溝等），防止地表水滲入基坑外側(cè)壁。

拆撐施工：按設(shè)計(jì)要求完成換撐施工后，確保相關(guān)支撐構(gòu)件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可拆除相應(yīng)的支撐。

6 深基坑監(jiān)測(cè)及應(yīng)急預(yù)案

6.1 深基坑開挖施工的基本特點(diǎn)是先變形，后支撐。由于巖土體成分和結(jié)構(gòu)的不均勻性、各向異性及不連續(xù)性決定了巖土力學(xué)性質(zhì)的復(fù)雜性，加上自然環(huán)境因素等影響，理論預(yù)測(cè)值還不能全面而準(zhǔn)確地反映深基坑工程的各種變化。在深基坑施工階段，將會(huì)對(duì)周邊環(huán)境安全產(chǎn)生影響。因此，必須要通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的手段，掌握周邊一定范圍內(nèi)環(huán)境安全狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，并根據(jù)監(jiān)測(cè)成果相應(yīng)地及時(shí)調(diào)整施工速率及采取相應(yīng)的措施，確保鄰近建筑物、地下管線及深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。因此，深基坑監(jiān)測(cè)工作非常重要，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)等有關(guān)方面的要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

按照安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則及圍護(hù)設(shè)計(jì)要求、周圍環(huán)境、基坑本身的特點(diǎn)等，深基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目常規(guī)設(shè)置如下：

6.1.1周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)

6.1.1.1 地下綜合管線垂直、水平位移監(jiān)測(cè)

6.1.1.2 周邊建（構(gòu)）筑物垂直、水平位移監(jiān)測(cè)

6.1.2基坑圍護(hù)監(jiān)測(cè)

6.1.2.1 圍護(hù)頂部垂直位移、水平位移監(jiān)測(cè)

6.1.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測(cè)

6.1.2.3 坑外土體側(cè)向位移監(jiān)測(cè)

6.1.2.4 坑外土體分層沉降監(jiān)測(cè)

6.1.2.5 坑外潛水水位觀測(cè)

6.1.2.6 支撐軸力監(jiān)測(cè)

6.1.2.7 立柱樁垂直位移監(jiān)測(cè)

6.1.2.8 坑外地表沉降剖面監(jiān)測(cè)

6.2 深基坑工程施工方案中還必須含有應(yīng)急預(yù)案，重點(diǎn)關(guān)注：深基坑中不明障礙物的處理、地下水位異常變化的應(yīng)急處理、地下管線的應(yīng)急保護(hù)措施、局部圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形異常的應(yīng)急處理、周邊建筑物的應(yīng)急保護(hù)措施等，并根據(jù)應(yīng)急組織原則，人員分工明確，應(yīng)急物資、材料儲(chǔ)備到位，做到有備無患。

7 結(jié)語

深基坑周邊建筑物的保護(hù)，關(guān)鍵在于確保深基坑圍護(hù)體系的剛度、嚴(yán)格控制深基坑圍護(hù)的變形。深基坑工程是個(gè)系統(tǒng)工程，需各專業(yè)通力合作，在確保深基坑自身安全的同時(shí)確保對(duì)其周邊建筑物得到應(yīng)有的保護(hù)。