基坑開挖對(duì)坡頂建筑物沉降及穩(wěn)定性影響

劉少嶺

無棣縣埕口鎮(zhèn)便民服務(wù)中心 山東 濱州 251909

建筑物沉降觀測(cè)，英文名稱building axis survey，適用于在工業(yè)與民用建筑中。在工業(yè)與民用建筑中，為了掌握建筑物的沉降情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)建筑物不利的下沉現(xiàn)象，以便采取措施，保證建筑物安全使用，同時(shí)也為今后合理設(shè)計(jì)提供資料，因此，在建筑物施工過程中和投產(chǎn)使用后，必須進(jìn)行沉降觀測(cè)[1]。在我國城市化不斷推進(jìn)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(xiàn)象也越來越多[2]。但是這種建筑方法使得建筑物的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，并且對(duì)于建筑物的正常使用也是很不利的。

1 建筑物的構(gòu)造現(xiàn)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(jìn)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(dú)立樁作為支撐基礎(chǔ)。建筑物的地基要正確，從下而上依次是泥質(zhì)砂層、黏土夾石子、雜填土。并且將雜填土的厚度適當(dāng)?shù)卦黾?，大約是10.5m～12.8m，注意土質(zhì)要疏松，地下有水，但是地基的黏土層不會(huì)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(jìn)行平整的過程中開挖坡腳的高度變?yōu)榱?3.15m～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(jié)構(gòu)使邊坡產(chǎn)生了滑動(dòng)，建筑物發(fā)生了形變。為了解決這種問題，對(duì)邊坡進(jìn)行再次處理，使用排樁式錨桿支護(hù)擋墻，并且使用旋噴加固的方法進(jìn)行加固，再對(duì)建筑物的形變以及邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的具體位置如圖所示見圖1，建筑物及邊坡變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置如圖2所示。

圖1 邊坡支護(hù)方案

圖2 建筑物及邊坡變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置

2 對(duì)于建筑物形變的觀察

2.1 建筑物形變的監(jiān)測(cè)

建筑物上設(shè)置了8個(gè)對(duì)于沉降點(diǎn)觀測(cè)的位置，并將它們分別編號(hào)，從東至西分別是A1-A4，這是南軸的觀測(cè)點(diǎn)。A8-A5是北軸的觀測(cè)點(diǎn)，并且對(duì)這些觀測(cè)點(diǎn)做到了16次的觀測(cè)效果，將這些觀測(cè)點(diǎn)的積累下倆的沉降曲線制成了曲線圖。

建筑物形變的監(jiān)測(cè)成果具體解釋如下：

建筑物發(fā)生顯著的不均勻的沉降是由于基坑開挖導(dǎo)致的，建筑物的沉降速度是不斷變小的，并且已經(jīng)趨于穩(wěn)定的階段。沉降率累計(jì)最小的是在A1觀測(cè)點(diǎn)的位置，它位于建筑物的東南角，大約是1.41mm。沉降率累計(jì)最大的是A5觀測(cè)點(diǎn)，它位于建筑物的西北角，大約是5.54mm。建筑物作為獨(dú)立的樁基結(jié)構(gòu)，在樁端的持力層是黏土夾碎石，在進(jìn)行累積沉降的觀測(cè)時(shí)，已經(jīng)距離建筑物的使用時(shí)間長達(dá)8個(gè)月之久，在這樣的時(shí)間段下，建筑物的上部分以及荷載產(chǎn)生的沉降大多已經(jīng)完成，所以這次對(duì)于觀測(cè)點(diǎn)沉降值累計(jì)是很小的，但是建筑物的樁基出現(xiàn)過比較明顯附加沉降。

建筑物由于已經(jīng)產(chǎn)生了形變，它的整體機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始向北傾斜，并且傾斜率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傾斜率被允許的范圍，現(xiàn)在的建筑物已經(jīng)變成了危房，所以要采取有效的措施對(duì)建筑物危房進(jìn)行改造，將建筑物在整體加固的基礎(chǔ)上，使建筑物變得更安全牢固[3]。依據(jù)相關(guān)的關(guān)于建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的規(guī)范要求，規(guī)定對(duì)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(xiàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于所允許的范圍。

2.2 邊坡形變的監(jiān)測(cè)

8個(gè)沉降的觀測(cè)點(diǎn)以及水平位移的觀測(cè)點(diǎn)在北側(cè)邊坡的位置上設(shè)置，并將其進(jìn)行編號(hào)D1-D8，自西向東進(jìn)行編號(hào)。共計(jì)15次的水平位移的觀測(cè)點(diǎn)以及沉將觀測(cè)有16次，并將其累計(jì)的沉降觀測(cè)點(diǎn)制成曲線的形式見圖3所示。

圖3 坡肩沉降-時(shí)間曲線

觀測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降率最小的是D8觀測(cè)點(diǎn)，大約是8.05mm，累積沉降率最大的是D3觀測(cè)點(diǎn)，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(chǎn)生了明顯的北移現(xiàn)象。水平位移在個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上的表現(xiàn)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(yù)測(cè)的結(jié)果

建筑物沉降點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果見表1，從結(jié)果上來看，沉降點(diǎn)的預(yù)測(cè)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(dú)立樁結(jié)構(gòu)，盡管各觀測(cè)點(diǎn)的沉降數(shù)值不大，但是對(duì)于樁基沉降影響也是非常大的。

表1 建筑物各觀測(cè)點(diǎn)的剩余沉降量

邊坡預(yù)測(cè)結(jié)果見表2，從結(jié)果上來看，各觀測(cè)點(diǎn)的沉降預(yù)測(cè)值越大時(shí)，沉降剩余值就會(huì)越小，這樣的現(xiàn)象說明采取邊坡防護(hù)措施，可以有效的避免發(fā)生滑移的毀壞。

表2 邊坡坡肩哥觀測(cè)點(diǎn)的剩余沉降量

4 邊坡穩(wěn)定性的分析

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

5 結(jié)束語

從監(jiān)測(cè)到的結(jié)果上可以看出，在坡腳進(jìn)行基坑的開挖，會(huì)使建筑物引起形變并且容易發(fā)生滑坡的現(xiàn)象，使建筑物的穩(wěn)定性受到很大的影響，這就要求人們?cè)谶M(jìn)行建筑物的改造過程中對(duì)于在坡腳開挖基坑時(shí)要妥善的進(jìn)行，避免建筑物發(fā)生沉降現(xiàn)象影響建筑的安全使用。參考文獻(xiàn)：

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

[2]武黎明.涂山路改造龍門浩小學(xué)段邊坡治理及穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析[D].重慶交通大學(xué),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(jì)算方法[J].巖土工程學(xué)報(bào),2015,37(S2):61-64.

[4]陳林靖,余其鳳,戴自航.福州某軟土地區(qū)深基坑開挖對(duì)周圍建筑物影響的三維有限元分析[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào),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(xué),2012,33(08):2491-2499.