變形觀測在基坑開挖施工對周邊既有房屋影響分析

邢偉 薛楠

根據(jù)某13 m深基坑開挖施工對周邊既有房屋的工程實測數(shù)據(jù)案例，分析了變形觀測在深基坑開挖施工過程中的重要性和必要性?；娱_始施工過程中，由于出現(xiàn)基坑圍護突發(fā)滲水引起周邊既有7層住宅樓出現(xiàn)較大的沉降和差異沉降，對周邊既有7層住宅樓的實測變形觀測及房屋受損開裂情況調(diào)查，表明沉降曲線、傾斜率變化曲線能夠正確反映出基坑開挖過程中的周邊既有房屋的沉降傾斜變形情況，能夠?qū)χ苓吋扔蟹课萁Y(jié)構(gòu)安全狀況及時迅速作出可靠的判定，對周邊既有住宅樓居民及時撤離提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。

基坑開挖; 既有房屋; 沉降;傾斜率

TU433 A

［定稿日期］2021-12-27

［作者簡介］邢偉（1985—），男，本科，高級工程師，主要從事建筑工程質(zhì)量鑒定、檢測及結(jié)構(gòu)加固設(shè)計；薛楠（1985—），男，本科，工程師，從事工程管理工作。

隨著城市化進程推進加快，地下空間的運用在城市中顯得尤為重要，老城區(qū)在不斷地更新，在工程施工基坑開挖過程中往往會對相鄰房屋產(chǎn)生影響，從而升級成為社會矛盾糾紛。在解決此類問題中工程施工過程中對相鄰房屋的影響程度及安全性評估越來越受人們的關(guān)注和重視。本文結(jié)合杭州地區(qū)某商業(yè)廣場基坑周邊的既有房屋，根據(jù)實測沉降、傾斜率數(shù)據(jù)及資料，分析了基坑開挖全過程施工中對周邊既有房屋的影響，對變形觀測在評定周邊既有房屋影響及安全評估分析時的必要性，對深基坑設(shè)計、施工、對周邊既有房屋監(jiān)測提供參考。

1 工程概況

1.1 概況

杭州某商業(yè)廣場工程由4#（20層）、5#（16層）、6#（18層）寫字樓及3～4層裙房組成，設(shè)2層整體地下車庫，局部為3層。4#、5#、6#寫字樓采用鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房采用鋼筋混凝土框架、剪力墻結(jié)構(gòu)；該工程基坑開挖深度為13.25 m，地下室底板底設(shè)計標高為-12.050 m。

為確保住宅樓在基坑開挖施工期間的結(jié)構(gòu)安全及正常使用，對既有住宅樓進行損壞趨勢的監(jiān)測與檢測。

基坑周邊為7層磚混結(jié)構(gòu)住宅樓，位于商貿(mào)廣場南區(qū)塊工程西南，磚混結(jié)構(gòu)，平面為矩形，層高約2.8 m，建于1997年，采用墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為縱橫墻承重，預(yù)應(yīng)力混凝土圓孔板樓蓋、屋蓋，平屋面。房屋外墻距基坑開挖外邊線最近距離為5.24 m?；优c既有住宅樓平面位置示意圖見圖1。

1.2 工程地質(zhì)概況

自上而下簡略為：雜填土、黏質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土夾粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂、圓礫、粉質(zhì)黏土夾層、全風(fēng)化凝灰?guī)r、強風(fēng)化凝灰?guī)r、中風(fēng)化凝灰?guī)r。場地內(nèi)地下水淺層屬孔隙型潛水，勘測期間地下水實測水位埋深為1.30～3.40 m之間，年變化幅度約2.00 m。

1.3 基坑支護情況

商貿(mào)廣場基坑主要采用1 000@1 200 mm、1 200@1 400 mm鉆孔灌注樁結(jié)合2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護，850@600 mm三軸水泥攪拌樁止水帷幕，850@600 mm三軸水泥攪拌樁坑內(nèi)加固?；又車O(shè)置500 mm×400 mm的磚砌排水溝，每隔20 m設(shè)置一集水坑；基坑底部設(shè)置排水盲溝、集水坑方式排水。

2 現(xiàn)場檢測勘查情況

對基坑周邊既有建筑進行房屋損壞趨勢檢測（基坑開挖前、基坑開挖中監(jiān)測和基坑開挖后），即對既有建筑進行有可能產(chǎn)生的沉降、房屋傾斜、房屋開裂受損等情況進行監(jiān)測和檢測，既有房屋的沉降監(jiān)測點見圖1。

3 既有建筑（住宅樓）影響的實測分析

3.1 住宅樓沉降情況

圖2為7層住宅樓在基坑開挖施工前、施工中、施工完成后的全過程沉降，在0～67天期間，住宅樓沉降量較小，可見基坑圍護樁、三軸水泥攪拌樁及工程樁施工對既有住宅樓影響較小、基本可以忽略。67～226天期間基坑開始開挖，住宅樓開始出現(xiàn)一定的沉降，靠近基坑的3號、4號測點沉降量明顯大于距離基坑較遠的1號、2號測點。226～330天期間（226天時基坑突發(fā)滲水工程事故周邊地面塌陷）住宅樓4個測點均產(chǎn)生明顯較大的沉降，沉降量急劇變大，最大累計沉降為1號測點達到200 mm，基坑圍護結(jié)構(gòu)滲水引起相鄰房屋所處場地地下水位、地基土應(yīng)力及應(yīng)變發(fā)生改變導(dǎo)致住宅樓沉降急劇變大。330～421天期間（基坑滲水部位開始注漿加固）住宅樓沉降開始收斂，逐漸減小，421～595天期間，住宅樓沉降趨于穩(wěn)定。住宅樓沉降量最大為1號測點，最大沉降量為239.98 mm，最小沉降量為164.19 mm。房屋基礎(chǔ)差異沉降東西向局部傾斜超過現(xiàn)行GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定建筑物的地基變形允許值，地基基礎(chǔ)已處于危險狀態(tài)。

3.2 住宅樓傾斜變形實測

圖3為7層既有住宅樓在基坑開挖施工前、施工中、施工完成后的全過程傾斜率變化，基坑開挖施工前，房屋西北角測點向西傾斜率最大為0.15%，房屋西北角測點向北傾斜率最大為0.09%，房屋西南角測點向西傾斜率最大為0.15%，房屋東北角測點向西傾斜率最大為0.11%，房屋東北角測點向北傾斜率最大為0.09%。

基坑開挖施工過程中，每個測點傾斜率存在不同程度的變大，房屋整體向西、向北傾斜率加大?；娱_挖工程完成后，房屋西北角測點向西傾斜率最大為0.41%，房屋西北角測點向北傾斜率最大為0.51%，房屋西南角測點向西傾斜率最大為0.37%，房屋東北角測點向西傾斜率最大為0.34%，房屋東北角測點向北傾斜率最大為0.37%。

由于基坑開挖施工及基坑圍護突發(fā)滲水事故，引起相鄰既有住宅樓所處場地地下水位、地基土應(yīng)力及應(yīng)變發(fā)生改變，導(dǎo)致房屋各角點傾斜率增加明顯，最大傾斜率增加量為0.42%。

3.3 既有建筑住宅樓開裂受損實測

3.3.1 基坑開挖前

房屋房間頂面預(yù)應(yīng)力混凝土圓孔板縱向拼縫處板底拼縫少量開裂，墻、頂面粉刷層少量開裂、起皮；墻、頂面少量滲漏。外墻面粉刷層少量開裂，未發(fā)現(xiàn)房屋上部結(jié)構(gòu)因地基基礎(chǔ)不均勻沉降引起的上部承重結(jié)構(gòu)裂縫及變形異常。

3.3.2 基坑開挖過程中

受基坑開挖及基坑圍護突發(fā)滲水事故影響，室外圍墻出現(xiàn)明顯南高北低貫通沉降開裂，室內(nèi)墻面墻體開裂、裝修層開裂等損傷普遍有明顯加劇。

3.3.3 基坑開挖完成后

門窗變形、玻璃破裂、水槽開裂、門窗洞邊墻水平或豎向開裂、屋頂水箱柱底部少量露筋、混凝土沿鋼筋少量開裂、水箱東南及西南上角少量開裂為新增；預(yù)應(yīng)力混凝土圓孔板拼接處開裂，墻面粉刷層開裂、面磚開裂、墻面及頂面滲漏等問題均有增擴。房屋上部承重墻體未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫。

4 結(jié)論

本文綜合實際工程案例基坑開挖施工對既有建筑沉降數(shù)據(jù)、傾斜數(shù)據(jù)、開裂損傷，重點分析了基坑開挖前、基坑開挖施工過程中、基坑開挖施工完成后對既有建筑的影響程度，結(jié)論：

（1）基坑開挖前由于基坑圍護樁、三軸水泥攪拌樁及工程樁施工對既有住宅樓影響較小，會對周邊既有住宅樓產(chǎn)生較小附加沉降。

（2）基坑工程基坑西南角（即住宅樓中部北側(cè)）于190天突發(fā)圍護滲水，引起地坪局部下陷，使周邊既有房屋地基土體應(yīng)力發(fā)生變化，導(dǎo)致住宅樓地基基礎(chǔ)產(chǎn)生二次附加沉降及差異沉降，產(chǎn)生的沉降及差異沉降急劇增大。

（3）基坑開挖施工過程中，周邊既有住宅樓裝飾裝修、門窗等附屬構(gòu)件出現(xiàn)明顯變形移位，尤其基坑圍護滲水出現(xiàn)后，房屋開裂進一步加劇損壞。

（4）基坑施工完成后，周邊既有住宅樓沉降呈收斂趨勢逐步減小，傾斜率變化呈收斂逐步減小。

（5）通過本次工程實例周邊既有房屋變形觀測，沉降時間曲線、傾斜率變化曲線正確反應(yīng)出基坑開挖過程中的周邊既有房屋的沉降傾斜變形情況，能夠?qū)χ苓吋扔蟹课萁Y(jié)構(gòu)安全狀況及時迅速作出可靠的判定，對周邊既有住宅樓居民及時撤離提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全，在后續(xù)類似深基坑開挖過程中對周邊既有房屋的變形觀測是非常必要的，既能反映基坑開挖施工中的問題又能確保周邊既有房屋的結(jié)構(gòu)安全和正常使用。

參考文獻

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