某隧道施工對(duì)臨近建筑結(jié)構(gòu)安全影響的監(jiān)測(cè)與鑒定

邱宏科

（中國(guó)建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廈門(mén)宏業(yè)有限公司， 福建 廈門(mén) 361015）

近年來(lái)， 隨著國(guó)家城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷推進(jìn)， 地鐵隧道、 市政管網(wǎng)等多數(shù)涉及地下深基坑開(kāi)挖或爆破作業(yè)的市政道路工程項(xiàng)目激增， 處理不當(dāng)可能會(huì)給臨近建筑結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)影響或破壞。 因此需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和鑒定， 及時(shí)消除結(jié)構(gòu)安全隱患， 確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。 特別是在住宅結(jié)構(gòu)出現(xiàn)部分變形沉降等問(wèn)題后， 如何及時(shí)采取加固維護(hù)措施， 消除相關(guān)方對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)安全的擔(dān)心， 成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。

1 工程案例分析

某隧道工程， 由三車(chē)道主線暗挖+雙連拱+明挖深基坑組成， 隧道右線相鄰建筑有多個(gè)住宅小區(qū)，其中A 小區(qū)與隧道的水平距離12.0 m， 隧道埋深約16.0 m， 采用礦山法施工(雙側(cè)壁導(dǎo)洞法)。 在開(kāi)挖過(guò)程中， 側(cè)壁導(dǎo)坑采用微臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖， 局部采用控制爆破進(jìn)行開(kāi)挖。 雙側(cè)壁隧道段采用反坡排水方案， 隧道開(kāi)挖一定深度后， 設(shè)立儲(chǔ)水坑。

隧道施工中， 發(fā)現(xiàn)A 小區(qū)的房屋有明顯沉降等變形， 施工單位采用了鋼管樁減振、 旋噴樁止水帷幕、 鉆孔灌注樁隔離樁等措施進(jìn)行處理， 并對(duì)隔離樁的內(nèi)外側(cè)進(jìn)行注漿， 后進(jìn)行隧道右線的施工。 但隨后施工期間， 出現(xiàn)小區(qū)靠近隧道一側(cè)局部路面坍陷， 小區(qū)住戶也反映住宅出現(xiàn)墻體裂縫等問(wèn)題。

2 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)與監(jiān)測(cè)情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)， 該房屋為多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)， 各縱、 橫向框架結(jié)構(gòu)均為連續(xù)多跨體系，整體性較好； 各層總平面布置局部外凸， 各剖、 立面亦較為規(guī)則、 整齊， 無(wú)明顯收進(jìn)， 側(cè)向剛度無(wú)明顯突變， 各樓（屋） 蓋結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板體系。

2.1 房屋缺陷的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

通過(guò)對(duì)房屋實(shí)際缺陷的全面勘測(cè)， 結(jié)果為：

1） 該房屋上部承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件所檢測(cè)的混凝土結(jié)構(gòu)原面處均未見(jiàn)明顯可見(jiàn)裂縫等外觀質(zhì)量缺陷，該房屋有個(gè)別構(gòu)件存在鋼筋銹蝕的缺陷， 其余承重構(gòu)件僅為裝修層表面裂縫。

2） 該房屋非承重構(gòu)件還存在圍護(hù)墻體的裂縫和裝修層裂縫、 外墻空鼓和裂縫、 屋面保溫層破損、 部分門(mén)窗變形受損、 部分墻體滲漏等缺陷。

3） 該房屋所檢構(gòu)件的裂縫等缺陷尚不影響混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力， 但影響正常使用。

2.2 實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)隧道施工中對(duì)涉及路段的A 小區(qū)房屋沉降情況進(jìn)行的持續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)， 通過(guò)對(duì)提供的基準(zhǔn)點(diǎn)高程值及測(cè)點(diǎn)初始高程值進(jìn)行房屋沉降復(fù)核， 復(fù)核結(jié)果顯示復(fù)核階段各房屋沉降測(cè)點(diǎn)沉降量基本與所提供監(jiān)測(cè)結(jié)果相符。

2.2.1 房屋沉降量分析

結(jié)合房屋沉降變化曲線圖和隧道施工節(jié)點(diǎn)可看出， 隧道左線通過(guò)房屋臨近道路下方后， 房屋出現(xiàn)明顯沉降， 房屋各測(cè)點(diǎn)的累計(jì)沉降量均下沉。 出現(xiàn)沉降后施工單位在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)采取了設(shè)置隔離保護(hù)樁、 高壓旋噴止水樁、 高壓注漿等措施， 使得各測(cè)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)處累計(jì)沉降量均有所上浮。

房屋沉降所布置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量為2.20 mm～-52.73 mm， 最后105 d 的房屋沉降平均變化速率為0.005 mm/d～-0.011 mm/d。 該房屋沉降平均變化速率基本滿足JGJ 8-2016《 建筑變形測(cè)量規(guī)范》 中規(guī)定要求， 但其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)GJC-08、GJC-03-05 的累計(jì)沉降變化量較大。

2.2.2 房屋沉降差分析

經(jīng)計(jì)算分析可知， 該房屋F～K 軸段最大沉降差為0.002 82L， 大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值， 地基的變形對(duì)整體承載有一定影響。 該房屋A～E 軸段的最大沉降差為0.000 87L， 小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值， 地基的變形未發(fā)現(xiàn)明顯影響整體承載， 目前尚處于安全可控狀況。

2.3 房屋傾斜的檢查

2.3.1 抗震縫的檢查

根據(jù)對(duì)A 小區(qū)的抗震縫寬度采用裂縫計(jì)進(jìn)行的監(jiān)測(cè)， 抗震縫東西側(cè)的測(cè)點(diǎn)為5-119、 5-121，房屋沉降變化曲線見(jiàn)圖1。 截至2022 年8 月， 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化曲線結(jié)果可知， 東、 西側(cè)抗震縫的變化量分別為0.00 mm～16.79 mm、 -9.77 mm～5.85 mm。變形縫寬度受季節(jié)雨量變化、 屋面溫度伸縮變化等綜合影響而存在曲線的局部波動(dòng)， 但變形縫寬度變化趨緩， 間接表明該房屋側(cè)向水平位移的變形趨緩。

圖1 房屋抗震縫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沉降變化曲線圖（正值為張開(kāi)， 負(fù)值為收縮）

2.3.2 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)向水平位移的檢查

沿該房屋建筑四周主體垂直線上均勻布置18個(gè)測(cè)點(diǎn)， 采用全站儀對(duì)其上部結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)向水平位移進(jìn)行檢測(cè)。 根據(jù)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)向水平位移檢測(cè)結(jié)果、 垂直度檢測(cè)報(bào)告， 結(jié)合沉降監(jiān)測(cè)報(bào)告、 現(xiàn)場(chǎng)勘查等情況， 經(jīng)綜合分析評(píng)估， 該房屋所抽檢各測(cè)點(diǎn)的頂點(diǎn)側(cè)向水平位移值均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不適于承載的要求， 但該房屋F～K 軸段傾斜方向具有一致性， 整體偏北側(cè)方向， 個(gè)別測(cè)點(diǎn)的側(cè)向位移值較大， 已接近GB 50292-2015《 民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》 規(guī)定的側(cè)向位移限值。

2.4 房屋周邊地面勘測(cè)

對(duì)該房屋的周邊地表開(kāi)展地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)工作，通過(guò)分析地質(zhì)雷達(dá)圖譜， 在探測(cè)里程內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯的異常反射區(qū)域， 表明探測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)地面下無(wú)異常病害體。 但根據(jù)近期現(xiàn)場(chǎng)勘察， 該房屋南側(cè)室外水泥地坪下出現(xiàn)部分脫空現(xiàn)象。

2.5 房屋周邊地表沉降

根據(jù)提供的基準(zhǔn)點(diǎn)高程值及測(cè)點(diǎn)初始高程值進(jìn)行地表沉降復(fù)核結(jié)果顯示， 各地表沉降測(cè)點(diǎn)沉降量基本與監(jiān)測(cè)結(jié)果相符。 結(jié)合區(qū)域地標(biāo)沉降曲線圖和地下隧道工程施工時(shí)間節(jié)點(diǎn)可看出， 隧道左線通過(guò)該房屋臨近道路下方后， 區(qū)域地表各測(cè)點(diǎn)累計(jì)沉降量均明顯下沉。 經(jīng)過(guò)在不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)采取設(shè)置隔離保護(hù)樁、 高壓旋噴止水樁、 高壓注漿等措施， 各測(cè)點(diǎn)在相應(yīng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)處地表累計(jì)沉降量均有所上浮。

3 房屋安全性和使用性的影響情況

3.1 房屋安全性影響

3.1.1 構(gòu)件裂縫

在該房屋上部承重結(jié)構(gòu)中選取有代表性的表觀裂縫， 剔除構(gòu)件表面粉刷層， 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)原面處檢查發(fā)現(xiàn)， 所檢各混凝土構(gòu)件目前均未見(jiàn)明顯可見(jiàn)裂縫， 各外觀裂縫僅為承重構(gòu)件裝修層表面裂縫，該房屋尚未明顯影響混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。

3.1.2 房屋沉降和傾斜

根據(jù)房屋沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果， 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降趨于穩(wěn)定， 該房屋沉降平均變化速率基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。多次垂直度檢測(cè)報(bào)告及第三方監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示， 該房屋所抽檢各測(cè)點(diǎn)的頂點(diǎn)側(cè)向水平位移值均未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不適于承載的要求， 但該房屋F～K 軸段傾斜方向?yàn)檎w偏向北側(cè)， 個(gè)別測(cè)點(diǎn)的側(cè)向位移值較大， 已接近國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的側(cè)向位移限值。

3.1.3 隧道施工造成房屋變形對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響

經(jīng)采用結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)該房屋結(jié)構(gòu)承載能力的計(jì)算分析， 目前該房屋基礎(chǔ)沉降變形對(duì)上部主體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件承載能力具有明顯影響。 該房屋現(xiàn)階段考慮基礎(chǔ)沉降變形影響的計(jì)算結(jié)果與原設(shè)計(jì)配筋復(fù)核， 部分框架柱和框架梁的承載能力有一定影響。

3.2 房屋使用性影響

該房屋非承重構(gòu)件存在多處圍護(hù)墻體開(kāi)裂及變形， 部分裝修層出現(xiàn)裂縫或空鼓， 部分屋面保溫層有破損， 還有個(gè)別墻體有滲漏、 門(mén)窗產(chǎn)生變形等，這些缺陷已明顯影響其正常使用。

根據(jù)多次垂直度檢測(cè)報(bào)告及第三方監(jiān)測(cè)結(jié)果，該房屋A～D 軸段所抽檢的頂點(diǎn)側(cè)向水平位移值基本滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值要求， 暫不影響其正常使用； F～K 軸段所抽檢的多數(shù)測(cè)點(diǎn)的頂點(diǎn)側(cè)向水平位移值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值要求， 且多數(shù)測(cè)點(diǎn)傾斜方向具有一致性， 目前已影響其正常使用。

3.3 綜合影響情況

初步判斷隧道工程施工對(duì)該房屋的結(jié)構(gòu)安全性能有一定影響， 填充墻及地面裂縫影響該房屋的使用性能， 但主體結(jié)構(gòu)安全基本可控。

4 問(wèn)題原因分析

4.1 房屋傾斜

在隧道施工中， 隧道周?chē)翆邮艿綌_動(dòng)， 釋放土體中的原有應(yīng)力， 導(dǎo)致土體原有平衡狀態(tài)遭受破壞， 致使土體發(fā)生彈塑性變形現(xiàn)象， 進(jìn)而引發(fā)臨近房屋持力層的沉降。 在隧道施工進(jìn)行降水后， 土體內(nèi)的孔隙水壓力逐步減小， 使得附加壓力轉(zhuǎn)移到土顆粒上， 導(dǎo)致土體被壓縮和固結(jié)， 最終引發(fā)基底持力層沉降。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查勘測(cè)， 該房屋南側(cè)緊鄰小山丘， 北側(cè)地上為道路， 地下為隧道工程， 結(jié)合該房屋及隧道工程的部分資料， 房屋基礎(chǔ)下土層標(biāo)高變化較大， 基底持力層厚度分布不均勻， 造成不同部位土體不均勻壓縮變形。 在隧道施工擾動(dòng)及降水的影響下， 可加劇基底持力層的不均勻變形， 造成房屋的傾斜變形。

4.2 填充墻體裂縫

主體結(jié)構(gòu)間砌體填充墻的變形能力明顯低于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)， 在框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大不均勻沉降時(shí)， 引起填砌于框架內(nèi)的墻體產(chǎn)生剪切破壞或?qū)е驴蚣苤c墻體間的拉結(jié)開(kāi)裂。 由于隧道爆破開(kāi)挖產(chǎn)生較明顯的振動(dòng)， 導(dǎo)致填土開(kāi)裂、 下沉， 進(jìn)一步導(dǎo)致房屋的填充墻體開(kāi)裂。

5 問(wèn)題處理建議

1） 對(duì)該房屋上部主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的外觀質(zhì)量缺陷， 建議采取措施立即進(jìn)行修復(fù)；若室內(nèi)構(gòu)件產(chǎn)生新裂縫時(shí)， 對(duì)構(gòu)件損傷繼續(xù)進(jìn)行入戶檢查并采取相應(yīng)處理措施。

2） 對(duì)該房屋室外地面裂縫和脫空等缺陷， 建議采取措施進(jìn)行維修處理； 同時(shí)為防止房屋沉降過(guò)大， 需要采取措施對(duì)該房屋地基進(jìn)行處理。

3） 對(duì)計(jì)算分析不滿足設(shè)計(jì)的構(gòu)件和已出現(xiàn)明顯銹蝕的鋼筋砼構(gòu)件， 需要進(jìn)行加固處理。

4） 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)房屋的監(jiān)測(cè)工作， 對(duì)房屋沉降、地表沉降繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 監(jiān)測(cè)頻率不少于4 次/年；對(duì)房屋側(cè)向位移和房屋變形縫寬度繼續(xù)監(jiān)測(cè)， 監(jiān)測(cè)頻率不少于4 次/ 年； 對(duì)室外地面繼續(xù)采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 監(jiān)測(cè)頻率不少于1 次/ 年； 監(jiān)測(cè)時(shí)間應(yīng)大于5 年， 直至變形達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)為止。

6 結(jié)束語(yǔ)

1） 根據(jù)以往工程檢測(cè)鑒定案例， 隧道項(xiàng)目容易給臨近建筑的結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)不利影響， 甚至可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性破壞變成危房， 造成財(cái)產(chǎn)損失和社會(huì)負(fù)面影響， 需要引起高度重視。

2） 隧道施工期間， 要根據(jù)臨近建筑的距離和結(jié)構(gòu)型式， 采取針對(duì)性的施工預(yù)防措施， 盡量避免采用爆破施工方式， 減少振動(dòng)或地基沉降對(duì)臨近建筑的不利影響， 并在全過(guò)程加強(qiáng)監(jiān)測(cè)， 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患要及時(shí)停止施工作業(yè)， 直至消除結(jié)構(gòu)安全隱患。

3） 城市地鐵隧道地下深基坑施工， 對(duì)臨近建筑物的影響是個(gè)復(fù)雜的社會(huì)問(wèn)題， 容易產(chǎn)生矛盾糾紛， 應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行協(xié)調(diào)和處置， 開(kāi)展鑒定評(píng)估并采取有效的修復(fù)加固措施， 消除安全隱患。