基坑施工開挖對鄰近建筑物影響的探討

【摘要】 本文結(jié)合某工程在基坑開挖時對鄰近建筑物損壞的工程實例，分析基坑鄰近的建筑物在基坑開挖時候受到的破壞（主要包括：破壞程度、產(chǎn)生破壞的主要原因，破壞后造成的影響）。在了解、分析基坑開挖對鄰近建筑物影響后，及時采取處理措施。從而得出一些小結(jié)：施工過程中應(yīng)該加強管理、采取必要的結(jié)構(gòu)安全鑒定、人人提高專業(yè)技能。

【關(guān)鍵詞】 基坑工程 鄰近建筑物 損壞 處理措施

前言

隨著地鐵的高速發(fā)展，高層建筑的建設(shè)和地下空間開發(fā)大大加快步伐，大量基坑工程逐漸被開挖，其規(guī)模和深度也是在不斷增加。而且城市中的基坑工程一般都處在密集的建筑群中，施工場地狹窄，有些工程的基礎(chǔ)緊挨著已有建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)。在這種環(huán)境下，基坑工程開挖好壞對基坑的安全性和鄰近建筑物的影響起到至關(guān)重要的作用。

工程概況

某工程施工場地東臨民房，西近市政路，南靠規(guī)劃河道，北為農(nóng)田空地，現(xiàn)已整平，地形較為平坦。

本工程總建筑面積約為87731m2，其中地上建筑住宅面積77878m2，地下建筑面積7042m2。本工程有1#～6#、11#樓為在建的11層框架結(jié)構(gòu)；7#～10#樓為設(shè)有連體一層地下室的18層框剪結(jié)構(gòu)。本工程設(shè)計基礎(chǔ)為樁承臺基礎(chǔ)，采用預(yù)應(yīng)力管樁。

1. 基坑周邊情況及開挖情況

本擬建場地呈“L”型狀（基坑周邊情況見圖1），基坑邊界距離東側(cè)民房約10m，西近市政路（距商住樓約6～7.6m），南靠規(guī)劃河道20m左右（未建商住樓約2.2～4.7m），北為農(nóng)田空地（商住樓12m，居民樓約7.5m，）。

本工程±0.000相當(dāng)于羅零標(biāo)高10.30m，現(xiàn)場場地平整后標(biāo)高約為-0.90～+0.00m；地下層層數(shù)為一層，地下室底板墊層標(biāo)高為-4.50m（局部-5.00m），實際挖深4.05m（局部5.45m），對周圍影響較大，地下室施工期間為冬春交替時節(jié)，雨水天氣較頻繁，這對施工進度、質(zhì)量、安全均受到影響。

2. 場地工程地質(zhì)情況及水文地質(zhì)情況

場地地貌類型屬于山前沖洪積—濱海相淤積平原過渡地段。以粘性土，淤泥質(zhì)土，卵石為主，屬淤積，沖洪積及殘積成因，基層為花崗巖，地層層次清晰，但分布較不穩(wěn)定。

場地地下水主要為松散層內(nèi)的孔隙水，主要為上層滯水和承壓水類型。場地混合穩(wěn)定水位深變化為0.30～2.00m（標(biāo)高為7.32～10.69m）。

上層滯水為重力自由水，直接接受大氣降水和臨近地表水滲入補給，其水量及水位呈季節(jié)性升降；承壓水含水層主要接受橫向徑流補給。水位變幅受季節(jié)影響，上層滯水變化幅度約1.0m，承壓水變化幅度小于0.5m。

3. 本基坑工程支護情況

本基坑工程周圍場地較為寬闊，大部分采用人工放坡，坡面采用噴射砼護坡（圖2）；西側(cè)局部位置有淤泥質(zhì)土采用平臺卸載、土釘與木樁組合支護方式（圖3）；西側(cè)位置靠近3#樓較近，采用土釘支護（圖4）。本基坑工程側(cè)壁安全等級為二級，重要性系數(shù)為1.0。

4. 本工程事故現(xiàn)象及原因分析

4.1本工程事故現(xiàn)象

由于擬建場地的地理位置，且在地下室開挖周圍有在建的樓層，建設(shè)單位也是十分重視，基坑支護設(shè)計方案完成后，提交經(jīng)過有關(guān)安全和質(zhì)量管理部門進行反復(fù)論證，達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)定和要求后，才進行施工。

但是在開挖過程中還是出了事故，在東北側(cè)農(nóng)田空地處的居民樓基坑開挖時（居民樓距開挖底線7.5m），施工人員在開挖后未及時，施工人員按照經(jīng)驗操作覺得基坑未及時支護是不會存在危險性的，但是在夜間鄰近居民樓外墻的自來水管斷裂，水流不止，再加上晚間突然下大雨，基坑側(cè)壁的土體吸水性增大直至飽和，底部土體吸水膨脹，積水增多，基坑側(cè)壁的被動土壓力和水壓力增大，導(dǎo)致基坑側(cè)壁出現(xiàn)坍方。可是直到第二天才有人發(fā)現(xiàn)塌方，有關(guān)單位得到消息后立即到達(dá)現(xiàn)場，由施工單位負(fù)責(zé)立即對坍方處和居民樓的損壞進行緊急處理，以抑制事故的繼續(xù)發(fā)展。針對該處的現(xiàn)場情況，勘察設(shè)計研究院在該處每隔四米加設(shè)一個水平及沉降監(jiān)測點，以繼續(xù)監(jiān)測該處的變形情況，為進一步施工提供詳細(xì)的監(jiān)測資料，以利于設(shè)計制定切實可行、有效、合理的施工險情處理提供參考。

4.2事故原因分析

事故發(fā)生后，有居民反映塌方導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，下列是對鄰近建筑物產(chǎn)生損壞的幾點可能原因：

4.2.1靠近興建新的原有建筑物為磚混結(jié)構(gòu)、天然地基較淺，當(dāng)新建建筑物基礎(chǔ)埋深深于鄰近原有建筑物的埋深深度，新建建筑物基槽開挖時會對相鄰原有建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生影響，若原有建筑物基礎(chǔ)剛度較差時，極易對原建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

4.2.2考慮到本工程采取擠土樁基，會導(dǎo)致周邊建筑產(chǎn)生隆起，若未采取有效措施減少樁的擠土效應(yīng)，過量不均勻隆起可能會使得周邊建筑物產(chǎn)生影響，若此影響超過原有建筑的承載力，就會導(dǎo)致原有建筑產(chǎn)生裂縫。倘若靠近鄰近建筑物處，沒有按照正確的打樁順序（先中間后周邊、先密集區(qū)域后稀疏區(qū)域、先近已有建筑物后遠(yuǎn)已有建筑物），考慮到樁對周圍土的擠密效應(yīng)等因素，建筑物也可能產(chǎn)生裂縫。

4.2.3由于新建建筑設(shè)有地下室，周邊建筑物距離基坑太近，有些房屋離基坑甚至在6米內(nèi)，受到施工場地限制，在開挖有些不當(dāng)就可能影響鄰近建筑產(chǎn)生墻面、地面裂縫、傾斜等。主要存在的主要原因：

①基坑支護進度與錨固措施的影響。如果土方開挖后不及時支護（本工程事故坍塌的一個原因），或者上一層支護強度未達(dá)到合格要求，就進行下一層的土方開挖，這樣容易造成土方坍落，產(chǎn)生周邊建筑樁身受到破壞、基礎(chǔ)下沉、墻地面開裂等嚴(yán)重后果。

②地下水降水影響。由于工程施工處于冬春多雨季節(jié)，基礎(chǔ)施工過程中必須保證基坑內(nèi)無水作業(yè)，因此施工中要必要時采取連續(xù)抽水措施，這勢必會造成大面積地下水位下降，從而大大減少周邊建筑物基礎(chǔ)土層含水量。而舊建筑大多數(shù)為天然基礎(chǔ)，周圍多是農(nóng)地，土體地表水和地下水較多，承載力差，容易引起不均勻沉降，從而產(chǎn)生裂縫。

5. 本工程事故的處理

5.1現(xiàn)場檢測

各類建筑物對差異沉降的承載能力相差較大，基坑工程必須將因基坑開挖引起的附加變形與建筑物已經(jīng)產(chǎn)生的變形一并考慮，其大小必須按照建（構(gòu)）筑物地基變形允許值要求進行控制。

5.2事故處理

5.2.1塌方土體的處理

在處理塌方土體前，用水泵連續(xù)抽去基坑積水，直到基坑內(nèi)達(dá)到可以進行坍方處理，還要隨時觀察基坑內(nèi)的積水變化；由于塌方滑坡下來的土體屬于軟土體，不可以留下來使用，可用挖土機將廢土挖去，將塌方坡面進行再次放坡處理。由于基坑局部距離圍墻較近，拆除磚砌圍墻，改為輕型材料，再用圍墻支護工具支護，以確保安全。

5.2.2編掛鋼筋網(wǎng)

在放坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)該分層分段沿坡面鋪設(shè)。現(xiàn)場鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)步驟：取鋼筋網(wǎng)Φ6@250×250mm，鋼筋應(yīng)該先拉直，網(wǎng)格要均勻，鐵絲綁扎牢固，2Φ16加強筋間距與支護錨管都為間距1200mm，按照錨管間距成“井”字型布設(shè)于網(wǎng)筋內(nèi)側(cè)，與錨管頭鋼筋焊接牢固，使得鋼筋網(wǎng)牢固定在邊壁上，邊壁上的鋼筋網(wǎng)應(yīng)延伸至地面至少0.5m，鋼筋網(wǎng)搭接采用綁扎，鋼筋網(wǎng)水平和豎直方向搭接長度均為300m，加強筋綁扎搭接長度大于45d。

5.2.3裂縫的處理

在整個施工開挖過程中，地表發(fā)生細(xì)小裂縫和比較靠近基坑的鄰近建筑物出現(xiàn)裝修層的輕微開裂可視為正常，但要密切關(guān)注發(fā)展。當(dāng)裂縫發(fā)展速度加大，裂縫不斷延伸時，必須停止原定的施工進度，修改支護參數(shù)并且及時加固。

5.2.4加快基坑工程及基礎(chǔ)部分的施工進度，及時回填夯實基礎(chǔ)與基坑支護之間的空隙。

結(jié)束語

綜上所述，鑒于基坑工程的復(fù)雜性，基坑開挖導(dǎo)致建筑物破壞（傾斜、沉降、裂縫）、道路工程、地下埋設(shè)管道及地鐵破壞，這些破壞的種類和原因有很多，本文對基坑施工開挖階段，基坑對土體的破壞及鄰近建筑影響的進行了深入探討。

（作者單位：恒億集團有限公司）