深基坑開挖對既有建筑物的保護與監測勘察研究

孟小丁

邢臺市勘察測繪院

深基坑開挖對既有建筑物的保護與監測勘察研究

孟小丁

邢臺市勘察測繪院

深基坑施工在土方開挖工況階段，由于土方的卸載作用，對基坑的支護結構產生很大的影響，應力的變化導致支護結構的水平位移，垂直位移等等，從而可能影響到鄰近既有建筑物的安全。本文對既有建筑物的監測勘察與保護作了探討。

深基坑開挖；既有建筑物；監測勘察；保護

1 概述

1.1 既有建筑物增載和保護的勘察要點

1.1.1 既有建筑物的增載和保護的巖土工程勘察

①搜集建筑物的荷載、結構特點、功能特點和完好程度資料，基礎類型、埋深、平面位置，基底壓力和變形觀測資料；場地及其所在地區的地下水開采歷史，水位降深、降速、地面沉降、形變，地裂縫的發生、發展等資料。

②評價建筑物的增層、增載和鄰近場地大面積堆載對建筑物的影響時，應查明地基土的承載力，增載后可能產生的附加沉降差；對建造在斜坡上的建筑物還應進行穩定性驗算。

③對建筑物接建或在其緊鄰新建建筑物，應分析新建建筑物在既有建筑物地基土中引起的應力狀態改變及其影響。

④評價地下水抽降對建筑物的影響時，應分析抽降引起地基土的固結作用和地面下沉、傾斜、撓曲或破裂對既有建筑物的影響，并預測其發展趨勢。

⑤評價基坑開挖對鄰近既有建筑物的影響時，應分析開挖卸載導致的基坑底部剪切隆起，因坑內外水頭差引發管涌，坑壁土體的變形與位移、失穩等危險；同時應分析基坑水引起的地面不均勻沉降的不良環境效應。

1.1.2 建筑物的增層、增載和鄰近場地大面積堆載的巖土工程勘察應包括下列5項內容。

①分析地基土的實際受荷程度和既有建筑物結構、材料狀況及其適應新增荷載和附加沉降的能力。

②勘探點應緊靠基礎外側布置，有條件時宜在基礎中心線布置，每棟單獨建筑物的勘探點不宜少于3個；在基礎外側適當距離處，宜布置一定數量勘探點。

③勘探方法除鉆探外，宜包括探井和靜力觸探或旁壓試驗；取土和旁壓試驗的間距，在基底以下一倍基寬的深度范圍內宜為0.5m，超過該深度時可為1m；必要時，應專門布置探井查明基礎類型、尺寸、材料和地基處理等情況。

④壓縮試驗成果中應有曲線，并提供先期固結壓力、壓縮指數、回彈指數和與增荷后土中垂直有效壓力相應的固結系數，以及三軸不固結不排水剪切試驗成果；當擬增層數較多或增載量較大時，應做載荷試驗，提供主要受力層的比例界限荷載、極限荷載、變形模量和回彈模量。

⑤巖土工程勘察報告應著重對增載后的地基土承載力進行分析評價，預測可能的附加沉降和差異沉降，提出關于設計方案、施工措施和變形監測的建議。

1.1.3 建筑物按建、鄰建的巖土工程勘察應符合下列4條要求。

①應對建筑物的結構和材料適用局部撓曲的能力做出評價。

②除按相關規范要求對新建建筑物布置勘探點外，還應為研究接建、鄰建部位的地基土、基礎結構和材料現狀布置勘探點，其中應探井或靜力觸探孔，其數量不宜少于3個，取土間距宜為1m。

③壓縮試驗成果中應有e-lgp曲線，并應提供先期固結壓力、壓縮指數、回彈指數和與增荷后土中垂直有效壓力相應的固結系數，以及三軸不固結不排水剪切試驗成果。

④巖土工程勘察報告應評價由新建部分的荷載在既有建筑物地基土中引起的新的壓縮和相應的沉降差，評價新基坑的開挖、降水、設樁等對既有建筑物的影響，提出設計方案、施工措施和變形監測的建議。

1.2 地下水抽降影響的巖土工程勘探要點

①研究地下水抽降與含水層埋藏條件、可壓縮土層厚度、土的壓縮性和應力歷史等的關系，做出評價和預測；

②勘探孔深度應超過可壓縮地層的下限，并應取土試驗或進行原位測試；

③壓縮試驗成果中應有e-lgp曲線，并提供先期固結壓力、壓縮指數、回彈指數和與增荷后土中垂直有效壓力相應的固結系數，以及三軸不固結不排水剪切試驗成果；

④巖土工程勘察報告應分析預測場地可能產生的地面沉降、形變、破裂及其影響，提出保護既有建筑物的措施。

1.3 基坑開挖對鄰近建筑物影響的巖土工程勘察要點

評價基坑開挖對鄰近建筑物影響的巖土工程勘察工作應符合下列3條要求。

①搜集分析既有建筑物適應附加沉降和差異沉降的能力，與擬挖基坑在平面與深度上的位置關系和可能采用的降水、開挖與劫掠措施等資料。

②查明降水、開挖等影響所及范圍內的地層結構，含水層的性質、水位和滲透系數，土的抗剪強度、變形參數等工程特性。

③巖土工程勘察報告除應符合相關的規范要求外，還應著重分析與預測坑底和坑外地面的卸荷回彈，坑周土體的變形位移和坑底發生剪切隆起或管涌的危險，分析施工降水導致的地面沉降的幅度、范圍和對鄰近建筑物的影響，并就安全合理的開挖、支護，降水方案和監測工作提出建議。

1.4 地下開挖對建筑物影響的巖土工程勘察要點

評價地下開挖對建筑物影響的巖土工程勘察工作應符合下列3條要求：

①分析已有勘察資料，必要時應做補充勘探測試工作；

②分析沿地下工程主軸線出現槽形地面沉降和在其兩側或四周的地面傾斜、撓曲的可能及其對兩側既有建筑物的影響，并就安全合理的施工方案和保護既有建筑物的措施提出建議；

③提出對施工過程中地面變形、圍巖應力狀態、圍巖或建筑物地基失穩的前兆現象等進行監測的建議。

2 工程實例

2.1 工程概況

××大飯店處于市中心的舊城改造區，總建筑面積86000m2，地上29層，地下兩層，工程樁采用鉆孔灌注樁。基坑平臺設計為102.9m×96.6m，基坑開挖深度為原地面下9.6m。場地北側距基坑邊線約11米。西側為5層的學校教學樓(人工挖孔樁基礎)及7層的教師住宅樓(天然地基)，距基坑邊線約6.8m，南側為3-6層的居民住宅舊樓(天然地基)，距基坑邊線約10.2m，東側距基坑邊線約8.1m。

2.2 既有建筑物的監測保護措施

每棟既有建筑物的監測內容：①垂直沉降：用水準儀，按建筑物距基坑邊線的距離在建筑物遠、中、近設三個觀測點；②傾斜：用經緯儀，同樣設遠、中、近三個點；③裂縫：用裂縫觀測儀，遠、中、近不少于三點。

3 結束語

本文介紹了深基坑施工中，土方開挖對鄰近既有建筑物的影響，結合河北地區施工的工程實例，論述了對既有建筑物的監測勘察與保護方法。

[1] JGJ 120-2012，建筑基坑支護技術規程[S].

[2] JGJ 106-2003，建筑基樁檢測技術規范[S].