淺談軟土地層地下停車場臨近淺基礎(chǔ)建筑基坑變形控制技術(shù)

姜遠(yuǎn) 王艷

摘 要 基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響問題日益突出，如何在基坑開挖過程中保護(hù)周邊的環(huán)境不受影響是廣泛重視的問題。在基坑工程的設(shè)計(jì)過程中，不僅要考慮到基坑的穩(wěn)定性還要把對(duì)基坑周邊環(huán)境的保護(hù)考慮在內(nèi)。基坑開挖深度越大，對(duì)臨近建筑物產(chǎn)生的影響也會(huì)相應(yīng)的變大，如果不進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)措施，有可能導(dǎo)致臨近建筑物產(chǎn)生破壞性影響，因此，開展深基坑開挖對(duì)臨近建筑物的影響和施工關(guān)鍵技術(shù)研究是必要的。

關(guān)鍵詞 軟土地層;地下停車場;建筑基坑

1國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢

國內(nèi)外現(xiàn)階段研，究成果基本都是從周邊地表沉降方面來考慮基坑開挖對(duì)臨近建筑物的影響，地表沉降量在開挖影響范圍內(nèi)不同位置會(huì)有差異。差異沉降超過一定范圍時(shí)，就可能造成建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞性影響。目前大部分研究都集中在數(shù)值模擬和對(duì)實(shí)際工程的分析總結(jié)等方面[1]。基于對(duì)基坑開挖引起建筑物結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)分析總結(jié)，將建筑物的損壞形式分為三類：

（1）建筑性損壞。這種損壞主要表現(xiàn)在建筑構(gòu)件外觀上。例如，墻體和地面樓板上的細(xì)微開裂等。

（2）功能性損壞。這種損壞主要表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)件使用功能上受到的損壞。例如墻體或樓地面的超大裂縫、門窗洞口的變形等。進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)就可恢復(fù)結(jié)構(gòu)的部分功能。

（3）結(jié)構(gòu)性損壞。這種損壞會(huì)直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全使用性，包括建筑物主要受力構(gòu)件梁、柱、樓板、承重墻等嚴(yán)重變形破壞。

近年來，越來越多研究學(xué)者開始重視基坑工程施工對(duì)臨近建筑物以及周邊環(huán)境所產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)其相關(guān)影響因素復(fù)雜而多變。盡管現(xiàn)階段關(guān)于基坑施工引起的各種問題的研究已經(jīng)積累了大量的研究成果，但關(guān)于基坑開挖對(duì)臨近既有建筑物的安全影響，還需進(jìn)一步的研究與探索。

2研究項(xiàng)目背景

永嘉縣上塘中學(xué)和永嘉縣體育場地下停車場建設(shè)工程均位于老城區(qū)，建設(shè)場地緊鄰周邊居民樓、辦公樓等，均為淺基礎(chǔ)老舊淺基礎(chǔ)建筑物，對(duì)地基變形十分敏感。建設(shè)場地存在深厚淤泥質(zhì)軟土，呈飽和流塑狀，局部為軟塑，高壓縮性，因此，基坑開挖和周邊建筑物保護(hù)難度較大。由于基坑開挖臨近周邊淺基礎(chǔ)建筑物最近距離僅10m左右，基坑和周邊建筑物安全風(fēng)險(xiǎn)大，對(duì)臨近建筑物保護(hù)和基坑安全以及現(xiàn)場文明綠色施工提出了嚴(yán)格的要求[2]。

3軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形控制結(jié)構(gòu)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑密集的老城區(qū)進(jìn)行基坑開挖施工，往往面臨基坑開挖臨近淺基礎(chǔ)老舊建筑物的情況。軟土地層中淺基礎(chǔ)老舊建筑物對(duì)地基變形非常敏感，軟土基坑開挖容易引起臨近淺基礎(chǔ)變形并導(dǎo)致房屋損壞。

為提高臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑的安全性，結(jié)合實(shí)際工程開發(fā)軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其防水措施，解決軟土地層基坑穩(wěn)定性問題，并通過合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)控制地基變形，防止基坑開挖影響臨近淺基礎(chǔ)建筑物。通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式及其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

常規(guī)地下室基坑支護(hù)工程中橫向支撐設(shè)置在距離支護(hù)樁頂一定深度處，在地下室底板施工完成后進(jìn)行換撐，拆除橫向支撐后再澆筑地下室側(cè)墻和頂板。開發(fā)一種新型地下室基坑支護(hù)方式，將基坑橫向支撐設(shè)置在基坑頂部，在地下車庫主體結(jié)構(gòu)支模、綁扎鋼筋和澆筑過程不拆除支撐，提高對(duì)臨近建筑物的保護(hù)效果。針對(duì)此施工方式，橫向支撐結(jié)構(gòu)及其支撐方式進(jìn)行深入研究，建立數(shù)值模型模擬多種工況的支護(hù)方式對(duì)支護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形控制結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

由于在支撐結(jié)構(gòu)下進(jìn)行地下室頂板施工作業(yè)空間嚴(yán)重受限，影響鋼筋綁扎和混凝土澆筑。結(jié)合實(shí)際工程，研究不拆除頂部支撐的情況下進(jìn)行地下室頂板支模、綁扎鋼筋和混凝土澆筑施工關(guān)鍵技術(shù)，試驗(yàn)研究開發(fā)橫向支撐下部鋼筋綁扎方式，鋼筋綁扎工具，試驗(yàn)研究開發(fā)支撐下部混凝土澆筑工藝，提高支撐下部混凝土澆筑質(zhì)量。

由于地下室頂板施工完成后再拆除橫向支撐，大量的混凝土支撐拆除施工難度，常規(guī)方法拆除施工污染大，噪聲大，影響周圍居住環(huán)境。結(jié)合實(shí)際工程研究靜態(tài)爆破法拆除基坑頂部支撐施工技術(shù)。通過多種工況的現(xiàn)場試驗(yàn)，研究開發(fā)橫向支撐靜態(tài)爆破拆除方案，對(duì)孔眼設(shè)計(jì)、靜態(tài)破碎劑參數(shù)、破碎和切割方式進(jìn)行深入研究，提高支撐拆除效率和施工質(zhì)量，避免支撐拆除施工影響頂板質(zhì)量，節(jié)約勞動(dòng)力和減少環(huán)境污染。

5軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形監(jiān)控技術(shù)

為對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和臨近淺基礎(chǔ)建筑物進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，開發(fā)適用于軟土地層基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測和臨近淺基礎(chǔ)建筑光纖監(jiān)測技術(shù)，利用光纖光柵位移計(jì)、光纖光柵壓力計(jì)、光纖光柵應(yīng)力計(jì)和分布式光纖，開發(fā)基于光纖技術(shù)的淺埋地下車庫基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、支撐軸力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等的自動(dòng)化監(jiān)測，提高監(jiān)測精度。

6達(dá)到的主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

通過本項(xiàng)目的研究，計(jì)劃最終形成一套軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形控制技術(shù)，包括軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形控制結(jié)構(gòu)與優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形控制結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)和軟土地層臨近淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形監(jiān)控技術(shù)。

在對(duì)軟土地層臨近周邊淺基礎(chǔ)建筑物基坑變形機(jī)理的理論分析基礎(chǔ)上，開發(fā)新型變形控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合實(shí)際工程開展現(xiàn)場試驗(yàn)，通過實(shí)際工程進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。對(duì)新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬研究，在數(shù)值分析成果基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和創(chuàng)新。針對(duì)新技術(shù)施工難題進(jìn)行施工關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，進(jìn)行工藝改進(jìn)和施工技術(shù)改進(jìn)措施的現(xiàn)場試驗(yàn)。基于分布式光纖傳感技術(shù)開發(fā)軟土地層臨近周邊淺基礎(chǔ)建筑物基坑光纖監(jiān)控技術(shù)，總結(jié)形成成套施工關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收，并對(duì)新技術(shù)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖文新.淺議水利施工中軟土地基處理技術(shù)[J].全文版：工程技術(shù)，2016（5）：122，124.

[2] 孫佩.淺談水利工程軟土地基處理技術(shù)的應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016（2）：324，325.