深基坑工程周邊建筑物的保護措施

史維

摘 要：隨著我國城鎮化步伐的不斷推進，產生大量的深基坑工程。城市中深基坑工程環境非常復雜，深基坑往往緊鄰已建的建筑物，建筑物與深基坑之間相互作用，相互影響。在深基坑施工過程中，不僅需要保障深基坑自身的安全性，還要盡最大的可能消除對周圍建筑物的影響。

關鍵詞：深基坑;建筑;保護

1 深基坑工程含義及特點

1.1 深基坑的含義

深基坑是指開挖深度超過5米（含5米），或深度雖未超過5米，但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。

深基坑工程的內容包括勘探、設計、施工、環境監測和信息回饋等工程內容。

1.2 深基坑工程的特點

1.2.1 深基坑支護體系是臨時結構，具有較大的風險性。

1.2.2 深基坑工程具有很強的區域性。工程地質和水文地質條件不同的地基中深基坑工程差異性很大，即使同一城市不同區域也有差異。

1.2.3 深基坑工程具有很強的個性。深基坑相鄰建筑物和地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場地條件等不同。

1.2.4 深基坑工程綜合性強。需要巖土工程、結構工程、土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。

1.2.5 深基坑工程具有較強的時空效應。深基坑的深度和平面形狀及深基坑工程的各子項的施工時間及施工順序對深基坑支護體系的穩定性均有較大影響。。

1.2.6 深基坑工程是系統工程。深基坑工程主要包括支護體系設計、施工和土方開挖。

1.2.7 深基坑工程具有環境效應。深基坑開挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對周圍建筑物和地下管線產生影響。

2 對周邊建筑物產生影響的原因

2.1 深基坑的圍護結構成孔施工時，必然使周邊建筑物地基基礎旁側土體松動、變形、缺失，對其產生影響。

2.2 深基坑的開挖會對周邊土體及周邊建筑物的基礎造成影響，其主要影響范圍是深基坑外部開挖深度的2倍以內。深基坑外部的地面沉降情況會伴隨著與深基坑距離的變化而變化，這樣就會使得周邊建筑出現不均勻沉降，進而使得周邊建筑物出現傾斜以及變形的情況。如果傾斜變形嚴重，深基坑與建筑物相互作用的結果會加速周邊建筑物的傾斜，引起深基坑和建筑物的雙重危害。

2.3 深基坑開挖的“時空效應”對深基坑圍護的變形及周邊建筑物產生影響。

3 深基坑工程應重點保護的建筑物類型

通過對深基坑周邊建筑物沉降實測數據的具體分析，剛性基礎建筑物的不均勻沉降現象程度較輕。因此對于剪力墻、框架核心筒等結構的建筑物，多采用深基礎，整體性很好，對于深基坑開挖引起的土體變形承受能力較強。從而應重點關注磚混結構、砌體結構、木結構等采用淺基礎、結構構造薄弱、整體性差、建造時間較早、保護等級高的建筑物，此類建筑易受到深基坑施工影響。

4 深基坑工程圍護設計

深基坑圍護是指為保證地下室結構施工及深基坑周邊環境的安全，對深基坑側壁及周邊環境采用的支擋、加固的保護措施。深基坑工程四周一般設置垂直的擋土圍護結構，圍護結構需在開挖面基底下插入一定深度的板（樁）墻結構，板（樁）墻結構主要承受基坑開挖卸載所產生的土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐，是穩定深基坑的一種施工臨時擋墻結構。板（樁）墻類型有懸臂式、單撐式、多撐式。深基坑圍護結構類型有工字鋼樁圍護結構、鋼板樁圍護結構、鉆孔灌注樁圍護結構、深層攪拌樁擋土結構、SMW樁、地下連續墻等。

深基坑在開挖過程中對于建筑物的影響比較明顯，因此，深基坑圍護方案的選擇對周邊建筑物和深基坑的安全是決定性，其可以很好的控制基坑圍護的位移，有效的阻止周邊建筑的不均勻沉降。

深基坑圍護設計應根據工程概況、周邊環境及工程地質條件完成圍護方案的選型包括：圍護體選型、支撐選型及基坑降排水方案，由此完成設計計算、設計圖紙及設計方案的專家評審。

根據地質情況及深基坑周邊建筑物的情況可選擇對深基坑外土體進行改良與加固，不僅可以增強土體的剛度，還可以增強土體的強度，既減少土體未破壞時彈塑性變形，也避免土體發生破壞、出現大應變的情況，從而有效控制深基坑圍護的位移，有效保護深基坑周邊建筑物。

深基坑圍護是個系統工程，不僅要確保各方安全，還要施工方便，節約工期。

5 深基坑工程圍護及土方開挖施工

深基坑工程是指建筑物地下部分施工時，需進行基坑圍護、支護、防水、降水、挖土等緊密聯系的施工工作，同時要對深基坑周邊的建筑物、構筑物、道路和地下管線進行保護，確保正常、安全施工的一項綜合性工程。其具有深基坑開挖深度越深，深基坑的側向變形控制難度越大，對其周邊建筑物的影響就越大的特點。因此，土方開挖的施工組織是否合理將對圍護支護體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖步驟和時長會導致圍護結構變形過大，甚至引起圍護體系失穩，導致深基坑及其周邊建筑物被破壞。

基坑圍護、土方開挖及支撐施工期間，必須嚴格按照圖紙及經審批的施工方案施工。應按以下原則組織施工：

土方開挖施工：土方開挖應用“時空效應”原理，嚴格實行“分層、分段、分塊、平衡、留土護壁、限時”的原則，盡量減少圍護墻無支撐暴露面積和時間，以減小深基坑變形。盡可能縮短每塊土方開挖后的無墊層暴露時間。

支撐施工：根據土方工程分層、分塊、留土護壁的原則，每開挖一塊土方，及時施工相應部分支撐，當支撐的的混凝土強度達到設計要求，并具備土方開挖條件時，經設計同意，方可開挖下層土方。

降水施工：按設計的降水要求制定降水方案并嚴格實施，按需降水，減少因降水對周邊建筑物的影響。

排水處理：及時將地表水排離（采取措施如場地硬化，設置截水溝、 排水溝等），防止地表水滲入基坑外側壁。

拆撐施工：按設計要求完成換撐施工后，確保相關支撐構件達到設計強度方可拆除相應的支撐。

6 深基坑監測及應急預案

6.1 深基坑開挖施工的基本特點是先變形，后支撐。由于巖土體成分和結構的不均勻性、各向異性及不連續性決定了巖土力學性質的復雜性，加上自然環境因素等影響，理論預測值還不能全面而準確地反映深基坑工程的各種變化。在深基坑施工階段，將會對周邊環境安全產生影響。因此，必須要通過動態監測的手段，掌握周邊一定范圍內環境安全狀況，及時發現隱患，并根據監測成果相應地及時調整施工速率及采取相應的措施，確保鄰近建筑物、地下管線及深基坑圍護結構的安全。因此，深基坑監測工作非常重要，必須嚴格按設計等有關方面的要求進行監測。

按照安全、經濟、合理的原則及圍護設計要求、周圍環境、基坑本身的特點等，深基坑監測項目常規設置如下：

6.1.1周邊環境監測

6.1.1.1 地下綜合管線垂直、水平位移監測

6.1.1.2 周邊建（構）筑物垂直、水平位移監測

6.1.2基坑圍護監測

6.1.2.1 圍護頂部垂直位移、水平位移監測

6.1.2.2 圍護結構側向位移監測

6.1.2.3 坑外土體側向位移監測

6.1.2.4 坑外土體分層沉降監測

6.1.2.5 坑外潛水水位觀測

6.1.2.6 支撐軸力監測

6.1.2.7 立柱樁垂直位移監測

6.1.2.8 坑外地表沉降剖面監測

6.2 深基坑工程施工方案中還必須含有應急預案，重點關注：深基坑中不明障礙物的處理、地下水位異常變化的應急處理、地下管線的應急保護措施、局部圍護結構變形異常的應急處理、周邊建筑物的應急保護措施等，并根據應急組織原則，人員分工明確，應急物資、材料儲備到位，做到有備無患。

7 結語

深基坑周邊建筑物的保護，關鍵在于確保深基坑圍護體系的剛度、嚴格控制深基坑圍護的變形。深基坑工程是個系統工程，需各專業通力合作，在確保深基坑自身安全的同時確保對其周邊建筑物得到應有的保護。