深基坑開挖沉降變形的分析研究

劉富海

隨著科學技術的進步，在建筑安全與建設技術方面，我國提出了更高的要求，特別是對安全與基礎建設要求更高。在建筑基礎建設過程中，深基坑開挖是其中的一個重要施工環節，會給周圍的建筑帶來一定程度的影響，因此深基坑開挖工作開展中，其所面臨的問題和困難是比較大的。要想保障周圍建筑的安全性，那么在深基坑開挖過程中就要做好各個方面的工作，這不僅是工程建設質量與安全方面的要求，也是為人民群眾的安全與社會和諧負責的舉動。

1.深基坑開挖發展

在我國建筑建設中，深基坑開挖是近幾十年才開始發展起來的，建筑工程施工建設中，因為建設高度與地下空間基坑的提高，隨之出現了深基坑工程。在城市建設發展過程中，深基坑工程的規模也在不斷地隨著城市發展而變大[1]。深基坑也從一個新型的基礎建設，逐漸向更加成熟與專業化的方向發展。深基坑開挖規模的不斷擴大，地下的深度也隨著越來越深，因此，在其發展中還需要不斷地加強和完善其施工基礎。在現代工程建設過程中，深基坑開挖也得到了快速地發展，隨著規模的逐漸擴大，建筑工程建設中也起到了十分關鍵的作用。

2.深基坑開挖特點

2.1 區域性

與普通的基坑開挖施工不同，普通的基坑，其在開挖的時候，受到的巖石范圍是有限的，而深基坑開挖涉及的巖土區范圍比較大，如沙土地基、軟黏土地基或者是黃土地基等，并且隨著深基坑開挖深度的不斷變化，其巖土區域也會跟隨其深度的不斷加深而發生變化。

2.2 綜合性

深基坑在其開挖的時候，所需要的規模比較大，而且深度相對來說也比較深，并且深基坑開挖工作施工開展的時候，要考慮很多方面的因素，要通過綜合設計與解決之后才能有效地開展開挖工作。深基坑開挖工程施工中會涉及巖土工程、結構工程等工程，通過與這些工程有效地結合，形成深基坑工程。

2.3 不穩定性

深基坑工程開展的過程中，因其技術不完善及開挖深度比較深等一些原因，在實際施工過程中，會存在很多的不穩定因素。而且在實際開挖的時候，其會隨和巖土層的變化，進而使周圍的建筑地基受到一定的影響。另外，深基坑在設計和計算的時候，由于缺乏相應的準確性，其開挖容易存在不穩定性。

3.深基坑開挖存在的問題

3.1 巖土層不穩定性

在深基坑進行開挖的過程中，如果開挖的深度比較深，那么巖土層涉及的層次也會比較多，這樣在開挖深基坑的時候，巖土層就會不具備一定的穩定性，進而在實際施工的時候，就會容易發生巖層坍塌現象，進而出現巖土回填等一系列問題。尤其是在一些沿海地帶的城市中，其地下水位線要淺一些，因此其巖土層穩定性會更差一些。

3.2 施工因素影響

深基坑開挖的深度比較深，開挖范圍比較大，因此，在實際施工的時候對施工技術和相關設備的要求就比較高[2]。但是在實際開挖工作開展的時候，很多的施工人員往往對開挖的過程不了解，自身專業能力比較欠缺，再加上受氣候等方面因素的影響，導致施工設備和巖層的穩定性都不高。

3.3 設計和計算不夠精確

在深基坑開挖工作實施的時候，對技術與質量有比較高的要求，但實際施工過程中，通常工程設計與計算往往不夠準確，使得工程施工存在一定的誤差。而在施工中，工程規模大、施工不穩定等因素也是導致計算不夠精確的主要因素。

4.某高層建筑工程案例分析

某高層建筑住宅建筑工程，該建筑一共有33 層，這個建筑是以樁基礎為主的高層建筑，建筑的部分有地下一層，深基坑的深度是10m，寬度是24m，通過與工程相關實驗結果及有關資料分析得知，這個高層建筑工程其所在的土層，是人工堆積層，其整體的土質和土壤都比較軟，在進行深基坑開挖施工的時候需要注意。

該高層建筑在開展深基坑開挖施工的時候，其施工方法采用的是蓋挖逆作施工方法，這種方法主要是對圍護結構應用地下連續墻機構。其接頭的位置則是應用十字鋼板接頭來進行施工，并且通過測量，進而得出了地下連續墻厚度是1.2m，建筑的出口和入口及風亭等位置，在施工的時候應用了明挖法來進行施工。同時，在應用支護技術方法方面，是應用高壓旋噴樁止水帷幕，然后通過與內支撐、鉆孔灌注樁等支護方案來進行有效的配合，通過一系列觀測和分析，進而發現了該建筑的基坑變形，其變形的等級是一級。其地面的最大沉降量是在0.1%H之內，在剛剛開始施工的時候，就將地下的連續墻結構保護了起來，盡量避免地下連續墻出現變形情況。在實際施工時，建筑的主體，其結構的強度也在不斷地提升，同時也將支護結構的作用體現了出來。

5.深基坑開挖對周圍高層建筑沉降變形影響分析

隨著建筑工程建設規模越來越大，建設的密度也在不斷地提升，其施工建設中也不斷面臨著不同的技術風險和挑戰[3]。高層建筑中，其建筑沉降變形的原理，主要是因建筑的基礎承載力比較弱而導致的變形，而沉降變形的另一個原因，是土體發生了比較深的沉降和大側移。深基坑開挖的時候其開挖的深度都比周圍建筑深度要大，因此高層建筑物基礎下的土體會發生傾斜和不均勻沉降等現象。

在基坑深度的開挖的時候，其和周圍的建筑之間土體一旦發生傾斜和沉降，那么這個時候，高層建筑基礎下土層，其就會逐漸地向基坑開挖的方向進行傾斜，進而逐漸導致高層建筑基礎發生變形問題，最終使得高層建筑發生變形及沉降。另外，基坑在開挖卸荷之后，這個時候，高層建筑物的基底附加應力會失去平衡，這個時候，應力的方向逐漸會向基坑的方向來進行傳遞，進而使得高層建筑基礎的承載力失去一定的平衡，最終導致建筑出現沉降變形現象。

總的來說，深基坑開挖過程中，其周圍的土體會發生流失，應力狀態也會發生一定的改變[4]。而自然應力狀態改變及土體流失，通常是以土體水平和豎向位移的方式來體現出來的。建筑物發生破壞是基礎的位移及變形而導致的。而土體的位移，是通過支護系統剛度和基坑的開挖方式來決定的，土體發生位移的時候是不是會造成一定的破壞，需要通過高層建筑物變形和扭曲的極限來進行判斷。所以，在深基坑開挖過程中，其對高層建筑物帶來的沉降變形影響還是十分明顯的，要想有效地解決其沉降變形問題，就要通過不斷分析和研究，采取針對性的措施來解決這個問題。

6.深基坑開挖沉降變形防范措施

深基坑開挖過程中，之所以會給周圍的建筑帶來沉降變形的影響，其主要的原因是基坑開挖的時候，給周圍建筑物基礎帶來一定的破壞，而建筑基礎物遭破壞，主要體現在土層出現沉降和傾斜現象。通過深基坑開挖沉降變形的原理分析可以制定以下幾種沉降變形方法措施：

（1）深基坑開挖之前，相關人員一定要做好前期的準備工作，在深基坑開挖的時候，相關的工程設計人員在開挖之前，一定要對周圍的建筑物資料進行仔細的調查，對周圍建筑基礎建設的內容進行收集，然后再對周圍建筑的基礎承載能力進行分析，在深基坑開挖的時候，做好相關的設計和計算工作。

（2）在深基坑開挖的時候，做好周圍建筑物的防護工作。在實際進行深基坑開挖的時候，首先做好周圍建筑的防護工作，相關的施工人員通過對基坑開挖位置與周圍建筑間的土層進行加固，進而來加強基坑開外給周圍建筑物所帶來的不良影響。

（3）深基坑開挖時要做好防護工作，這個防護工作主要是對深基坑支護結構進行加固處理[5]。通過加固基坑支護，避免或者減少巖土坍塌現象，另外，通過加固基坑支護，還可以有效平衡基坑受力不穩定等因素。

7.總結

綜上所述，在建筑工程中，深基坑開挖工程是施工過程中重要的組成部分，其實際開挖的過程中，會給周圍的建筑帶來一些影響，使得建筑物發生沉降和變形。因此，在開展深基坑開挖的時候，一定要對其所造成的影響重視起來，深入分析其對周圍建筑物造成沉降和變形的原因，然后在深基坑開挖之前，以及開挖過程中，采取可行的措施來防范沉降與變形等問題的發生，通過采取良好的防范措施，來提高深基坑開挖的水平，避免因開挖給周圍建筑帶來不良的影響。