基坑施工對鄰近振沖灌注樁基礎房屋的影響分析

王允凱（山東三箭房地產開發有限公司，山東 濟南 250000）

基坑施工引起的坑壁土體側向位移不可避免地會對鄰近建筑物、管線和道路等產生顯著影響，尤其是基礎埋深較淺的建筑物，其受影響幅度最為明顯。因此，本文結合實際案例，對基坑施工具體影響以及振沖灌注樁基礎房屋工程施工質量進行分析，隨后對基坑施工對房屋工程的影響進行觀測，以此為基礎，提出相應施工建議。

1 基坑工程對周邊工程影響因素

基坑工程建設過程中不可避免地會對周邊其他工程造成影響，通過結合相關資料以及工程實踐經驗進行總結分析可知，其影響因素主要包含以下幾個方面：

（1）地質條件是基坑施工對周邊工程影響的重要因素之一，其中包括土層結構、土質類型、地下水位和地質災害等[1]。不同施工方法對土體擾動程度存在顯著差異，因此，在實際施工中科學地選擇施工方法可以減少對周邊工程的影響。

（2）施工順序對周邊工程影響同樣顯著。如果施工順序不當，極有可能引起周邊工程的位移或變形。為避免類似情況的發生，需要施工單位加大施工管理力度。

（3）地下水位變化也會使基坑施工對周邊工程產生影響。因此，施工單位需要對地下水位進行實時監測和控制，并采取適當的降水和排水措施以保持穩定[2]。

（4）相鄰工程施工方法和結構形式也會導致基坑施工對周邊工程產生影響。因此，施工單位要充分考慮兩者之間的相互影響關系，并采取相應措施降低影響。

2 案例概述

某基坑工程深度設計為10m，采取排樁支護形式。為保障施工安全，施工單位將2道錨索設置在鄰近振沖灌注樁基礎房屋一側，2 道錨索長度分別為23.5m 和20m，分別設置于地面4m和6.5m以下。錨索及水平面夾角設置為25°，并采用管井降水方式。

基坑施工過程中，對周邊4#樓存在明顯影響，由此施工單位對4#樓原勘察孔平面布置情況以及地質剖面資料進行查閱，具體如圖1所示。工程勘察期間處于枯水期，由此測量得出靜止地下水位埋深在5.7m～7.2m區間范圍內，季節變化對水量及水位變化有直接影響，水位年變化幅度在1m～1.5m區間范圍內[3]。

圖1 鄰近振沖灌注樁基礎房屋原勘察孔面布局示意圖

3 基坑施工影響以及鄰近振沖灌注樁施工質量分析

3.1 基坑施工影響

3.1.1 降水施工影響分析

案例項目建設過程中，共布置42個豎井，每個豎井間隔12.5m，豎井深度25m。本次降水工程持續到2022年8月31日，根據降水后的勘察成果，地下水穩定水位在地面下5.7m～7.2m 范圍內，對應高程是263.23m～265.26m，而水位下降深度為5.73m～7.76m。

需要注意的是，如果不采取抽水排水法來降低含沙率，則在降水過程中土體中的砂會隨水流被抽出，從而導致樁體周圍空洞增大。此情況下樁基摩擦阻力及豎向承載能力均有所下降[4]。此外，樁端持力層中的砂土也會引起樁端持力層的松散，使單樁豎向承載能力下降。且隨著地下水的降低，樁周土也將逐漸固結，形成負摩擦力，也會引起單樁豎向承載力減小。

3.1.2 土方開挖及支護影響分析

基坑開挖作業中，土方開挖深度應控制在1.5m～2.0m區間范圍內。同時，為及時防止樁間土垮塌，開挖作業完成后需立即進行施工網噴樁間土和錨索的操作。需要注意的是，當一次性開挖深度過大時，樁間土在未得到網噴加固之前發生垮塌概率會大幅提升，此情況必然會給施工過程帶來相應風險和困難。

由實際觀測結果可知，靠近4#樓的基坑樁間土出現垮塌以及冠梁拉裂的現象。在此情況下，需要采取措施來加固和修復樁間土的損壞痕跡。修復樁間土的方法之一是使用袋裝土進行加固[5]。該措施不僅可以修復土壤的穩定性，還可以增強土體的承載能力。除樁基土的垮塌問題，基坑側土體也出現水平位移的情況，其可能會對施工安全造成一定威脅，需要及時采取措施進行修復和加固。

3.1.3 錨索施工影響分析

在案例工程中，通過對錨索穿入4#樓樁基礎位置設計以及實際施工情況進行觀測分析可知，錨索僅在排樁與4#樓東南角距離14.3m 處有上下兩排各3 道錨索進入基礎，該設計可以在一定程度上增強樁基礎的水平穩定性。通過對錨索進入樁基礎長度進行分析可知，上排錨索進入樁基礎的水平方向長度為7m，下排錨索進入樁基礎的水平方向長度為3.8m，該長度的設計有助于增加樁基礎的承載能力。此外，錨索與基坑支護排樁之間的距離控制在22m 以上，該布局能夠確保錨索施工對建筑樁基礎和持力層無顯著影響。

不同距離上下錨索以及建筑樁基礎空間位置關系如圖2、圖3 所示。分析可知，錨索施工也會帶來一定的影響和安全風險。首先，錨索成孔作業會導致樁體周圍的土體發生松弛，進而導致單樁垂直承載能力下降；其次，錨索在成孔過程中可能與振沖樁發生碰撞，因其振沖灌注樁混凝土強度低，發生破碎時易產生破碎，從而導致樁身垂直承載能力大幅下降甚至失去，該情況可能會引發房屋結構的安全事故。

圖2 間距14.3m情況下空間位置分析

圖3 間距22m情況下空間位置關系

3.2 鄰近振沖灌注樁施工質量分析

通過對案例基坑工程鄰近振沖灌注樁結構建筑施工質量進行分析可知，4#樓振沖灌注樁存在明顯質量缺陷和潛在隱患，主要體現在縮頸和樁尖未適當進入中密卵石層。據2021年1月至4月期間的沉降觀測資料顯示，自2018年竣工以來，4#樓持續出現沉降現象，具體如圖4 所示。分析可知，該建筑自竣工后，兩年內仍存在累計3個月有7個觀測點均出現沉降現象，其中有4個觀測點的沉降量達到或超過4mm，并且沒有出現沉降收斂趨勢。

圖4 建筑沉降觀測曲線

基于此結果，技術人員認為振沖灌注樁質量缺陷是導致持續沉降現象的主要原因之一。首先，縮頸現象說明灌注樁上部分直徑明顯小于下部分，其導致樁的穩定性受到影響；其次，樁尖未進入中密卵石層使得樁與地基之間的摩擦力降低，也會造成沉降現象的發生。

4 監測分析結果

通過對案例工程施工流程分析可知，施工單位在1月～4月間完成支護樁道冠梁澆筑等一系列施工環節，然而到了7月，基坑支護樁頂冠梁即出現拉裂現象。基坑施工降水作業與其他環節同步開展，一直持續到8月底。2022年2月10 日到2023年1月19 日的建筑沉降觀測記錄如圖5 所示。可知所布置的6 個觀測點都發生了沉降現象，其中有4 個觀測點的累計沉降達到30mm 以上，其余2 個觀測點累計沉降也達到20mm左右。

圖5 建筑沉降觀測曲線

基于圖5所示的觀測曲線，可分析得出如下結論：

（1）基坑施工期間，觀測點累計沉降較小且變化平緩。施工單位所采取基坑支護措施可以對沉降進行有效控制，使沉降幅度控制在規定范圍內。

（2）施工期間，7月份工程所在地出現暴雨天氣，4個觀測點出現明顯陡降情況。主要原因在于雨水下滲導致水土對支護樁的側向壓力激增，進而使得建筑物產生較大幅度沉降。除此以外，雨水下滲情況還導致樁側土下沉問題出現，產生負摩阻力，使得房屋下沉情況明顯提升。

（3）當基坑降水停止后，所有沉降監測點出現急劇下降情況，此情況說明黃土場地的地下水上升可能會引發基礎沉降問題。而通過室內模型試驗進一步驗證地下水位上升對基礎沉降的影響。實驗結果顯示，由于地下水不斷升高，使得土體端、側抗力急劇下降，從而引起地基嚴重沉陷。

從已得出實驗結果來看，地下水位波動引發基礎沉降可能由以下機理導致：地下水上升導致樁端阻力和側阻力降低，同時增加樁內孔隙水壓力，進而引起沉降現象增加；此外，黃土場地中黏土層與水相互作用也可能是基礎沉降增大的原因之一。在地下水位波動條件下，黏土物理性質可能發生變化，導致樁端和土體之間的相互作用力發生變化，從而引起基礎沉降加劇。

（4）在基坑降水作業停止后，所設置的6 個觀測點中，3個與4#樓距離較遠的觀測點沉降收斂趨勢開始顯現，而鄰近基坑的觀測點則未出現收斂趨勢，此結果說明基坑施工對建筑沉降具有直接影響。

（5）通過對沉降觀測資料進行分析可知，2-4 觀測點累計沉降值最高，達到54.9mm，該觀測點設置于錨索施工區域，此結果印證錨索施工會導致建筑沉降加劇。

5 基坑施工對振沖灌注樁建筑影響及解決建議

5.1 施工過程不規范

通過對工程建設實際情況進行梳理分析可知，案例基坑工程施工不規范問題體現在如下方面。

首先，降水過程中未嚴格控制含砂率，導致鄰近房屋樁基礎周圍土層砂損失較大，以及降深范圍內土層固結沉降。降水過程中，土層中砂顆粒不可避免地隨水流流失，進而導致土體松散和不穩定。而案例基坑工程在降水過程中并未認識到該問題的重要性，也未能采取有效措施，進而導致鄰近4#樓出現沉降情況。

其次，在基坑支護樁間土支護方面未按要求進行操作。按照規范要求，基坑支護樁間的土支護應該控制在開挖不超過2m的范圍內，并及時噴射混凝土和掛網。然而，現場發現樁間土出現大量垮塌情況，為解決這個問題，施工單位采用袋裝土封堵方法進行補救。該情況表明基坑側土體出現水平位移，導致土體不穩定。

針對以上問題，在施工過程中應該加強對土體固化和水平位移的控制和監測。首先，在降水過程中要嚴格控制含砂率，避免砂的流失和土層的固結沉降；其次，在基坑支護樁間土支護方面，必須按照規范的要求進行操作，控制開挖范圍，并及時采取措施加固土體；此外，還應加強對基坑側土體水平位移的監測，一旦發現問題，立即采取措施進行修復和加固。

5.2 錨索施工超出規定范圍

由沉降觀測資料可知，錨索施工是導致建筑沉降問題加劇的重要因素。由于錨索伸至鄰近建筑基礎范圍內，可能會破壞樁或導致土松動，該問題會直接對鄰近建筑物的穩定性和結構完整性產生負面影響。

同時，案例基坑工程中鄰近的4#樓本身樁基礎即存在質量缺陷和潛在隱患，加劇了基坑施工對這些建筑物的影響，建筑潛在隱患會引發鄰近建筑物傾斜、開裂或局部坍塌等現象，給建筑物帶來嚴重損害。

為避免鄰近建筑物因基坑施工而發生傾斜，控制基坑施工引起的鄰近建筑物水平位移尤為重要。規定鄰近建筑物水平位移不超過6mm，可以確保建筑物在基坑施工過程中不會超出正常范圍的傾斜，進而規避因建筑物發生超標準傾斜導致必須對建筑進行拆除或進行修復所帶來的巨大損失。

6 結語

綜上所述，基坑施工過程中，降水作業以及錨索施工作業均會對鄰近建筑質量造成相應影響，因此，施工方在實際作業中應注意嚴格依照規定流程開展降水施工，并對土壤含砂率進行嚴格監控。同時，在錨索施工過程中應依照劃定紅線進行施工，避免對鄰近建筑造成影響。