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    城市深基坑開挖對周邊建筑物影響及防治措施探討
    摘要:隨著我國人口密度不斷增加,我國城市中將會出現越來越多的建筑物密集區。因此,能夠對基坑開挖工程進行詳細的研究和解決施工過程中出現的問題對于我國未來建筑行業的發展至關重要。本文結合實際工程項目對基坑開挖導致建筑物的不均勻沉降的原因加以分析,并提出相應的處理措施。
      關鍵詞:基坑開挖;周邊建筑物;沉降;防治措施
      1.概述
      深基坑施工是建筑施工中的重點,是整個建筑的基礎,深基坑施工的安全可靠,直接關系著高層建筑的安全性、穩定性和長久性。為保證房屋建筑基礎及地下室的正常施工和周圍建筑物、地下管線不受影響,對地面以下開挖的土體所進行的一系列勘察、設計、施工和檢測等工作,統稱為深基坑工程。基坑工程包括維護體系設計施工和土方開挖兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對圍護體系是否成功產生重要的影響。不合理的土方開挖方式,步驟和速度可能導致主體結構樁基變位。因此,深基坑開挖與支護引起了廣泛重視。深基坑工程施工具有以下特點:
      (1)建筑趨向高層化,基坑向大深度方向發展;
      (2)基坑開挖面積大,長度與寬度有的達數百米,給支撐系統帶來較大的難度;
      (3)在軟弱的土層中,基坑開挖會產生較大的位移和沉降,對周圍建筑物、市政設施和地下管線產生嚴重威脅;
      (4)深基坑施工工期長、場地狹窄,降雨、重物堆放等對基坑穩定性不利;
      (5)在相鄰場地的施工中,打樁、降水、挖土及基礎澆注混凝土等工序相互制約影響,增加協調工作的難度;
      (6)支護型式的多樣性。www.d6169.com迄今為止,支護型式已經發展到數十種。
      在深基坑工程施工中,往往不可避免的引起周邊環境特別是周邊建筑物的沉降。在施工過程中對基坑圍護結構和周邊環境變形的監測是必不可少的。當監測出現變形較大,存在一定安全風險時,就需要對變形較大原因進行分析。根據對變形分析的結果調整基坑開挖施工的方案工序或采取必要的措施,對變形加以控制,從而保證基坑開挖施工過程中的安全。
      2.工程概況和地質情況
      某項目由舊建筑物和新建筑物兩棟組成。舊建筑物為8層框架結構,半層地下室,基礎為中部人工挖孔樁基和兩側條基(埋深約1.8m);新建筑為內筒外框結構體系,地上24層,地下3層,地上總高度約8lm,基坑最大開挖深度12.6m,基礎采用鋼筋混凝土人工挖孔擴底樁。該工程位于市區,兩建筑物軸線間距為4m,兩基礎間凈距離1.8-2.1m。其東側為15m高人工切坡,西側為配套鍋爐房庫和8層住宅樓。臨近還埋設有化糞池及市政給排水管道。
      新老建筑物之間的關系見圖1、圖2。
      根據工程勘察報告,場地地基土主要由坡積粘土、滑坡堆積碎裂塊石、粘土、沙溪廟組粉砂巖、砂質泥巖組成。坡積粘土主要呈硬塑狀態,承載力較高局部分布。坡積堆積塊石厚度大,但均勻性較差,力學強度稍高;沙溪廟組粉砂巖、砂質泥巖層位穩定,呈微風化狀態,力學強度較高,變形小。典型土層分布自上而下為:
      ①粘土:紫紅色,硬塑,主要由泥巖風化物堆積而成,夾泥巖碎塊及石屑;
      ②塊石:紫紅色、灰白色,主要由滑移碎裂巖體砂巖、泥巖及粘土組成。滑移砂巖體呈中等~強風化狀態,部分地段形成厚度較大的孤石,局部呈全風化或風化成土,滑移泥巖體呈中等~強風化狀態,部分地段已風化成土;塊石含量平均可達65%左右,土石結構混亂,分布不均,裂縫發育;
      ③粘土:灰白、紫紅色,硬塑~可塑,局部軟塑,為滑帶土,主要組成礦物蒙脫土,顆粒細膩,上部含較多砂巖巖屑;
      ④粉砂巖:青灰、紫紅、紫灰色,粉砂結構,塊狀構造,鈣質、泥質膠結,呈微風化狀態,主要組成礦物石英、長石等,臣厚層,層理不發育;
      ⑤砂質泥巖:紫紅色泥質結構,塊狀構造,鈣質、泥質膠結,呈微風化狀態,主要組成礦物為粘土礦物及長石等,臣厚層,層理、裂隙不發育。
      圖1 舊基礎平面圖
      圖2 a-a剖面圖
      3.現場情況
      原定采用逆作法進行地下室的施工,由于建筑場地狹窄,故先進行新建筑物人工挖孔樁基施工,樁基同時開挖,孔內明排地下水。在新建筑物施工過程中老建筑物繼續使用。在樁基平均挖至地下2層(絕對標高約235.40m)時,老建筑物基礎開始發生不均勻下沉,條形基礎部分最為突出,平均沉降量為1-25mm,最大沉降發生在老

    筑物的東北角和西北角。老建筑物北外墻東側、西側首先出現裂縫,隨后向中部發展,屋頂水平位移約20mm,墻面裂縫寬度平均多在1-3mm,最大裂縫達5mm,發生在老建筑物北外墻的中部。嚴重影響和威脅到老建筑物的正常使用和安全。
      4.不均勻沉降原因分析
      (1)根據工程勘察報告及現場調查,場地處于一個較大的古滑坡地段,新老建筑物均建在滑動體之上。根據勘察院的觀測結果,此滑體目前雖處于相對穩定狀態,但對降雨十分敏感,暴雨之后變形量往往急劇增大。水位的變化將產生滑體內動水壓力的反復升降,并使滑體土的強度及邊坡的穩定性大大降低。
      (2)經過仔細查看老建筑物的原設計圖,上部結構雖為整體框架結構,但基礎設計確存在嚴重問題。中部采用人工挖孔樁一樁基,兩側卻用條石砌筑的條形基礎,埋深也僅有1500-1800mm。由于基礎設計的不合理,老建筑物本身就存在著差異沉降的可能性,隨著地下水的變化和地基的變形,自然會引起基礎的不均勻沉降,導致老建筑物墻體裂縫;
      5.處理方案和施工
      根據現場情況,基坑支護結構安全等級為一級。業主要求處理后須保證老建筑物正常使用,既保持老建筑物處理時的不均勻沉降狀態和墻體裂縫不再繼續發展,同時保證新建筑物按計劃施工。經過多方案分析和比較,采取分塊和分步的處理及加固方式。
      (l)由于此時人工挖孔樁已挖至到地下2層底標高,決定立即停止繼續人工挖孔樁的施工,同時停止井中排水。經停工后30天的變形觀測,沉降和墻體裂縫無繼續。此結果表明,上述對產生沉降和墻體開裂原因的分析正確性。
      (2)地基處理:根據對老建筑物墻體裂縫原因的分析和裂縫的位置,首先對老建筑物東側和西側地基采用微型鋼管壓漿樁進行托換。微型樁直徑為110mm,鋼管直徑為48mm,微型樁間距為1000mm,長5000mm,且條基下不小于3500mm。微型樁施工時,先成孔110mm,放置鋼管,然后用粒徑不大于30mm的卵石人工搗實填筑孔中其余部分,最后用不小于o.5mpa壓力灌注水灰比1:4的水泥漿,直至水泥漿返出地面。
      6.結束語
      隨著城市建設的需要,施工場地和其環境越來越復雜,施工過程中往往會造成基坑周邊環境受到影響,在新建筑物的基礎或基坑施工前,應詳細了解和掌握場地的地質條件、地質環境、臨近建筑物的結構形式和基礎形式,同時應對新建建筑物的施工方案進行可行性論證,不應盲目進行新項目的施工,必須在施工過程中對建筑物沉降原因及時進行分析并采取積極措施控制沉降,以免造成不必要的經濟損失或更為嚴重的結果。
      參考文獻:
      【1】史佩棟等編著.深基礎工程特殊技術問題[m].北京:人民交通出版社,2003.
      【2】林慶,孔凡平.淺談深基坑開挖與支護施工應注意的幾點問題[j].黑龍江科技信息.2011(10).
      作者簡介:
      王秋生(1968—),男,漢族,廣東省梅州市人,本科,畢業于東北財經大學,研究方向:工程管理、建筑施工技術。
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  •  更新時間:2014-07-17 20:00:56  作者:佚名 [標簽: 城市 基坑 開挖 建筑物 影響 防治 ]
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