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城市深基坑开挖对周边建筑物影响及防治措施探讨
摘要:随着我国人口密度不断增加,我国城市中将会出现越来越多的建筑物密集区。因此,能够对基坑开挖工程进行详细的研究和解决施工过程中出现的问题对于我国未来建筑行业的发展至关重要。本文结合实际工程项目对基坑开挖导致建筑物的不均匀沉降的原因加以分析,并提出相应的处理措施。
  关键词:基坑开挖;周边建筑物;沉降;防治措施
  1.概述
  深基坑施工是建筑施工中的重点,是整个建筑的基础,深基坑施工的安全可靠,直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响,对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作,统称为深基坑工程。基坑工程包括维护体系设计施工和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对围护体系是否成功产生重要的影响。不合理的土方开挖方式,步骤和速度可能导致主体结构桩基变位。因此,深基坑开挖与支护引起了广泛重视。深基坑工程施工具有以下特点:
  (1)建筑趋向高层化,基坑向大深度方向发展;
  (2)基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑系统带来较大的难度;
  (3)在软弱的土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁;
  (4)深基坑施工工期长、场地狭窄,降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;
  (5)在相邻场地的施工中,打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序相互制约影响,增加协调工作的难度;
  (6)支护型式的多样性。WwW.11665.COM迄今为止,支护型式已经发展到数十种。
  在深基坑工程施工中,往往不可避免的引起周边环境特别是周边建筑物的沉降。在施工过程中对基坑围护结构和周边环境变形的监测是必不可少的。当监测出现变形较大,存在一定安全风险时,就需要对变形较大原因进行分析。根据对变形分析的结果调整基坑开挖施工的方案工序或采取必要的措施,对变形加以控制,从而保证基坑开挖施工过程中的安全。
  2.工程概况和地质情况
  某项目由旧建筑物和新建筑物两栋组成。旧建筑物为8层框架结构,半层地下室,基础为中部人工挖孔桩基和两侧条基(埋深约1.8m);新建筑为内筒外框结构体系,地上24层,地下3层,地上总高度约8lm,基坑最大开挖深度12.6m,基础采用钢筋混凝土人工挖孔扩底桩。该工程位于市区,两建筑物轴线间距为4m,两基础间净距离1.8-2.1m。其东侧为15m高人工切坡,西侧为配套锅炉房库和8层住宅楼。临近还埋设有化粪池及市政给排水管道。
  新老建筑物之间的关系见图1、图2。
  根据工程勘察报告,场地地基土主要由坡积粘土、滑坡堆积碎裂块石、粘土、沙溪庙组粉砂岩、砂质泥岩组成。坡积粘土主要呈硬塑状态,承载力较高局部分布。坡积堆积块石厚度大,但均匀性较差,力学强度稍高;沙溪庙组粉砂岩、砂质泥岩层位稳定,呈微风化状态,力学强度较高,变形小。典型土层分布自上而下为:
  ①粘土:紫红色,硬塑,主要由泥岩风化物堆积而成,夹泥岩碎块及石屑;
  ②块石:紫红色、灰白色,主要由滑移碎裂岩体砂岩、泥岩及粘土组成。滑移砂岩体呈中等~强风化状态,部分地段形成厚度较大的孤石,局部呈全风化或风化成土,滑移泥岩体呈中等~强风化状态,部分地段已风化成土;块石含量平均可达65%左右,土石结构混乱,分布不均,裂缝发育;
  ③粘土:灰白、紫红色,硬塑~可塑,局部软塑,为滑带土,主要组成矿物蒙脱土,颗粒细腻,上部含较多砂岩岩屑;
  ④粉砂岩:青灰、紫红、紫灰色,粉砂结构,块状构造,钙质、泥质胶结,呈微风化状态,主要组成矿物石英、长石等,臣厚层,层理不发育;
  ⑤砂质泥岩:紫红色泥质结构,块状构造,钙质、泥质胶结,呈微风化状态,主要组成矿物为粘土矿物及长石等,臣厚层,层理、裂隙不发育。
  图1 旧基础平面图
  图2 a-a剖面图
  3.现场情况
  原定采用逆作法进行地下室的施工,由于建筑场地狭窄,故先进行新建筑物人工挖孔桩基施工,桩基同时开挖,孔内明排地下水。在新建筑物施工过程中老建筑物继续使用。在桩基平均挖至地下2层(绝对标高约235.40m)时,老建筑物基础开始发生不均匀下沉,条形基础部分最为突出,平均沉降量为1-25mm,最大沉降发生在老

筑物的东北角和西北角。老建筑物北外墙东侧、西侧首先出现裂缝,随后向中部发展,屋顶水平位移约20mm,墙面裂缝宽度平均多在1-3mm,最大裂缝达5mm,发生在老建筑物北外墙的中部。严重影响和威胁到老建筑物的正常使用和安全。
  4.不均匀沉降原因分析
  (1)根据工程勘察报告及现场调查,场地处于一个较大的古滑坡地段,新老建筑物均建在滑动体之上。根据勘察院的观测结果,此滑体目前虽处于相对稳定状态,但对降雨十分敏感,暴雨之后变形量往往急剧增大。水位的变化将产生滑体内动水压力的反复升降,并使滑体土的强度及边坡的稳定性大大降低。
  (2)经过仔细查看老建筑物的原设计图,上部结构虽为整体框架结构,但基础设计确存在严重问题。中部采用人工挖孔桩一桩基,两侧却用条石砌筑的条形基础,埋深也仅有1500-1800mm。由于基础设计的不合理,老建筑物本身就存在着差异沉降的可能性,随着地下水的变化和地基的变形,自然会引起基础的不均匀沉降,导致老建筑物墙体裂缝;
  5.处理方案和施工
  根据现场情况,基坑支护结构安全等级为一级。业主要求处理后须保证老建筑物正常使用,既保持老建筑物处理时的不均匀沉降状态和墙体裂缝不再继续发展,同时保证新建筑物按计划施工。经过多方案分析和比较,采取分块和分步的处理及加固方式。
  (l)由于此时人工挖孔桩已挖至到地下2层底标高,决定立即停止继续人工挖孔桩的施工,同时停止井中排水。经停工后30天的变形观测,沉降和墙体裂缝无继续。此结果表明,上述对产生沉降和墙体开裂原因的分析正确性。
  (2)地基处理:根据对老建筑物墙体裂缝原因的分析和裂缝的位置,首先对老建筑物东侧和西侧地基采用微型钢管压浆桩进行托换。微型桩直径为110mm,钢管直径为48mm,微型桩间距为1000mm,长5000mm,且条基下不小于3500mm。微型桩施工时,先成孔110mm,放置钢管,然后用粒径不大于30mm的卵石人工捣实填筑孔中其余部分,最后用不小于o.5mpa压力灌注水灰比1:4的水泥浆,直至水泥浆返出地面。
  6.结束语
  随着城市建设的需要,施工场地和其环境越来越复杂,施工过程中往往会造成基坑周边环境受到影响,在新建筑物的基础或基坑施工前,应详细了解和掌握场地的地质条件、地质环境、临近建筑物的结构形式和基础形式,同时应对新建建筑物的施工方案进行可行性论证,不应盲目进行新项目的施工,必须在施工过程中对建筑物沉降原因及时进行分析并采取积极措施控制沉降,以免造成不必要的经济损失或更为严重的结果。
  参考文献:
  【1】史佩栋等编著.深基础工程特殊技术问题[m].北京:人民交通出版社,2003.
  【2】林庆,孔凡平.浅谈深基坑开挖与支护施工应注意的几点问题[j].黑龙江科技信息.2011(10).
  作者简介:
  王秋生(1968—),男,汉族,广东省梅州市人,本科,毕业于东北财经大学,研究方向:工程管理、建筑施工技术。
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  •  更新时间:2014-07-17 20:00:56  作者:佚名 [标签: 城市 基坑 开挖 建筑物 影响 防治 ]
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