浅谈深基坑对相邻建筑的影响以及防护

    【摘要】基坑工程是大型的土体开挖工程，其直接影响是引起周围土体应力应变的重分布，导致周围土层的移动。
    【关键词】基坑 沉降 支护
   
    近些年来，我国房地产业蓬勃发展，各类建筑如雨后春笋，城市建筑用地愈发紧张。为了充分利用空间，缓解城市用地不足，现代化城市采用了向高空和地下发展的策略，高层、超高层建筑越来越多，大型深基坑技术也被越来越多地运用。
    基坑工程是大型的土体开挖工程，其直接影响是引起周围土体应力应变的重分布，导致周围土层的移动，产生较大的地表沉降和不均匀沉降，对周围环境产生不利影响，很多时候这种影响远远超过事故本身对工程的影响。本文就某高层综合性建筑的这一问题做简单分析讨论。
   
    一、工程概况
   

    本工程位于杭州湾西北岸浙江省海盐县秦山镇杨柳山一带某电厂厂区内，其南临厂职工食堂，东临一办公楼，平面布置如图。该建筑为地下一层，地上十四层，其中裙房三层。工程总建筑面积31415m2，其中地下5668 m2、地上部分25747 m2。建筑主楼高度64.3m。基础采用钻孔灌注桩 筏板型式，主楼为钢筋混凝土框架剪力墙结构。位于综合办公楼下面，地下车库基础采用桩基础，工程桩为钻孔灌注桩。基坑开挖面积较大，形状呈矩形，车库东西向最大跨度约60m，南北向最大跨度约95m，地下室开挖面积约5700m2。现场自然地坪高程约-0.65m，开挖深度5～6m，电梯部位开挖深度8.15 m。
    本工程场地原为海积平原和海滩地貌，原地面标高为0.13m～4.03m。在原厂二期工程建设时，将杨柳山开挖至厂坪标高10.93m左右，并对海积平原和海滩区采用开山片石回填至接近厂坪标高，现地貌为人工回填自然堆填未经夯实片石，厚度约7.7～13.0m。由于场地部分地段属海滩区，回填片石与海相通，片石内存在海水，地下水位埋深受潮汐影响，其水位变幅小于海水潮位，变化时间略滞后潮水位。
   
    二、基坑对相邻建筑物的影响
   
    参照以往工程实际经验并查阅相关技术参考文献可知，通常情况下，基坑开挖引起的坑以外的土层移动影响范围(水平及竖直方向)，一般认为是开挖深度的2～3倍。实际工程中，当土质较差且支档结构入土深度不大时，支档结构侧向变性较大，最大地表沉降发生在坑边，随着距坑边的距离增大而减小。当土质较好且支档结构入土较深时，支档结构侧向变形较小，此时最大地表沉降离坑边较远，其大小为支档结构侧向位移的0.7倍。
    如图所示，本工程所开挖基坑主要相邻建筑为职工食堂，该食堂是一座正在使用的2层大跨度混合结构建筑物，该食堂北墙整个与开挖基坑相邻，距离基坑开挖边线仅4.7m。基坑将对相邻的食堂产生很大影响，采用的支护方式必须满足以上的数据要求。基坑和相邻建筑物之间是互相影响的，支护方式的选取应从两方面考虑：基坑开挖将会使该食堂的基础承载力减小引起基坑边坡土体失稳。在整个基坑支护措施中，相邻食堂部位将是该支护方案的重控制对象。
   
    三、支护形式的选择
   
    一般基坑开挖常见的支护方式有：(1)深层搅拌桩支护，是利用水泥、石灰等材料固化土体的原理，其主要适用于各种成因的饱和性粘土，但由于其抗拉强度远优于抗压强度；(2)排桩支护，包括钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩及人工挖孔桩，根据土质和地下水位的不同其排列方式分为柱列式排桩支护、连续排桩支护和组合式排桩支护。(3)地下连续墙支护，适用与软土层、开挖深度较大基坑；(4)土钉墙支护，利用钉置在土体的细长杆件与土体和配套的网喷混凝土共同作用。
    考虑本工程基坑开挖规模、开挖深度以及周边环境、工程地质和水文条件等因素，采用排桩对基坑进行围护，桩型上部分填土层冲击(人工挖孔)成孔，下部采用钻孔灌注桩，总数67 2根(西侧电梯井处塔吊基础桩)，支护排桩桩身有效桩长13.2m、9.0m，直径800mm，钢筋笼采用主筋Ф22、Ф25，螺旋箍Ф800@1600(2000)，加劲箍Ф14，桩间距为1600(2000)mm，混凝土强度等级为C25。为加强支护排桩的刚度、稳定性，在支护排桩桩头设置了压顶联系梁。具体对紧邻职工食堂基坑支护采用围护排桩和临时斜支撑相结合的结构形式(斜支撑形式见简图)，紧邻武警办公楼和北侧道路以及东西两侧电梯井基坑部分采用围护排桩的结构形式。基坑四周全部采用网喷混凝土帷幕隔渗。

    四、本工程中的施工控制
   
    本工程划分三个施工段。第一段为南侧食堂边共33根桩；第二段为西侧电梯井边围护桩10根加塔吊基础桩2根共12根；第三段为东侧武警食堂前方共24根桩。
    以下方面是施工过程中需要重点控制工序：
    1.孔深控制。直接用测绳进行测量。由于测绳1m段连接重物容易受损，在收起测绳后要对1m段进行复测，以保证钻孔深度的真实性。
    2.钢筋笼制作与隐蔽的控制。钢筋笼制造要严格遵循设计图纸要求，采用合格材料。施工工程中要对焊接用的焊条、螺旋箍筋与主筋的焊接、加劲箍筋的间距、加劲箍筋是否与主筋点焊牢固、钢筋笼混凝土垫块的布置这些容易忽视的细节进行控制。
    3.清孔控制。围护排桩深度13.2m、9.0m，深度较小。但实际施工过程可能遇到片石层，当碎石较多时，泥浆会大量渗漏致使不能有效形成泥浆护壁，形成塌孔。
    4.浇筑控制。本工程采用混凝土罐车运至现场直接进行浇筑，浇筑过程中要严格按照灌注桩施工工艺进行施工。对混凝土随车配合比单、浇筑混凝土初灌量、到场时混凝土坍落度、混凝土试块都要按规范严格控制。
    围护桩施工时会对基坑边坡的稳定可能产生不可预见的一些不利情况，施工过程中，基坑的监测工作是必不可少的。
   
    五、基坑检测
   
    基坑支护离不开基坑的监测，深基坑开挖具有很大的复杂性和艰巨性，处理不当就会对周围环境造成巨大的危害，因此深基坑监测成为保护深基坑施工安全和周围环境安全的必要措施。基坑监测点布置示意图如下：
   
    本工程基础底板钻孔灌注桩与支护围护桩同时进行，施工主要集中在3~5月份，施工时间较长，基坑监测频率为1次/天，在基坑南侧毗邻职工食堂地段进行土体开挖期间相应加大监测频率。6月份后灌注桩施工以进入后期，但由于本工程地处浙江嘉兴，进入6月份后，降雨较多，仍需继续坚持基坑的土体沉降监测，监测频率为1次/2~3天。截止到基础底板钻孔灌注桩与支护围护桩完成，沉降观测职工食堂共8.1mm，水平位移最高累计为14mm，没有偏离监测方案，较为安全稳定。
   
    六、结语
   
    基坑开挖是一个复杂的与实际联系紧密的工程，与场地地质勘察、支护结构设计、开挖放坡、施工管理、现场监测、相邻建筑之间的影响等都密切相关。 来源: 《www.jianzhu518.com》.