深基坑开挖对既有建筑物的保护与监测勘察研究

王庆翔

（广东省廉江市第三建筑工程有限公司，广东 廉江524000）

一、概述

深基坑施工在土方开挖工况阶段，由于土方的卸载作用，对基坑的支护结构产生很大的影响，应力的变化导致支护结构的水平位移，垂直位移等等，从而可能影响到邻近既有建筑物的安全。本文对既有建筑物的监测勘察与保护作了探讨。

（一）既有建筑物增载和保护的勘察要点

1既有建筑物的增载和保护的岩土工程勘察应注意以下6点。

①搜集建筑物的荷载、结构特点、功能特点和完好程度资料，基础类型、埋深、平面位置，基底压力和变形观测资料；场地及其所在地区的地下水开采历史，水位降深、降速、地面沉降、形变，地裂缝的发生、发展等资料。

②评价建筑物的增层、增载和邻近场地大面积堆载对建筑物的影响时，应查明地基土的承载力，增载后可能产生的附加沉降沉降差；对建造在斜坡上的建筑物还应进行稳定性验算。

③对建筑物接建或在其紧邻新建建筑物，应分析新建建筑物在既有建筑物地基土中引起的应力状态改变及其影响。

④评价地下水抽降对建筑物的影响时，应分析抽降引起地基土的固结作用和地面下沉、倾斜、挠曲或破裂对既有建筑物的影响，并预测其发展趋势。

⑤评价基坑开挖对邻近既有建筑物的影响时，应分析开挖卸载导致的基坑底部剪切隆起，因坑内外水头差引发管涌，坑壁土体的变形与位移、失稳等危险；同时应应分析基坑水引起的地面不均匀沉降的不良环境效应。

⑥评价地下工程施工对既有建筑物的影响时，应分析伴随岩土体内的应力重分布出现的地面下沉、挠曲等变形或破裂，施工降水的环境效应，过大的围岩变形或坍塌等对既有建筑物的影响。

2建筑物的增层、增载和邻近场地大面积堆载的岩土工程勘察应包括下列5项内容。

①分析地基土的实际受荷程度和既有建筑物结构、材料状况及其适应新增荷载和附加沉降的能力。

②勘探点应紧靠基础外侧布置，有条件时宜在基础中心线布置，每栋单独建筑物的勘探点不宜少于3个；在基础外侧适当距离处，宜布置一定数量勘探点。

③勘探方法除钻探外，宜包括探井和静力触探或旁压试验；取土和旁压试验的间距，在基底以下一倍基宽的深度范围内宜为0.5 m，超过该深度时可为1 m；必要时，应专门布置探井查明基础类型、尺寸、材料和地基处理等情况。

④压缩试验成果中应有 曲线，并提供先期固结压力、压缩指数、回弹指数和与增荷后土中垂直有效压力相应的固结系数，以及三轴不固结不排水剪切试验成果；当拟增层数较多或增载量较大时，应做载荷试验，提供主要受力层的比例界限荷载、极限荷载、变形模量和回弹模量。

⑤岩土工程勘察报告应着重对增载后的地基土承载力进行分析评价，预测可能的附加沉降和差异沉降，提出关于设计方案、施工措施和变形监测的建议。

建筑物按建、邻建的岩土工程勘察应符合下列4条要求。

①应对建筑物的结构和材料适用局部挠曲的能力做出评价。

②除按相关规范要求对新建建筑物布置勘探点外，还应为研究接建、邻建部位的地基土、基础结构和材料现状布置勘探点，其中应探井或静力触探孔，其数量不宜少于3个，取土间距宜为1 m。

③压缩试验成果中应有e-lgp曲线，并应提供先期固结压力、压缩指数、回弹指数和与增荷后土中垂直有效压力相应的固结系数，以及三轴不固结不排水剪切试验成果。

④岩土工程勘察报告应评价由新建部分的荷载在既有建筑物地基土中引起的新的压缩和相应的沉降差，评价新基坑的开挖、降水、设桩等对既有建筑物的影响，提出设计方案、施工措施和变形监测的建议。

（二）地下水抽降影响的岩土工程勘探要点

评价地下水抽降影响的岩土工程勘察工作应符合下列要求：

①研究地下水抽降与含水层埋藏条件、可压缩土层厚度、土的压缩性和应力历史等的关系，做出评价和预测；

②勘探孔深度应超过可压缩地层的下限，并应取土试验或进行原位测试；

③压缩试验成果中应有e-lgp曲线，并提供先期固结压力、压缩指数、回弹指数和与增荷后土中垂直有效压力相应的固结系数，以及三轴不固结不排水剪切试验成果；

（三）基坑开挖对邻近建筑物影响的岩土工程勘察要点

评价基坑开挖对邻近建筑物影响的岩土工程勘察工作应符合下列3条要求。

①搜集分析既有建筑物适应附加沉降和差异沉降的能力，与拟挖基坑在平面与深度上的位置关系和可能采用的降水、开挖与劫掠措施等资料。

②查明降水、开挖等影响所及范围内的地层结构，含水层的性质、水位和渗透系数，土的抗剪强度、变形参数等工程特性。

③岩土工程勘察报告除应符合相关的规范要求外，还应着重分析与预测坑底和坑外地面的卸荷回弹，坑周土体的变形位移和坑底发生剪切隆起或管涌的危险，分析施工降水导致的地面沉降的幅度、范围和对邻近建筑物的影响，并就安全合理的开挖、支护，降水方案和监测工作提出建议。

（四）地下开挖对建筑物影响的岩土工程勘察要点

评价地下开挖对建筑物影响的岩土工程勘察工作应符合下列3条要求：

①分析已有勘察资料，必要时应做补充勘探测试工作；

②分析沿地下工程主轴线出现槽形地面沉降和在其两侧或四周的地面倾斜、挠曲的可能及其对两侧既有建筑物的影响，并就安全合理的施工方案和保护既有建筑物的措施提出建议；

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③提出对施工过程中地面变形、围岩应力状态、围岩或建筑物地基失稳的前兆现象等进行监测的建议。

二、工程实例

（一）工程概况

××大饭店处于市中心的旧城改造区，总建筑面积86000㎡，地上29层，地下两层，工程桩采用钻孔灌注桩。基坑平台设计为102.9m×96.6m，基坑开挖深度为原地面下9.6m。场地北侧距基坑边线约11米。西侧为5层的学校教学楼（人工挖孔桩基础）及7层的教师住宅楼（天然地基），距基坑边线约6.8m，南侧为3-6层的居民住宅旧楼（天然地基），距基坑边线约10.2m，东侧距基坑边线约8.1m。

（二）既有建筑物的监测保护措施

每栋既有建筑物的监测内容：①垂直沉降：用水准仪，按建筑物距基坑边线的距离在建筑物远、中、近设三个观测点；②倾斜：用经纬仪，同样设远、中、近三个点；③裂缝：用裂缝观测仪，远、中、近不少于三点。

1监测

由于本工程所处周边环境较为复杂，在施工过程中应加强监测。为预防不必要的纠纷，对周围建筑物在基坑开挖前进行全面检测、拍照、存档以备查。施工监测的目的就是为了获取整体结构系统及场区周围建筑物的准确位置信息，以便了解其变化的态势，同时，利用监控信息的反馈分析，更好地预测系统的变化趋势，及时指导施工，必要时可通过修改原始设计，确保工期和施工安全。

本工程共布置42个水平位移监测点、66个竖向沉降监测点和9个地下水位观测井。基坑周边水平位移预警值为40mm，最大竖向沉降预警值为40mm。

2问题处理

施工过程中基坑北侧曾出现较大水平位移，通过分析，造成基坑水平位移的原因是该处有一紧挨基坑的2层观景楼荷载略超过设计允许堆载25kPa，观景楼的景观游泳池注水导致游泳池产生的荷载增大、进一步导致了基坑的水平位移的急剧增大。针对上述情况，采取的解决方案是：

①减小基坑超载，将观景楼景观游泳池的水全部抽干；

②观景楼范围围护桩桩间均在-4.2m处增设一道锚杆，锚杆采用Φ28mm钢筋，孔径为130mm，长度18m，入射角为25°，腰梁采用Q345[20]的槽钢；

③加大观测频率，若水平位移进一步发展则进行回填土方。

通过以上技术措施确保了基坑支护结构的安全，实际效果明显，基坑变形未进一步发展，地下室施工基本未受影响。现场监测数据显示，沉降和水平位移量增大主要发生在基坑底人工挖孔桩开挖和爆破期间，在基坑土方开挖和桩基及地下结构施工过程中，部分监测数据接近预警指标，但未对周边建筑物、地下管线及支护结构本身造成不良影响。

结语

基坑的安全，是周边建筑物安全的基本保证。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2]JGJ 106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].