深基坑开挖对周边建筑物的影响和治理方案

宋惺明

摘要：在经济水平的发展下，建筑工程的数量与日增加，大多数基坑周边都有房屋建筑工程、市政管线与地铁隧道工程，在开挖基坑时，会致使周边土体出现变形问题，严重影响建筑物的安全。在基坑开挖的过程中也会影响到周边土地，致使土地稳定性与形状出现变化，继而干扰到基坑施工稳定性，为了保障工程施工质量，必须要对科学的设计基坑支护，本文主要分析深基坑开挖对周边建筑物的影响和治理方案。

关键词：深基坑开挖；周边建筑物；影响；治理方案

在城市的发展之下，地下工程的数量也越来越多，与此同时，由于工程施工出现的各类环境问题也受到了社会各界的广泛关注，大多數基坑周边都有房屋建筑工程、市政管线与地铁隧道工程，在开挖基坑时，会致使周边土体出现变形问题，严重影响建筑物的安全。就现阶段来看，很多学者已经针对深基坑开挖对周边建筑物的影响进行了深入的研究，下面就分析具体的影响与治理方案。

1 工程概况

某工程全长1.982km，分两期进行施工，隧道基坑为一字型，其中二期隧道总长共计712m，宽为27m，深浅呈现出渐变趋势，最深位置为14.2m。拟建位置存在埋藏地带，其中有丰富的地下水，水深共计1.1m，场内有三种不同类型的地下水，即基岩裂隙水、弱承压水与浅层潜水，对地层进行野外勘探、沉积环境分析与地层结构分析，结构显示，地层从上到下土质类型分别为人工杂填土、亚粘土、亚粘土粉细沙、淤泥质粘土几种类型。

对于工程采用钻孔灌注桩加搅拌桩止水帷幕，在管井施工完成之后，加入支护桩，但是在开挖前两周降水，致使土体出现排水固结的问题，对于钻孔灌注桩，采用钢筋混凝土冠梁，土方采用垂直明挖法进行开发，边开挖边采用钢支撑以及坡面挂网喷浆法进行支护。

2 附近建筑物沉降与开裂状况

基坑道路建筑物都出现了程度不一的开裂情况，有的属于横向拉裂，有的局部位置出现了地砖翘起的问题，开裂最严重的建筑物土体结构采用框架结构，其基础属于筏板基础，本文主要针对该种开裂情况分析治理方案。

3 沉降原因与加固方式

根据施工数据情况得出，沉降分为两个阶段，均匀沉降阶段与沉降差异阶段，沉降阶段为2010年2月开始，到5月为止，沉降时间共计三个月，分析显示，沉降是由基坑沉井降水因素导致，建筑物前段基坑开挖深度大，这一位置深层景点降水必须要抽取淤泥质亚粘土层水，且外围没有封闭性止水帷幕，在该种因素的影响下，坑内降水影响了坑外地下水位，致使地表发生下沉问题，导致建筑物在基坑开挖前出现均匀沉降。

第二阶段属于差异沉降阶段，从2010年5月开始，建筑物出现差异沉降，在这一阶段的沉降已经不是以往的均匀沉降，而是存在显著的差异性。差异沉降阶段结束后，进入了沉降稳定阶段，这一阶段共计三个月。此后，进入了加速沉降阶段，历时约为半个月，在这段时间中，各个观测点差异沉降越来越大，在这一阶段，雨量增加，降水量多，积水严重影响到正常的开挖进度，并在一定程度上加剧地面沉降，同时，由于预应力设置的问题，加速沉降问题严重。在差异沉降因素的影响下，施工方决定暂时停工，根据基坑开挖情况来制定加固方案。

4 加固方式的原理与设计方式

4.1 压密灌浆理论

种理论即利用钻孔将浓浆注入土体中，在注浆点位置压实土体，并形成浆泡，在浆泡直径较小的情况下，灌浆压力就会沿钻孔向水平位置拓展，在浆泡尺寸的增加之下，台力会越来越大，并向地面向上抬动，在抬力达到一定程度时，会让下沉建筑物回升，从本质上而言，压密灌浆是一种利用压密土和浓浆置换的加固过程。具体流程详见图1。

4.2 加固方式

加固方式严格遵循《基坑地基基础设计规范》中的相关要求，为了将建筑物基础允许倾斜值控制在千分之4之内，需要先采用注浆法来处理土地，增加土体容重，减小土体孔隙比，增加无侧限抗压强度、压缩模量与抗剪强度，在加固时，需要注意几个问题：

第一，加固位置

本工程降水影响范围长达60m，开挖范围为45m，在建筑物基础与基坑开挖边缘垂直时，水平拉伸问题会严重影响建筑物的稳定性，致使基坑位置出现裂缝，因此，加固范围主要选择这一位置，加固土层选择杂填土层。

第二，注浆材料

在注浆材料的选择上，使用普通硅酸盐水泥，在注浆压力上，将浅部注浆压力控制在500kPa～1000kPa，深部压力控制在1600kPa～2000kPa。对于扩散半径，根据公式计算得知本工程为1.2m，有效影响半径共计1.0m～1.5m。在注浆孔位置上，将其分为两排，第一排注浆孔设置为垂直孔，孔深控制在12m，第二排设置为倾斜孔，孔深控制在15m，倾斜度为45°，孔距设置为0.7m，在施工时，先进行垂直打孔，在其中注入浆液，待垂直幕墙形成之后，即可有效阻碍孔浆液的渗流与土体侧向变形，再利用倾斜注浆孔在其中注入浆液，这可以有效改善地基土力学性能。

第二，注浆量

根据现场试验结果，将水灰比控制在1：1，在其中加入一定量的水玻璃，注浆量可以根据公式来计算，利用注浆量、经验系数、孔隙率、土体积进行确定，经验系数选择0.5，在施工过程中，每平米水泥量需要控制在80kg以上。实践显示，在压密灌浆完成之后，建筑物在短时间就出现回升，不均匀沉降得到显著的减小，建筑物承重墙顶部裂缝与斜拉张裂缝都得到了一定程度的改善，满足的用户使用与安全需求。

图1：压密灌浆流程

5 结语

在基坑开挖的过程中，必然会影响到周边土地，致使土地稳定性与形状出现变化，继而干扰到基坑施工稳定性，为了保障工程施工质量，必须要对科学的设计基坑支护，为了保障设计效果，必须要详细收集沉降数据，为设计工作的开展提供准确的预测。根据本组研究结果可以得出，影响基坑稳定性的因素是多种多样的，而时间因素、压密注浆、距基坑距离、支护桩的布置都会影响基坑建筑的沉降，在支护过程中，必须要把握好各种影响因素，这样才能够有效提升支护效果。

参考文献：

[1] 王建华，徐中华，王卫东. 支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形特性分析[J]. 岩土工程学报. 2007（12）

[2] 薛莲，傅晏，刘新荣. 深基坑开挖对临近建筑物的影响研究[J]. 地下空间与工程学报. 2008（05）