浅谈深基坑对相邻建筑的影响以及防护

温泽洪

【摘要】基坑是施工安全、建筑及周围建筑安全与稳定性的重要保证，基坑紧凑、狭小会引起地面沉降和地层位移，而使得建筑及相邻建筑物受到影响。本文阐述了深基坑对相邻建筑的影响，总结了相关的防护措施，为相关工作人员提供参考及建议

【关键词】基坑；相邻建筑

1 绪论

在进行地下与建筑物基础施工时所开挖的地面以下的空间叫做基坑，在岩土工程界将深度超过7m的基坑称之为深基坑。随着高层建筑的出现与建筑之间密集程度的增大，基坑开挖空间明显不足、相邻基坑过于紧凑，如果施工设计不当或保护措施不足，便会使基坑基坑变形导致建筑沉陷、开裂，为了保证基坑、建筑及周围建筑的安全，必须要对基坑实施保护措施来避免因基坑而造成的建筑安全问题。

2 深基坑相邻建筑的影响

深基坑对相邻建筑的影响涉及基坑、土体、桩基等问题，从力学角度分析，基坑的开挖会引起坑外土体沉降和地层位移，并且在基坑开挖过程中会使深基坑上部结构因桩基的附加位移和内力而产生相应的附加位移和内力，从而影响建筑物的稳定性和安全性。

地表沉降与土层好坏、支护形式、基坑的施工方案及施工质量等有关。如果土质较差、支护结构入土深度不够大时，地表沉降会变发生在坑边；如果土质较好、支档结构入土较深，支护结构侧向基本不会变形，则最大地表沉降离坑边较远。

3 对深基坑相邻建筑的防护

在对深基坑相邻建筑进行防护时，需要注意以下几点：深基坑内外形变和位移不可造成建筑下沉和开裂；防护措施要可靠，便于施工；确保施工技术安全性，避免发生事故。

综合历年文献报道及工程实践并进行总结，对于深基坑相邻建筑的防护主要包括以下几点。

3.1 支护结构

支护结构的刚度足够大才可以有效减少其水平位移，有效控制墙体的最大侧向变形及最大地面沉降。但是工程造价较高，在深基坑支护施工中，实际工程中需要进行全方面考虑，结合实际情况，制定最优方案。常见的支护方式有：（1）深层搅拌桩支护，利用固化土体的原理，采用水泥、石灰等为材料进行支护；（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，适用与开挖深度较大、土层性质较好的深基坑；（4）土钉墙支护，钉置在土体的细长杆件、土体和配套的网喷混凝土的相互作用进行支护。

3.2 围护结构的入土深度

围护结构与入土深度有着一定的相关性。当入土深度较小时，围护墙位移随着入土深度的增大而减小，但是一旦达到入土深度最大值之后，两者之间就不存在变化关系。因为超过此值后，墙前、后的土压力趋向于静止土压力，即使增加入土深度，墙前后的土压力变化也不再明显。相关文献报道的研究结果表明，入土深度不大于0.9-1.0H时（H是基坑深度），增加墙体入土深度会有效控制地面沉降情况，从而保护相邻建筑的安全。

3.3 地下水

地下水降低对相邻建筑物有着严重的影响，有效应力原理：σ=σ+u，式中：σ为地层中总应力；σ为有效应力；u为空隙水压力。

根据上式可知，当地下水位降低时，孔隙水压力u也会降低，地层总应力σ不变时，有效应力σ增大，则土体产生固结沉降。由此可知，地下水降低对相邻建筑物沉降的影响是无法忽视的，因此在基坑开挖范围内设置降水井可以避免这一现象，但是降水井要远离基础承台、地梁，基坑开挖前要先将深水井进行抽水。

3.3 开挖基坑的时空效应

时空效应理论的基本思想是指充分考虑土体时间及空间作用。由于深基坑会导致相邻的建筑物的形态发生变化，所以要利用土体本身的潜力有效控制变形，结合土工参数、结构参数及施工参数等因素及其三者之间相互变化的关系，使形变得到有效控制。根据时空效应，可以采取的有效措施有：

（1）坑内土体加固：防止卸荷造成土体强度降低，同时增加被动区得侧向抗力；

（2）施加预应力：预应力可以减小围护结构变形，减轻深基坑的沉降，并且能消除坑周围部分土体孔隙水压力，从而减小固结时间，降低时间效应；

（3）及时的浇筑底板，通过减小基坑底部的暴露时间来减小土体扰动；

（4）软土基坑中，适当减小每步开挖的空间尺寸，禁止超挖，降低每步开挖无支撑的暴露时间，尽可能的消除时空效应；

（5）将支护体设计成拱形

（6）按照“分层、分块”的原则来控制开挖速度及宽度 ；

（7）尽可能对称开挖，开挖速度要适中，不可过慢或过快。

3.4 设置坑外隔离桩

在深基坑与隔离桩之间设置隔离桩可以减少施工引起的侧向土压力、地基差异沉降引起的摩擦阻力以及围护结构上的土压力，即可有效阻止深基坑相邻建筑物的沉降。其作用机理如下图所示。当土体产生滑移变形时，隔离桩通过滑移面剪切能力以及桩身给予的桩侧面阻力来限制桩后土体的变形趋势，从而使建筑物免于沉降。

上海部分地区深基坑工程实践表明，隔离桩应该在施工前最先建立，这样便可以形成隔离帷幕，从而有效减少工程前期施工造成的地表沉降。

以上几种方法均可对深基坑相邻建筑进行防护，具体如何实施还要联系到实际工程实施情况。在深基坑施工时期及施工后期，还需要对其进行监管，安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测才能及时对基坑支护结构的裂缝、变形等问题进行处理，通过信息化的管理、所需数据准确的分析，保证偶然发生的问题都能及时的发现和处理，从而保证施工的安全。

【结束语】

随着高层建筑的普遍增多，建筑之间的距离已逐渐密集，大多數基坑工程场地都变得狭小，施工环境也相对复杂，只有确保基坑及支护结构的安全，才能够保证周围建筑物的安全及正常使用，这使得施工人员对基坑的研究更加重要，而在深基坑实际施工过程中除了要做好各方面的防护外，实际施工时对于深基坑的开挖及支护结构的实施与设计资料还会有所差异，在计算时除了依据现有的设计资料外，更应综合考虑实际开挖深基坑时所需计算参数的变化。将数值模拟、支护设计、动态监测和安全施工有效融入成一个整体，才会在施工前后保证建筑及相邻建筑的安全，极大地推动基坑工程的发展。

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