某基坑开挖对邻近幼儿园的影响分析

李 伟 伟

(山西省建筑科学研究院有限公司，山西 太原 030001)

0 引言

随着房地产市场不断的发展变化，土地资源变得越来越紧缺。现如今楼与楼之间的距离是越来越近了，而为了保证新建建筑物质量安全以及最大限度的利用地下空间，各新建建筑基坑开挖深度大都已经超过了与邻近既有建筑基础边缘的水平距离，因此基坑开挖过程中对周边建筑物的影响越来越大，本文通过工程实例来剖析基坑开挖对邻近建筑物的影响，并提出建议。

1 工程概况

其幼儿园教学楼建于20世纪80年代，3层，砖混结构。幼儿园建筑平面呈“凹”字形南北向布置，由3个独立的建筑单体组成。其中北侧教学楼长17.0 m，宽12.5 m，建筑总面积约650 m2。

据幼儿园相关人员反映，幼儿园北侧教学楼于2016年3月、4月份发现墙体裂缝；伴随邻近工地的开挖，教学楼墙体裂缝随之加剧、发展。

2 现场调查

2.1 基本情况调查

经现场调查可知，与幼儿园北侧邻近待建建筑为太原市某综合楼，主体结构为地下3层、地上24层框架剪力墙结构，其建筑总高度为98.7 m，总建筑面积为58 140 m2，其开挖基坑接近正方形，深度14 m～16 m，周长约300 m，而由于规划问题，其基坑边缘与周边最近建筑水平距离仅为10.5 m，现场各建筑平面布置位置示意图如图1所示。

2.2 场地岩土资料调查

因教学楼建设年代较早，相关资料短缺，本次场地岩土资料借鉴邻边新建综合楼项目场地岩土勘察报告，主要情况为：1)地下水位：本次勘察期间，揭露的场地地下水类型为承压水，第一层地下水稳定水位埋深介于1.80 m～2.10 m，第二层地下水稳定水位埋深介于4.90 m～5.30 m，混合水位埋深介于1.60 m～2.40 m之间，混合水位标高介于780.52 m～781.32 m之间，主要补给来源为大气降雨及侧向径流补给。2) 场地地貌属于汾河东岸二阶地。岩性以杂填土、细中砂、粉土、粉质粘土为主。3)本次勘察期间，揭露的场地地下水类型为承压水，地下水位季节性变化幅度为1.00 m。4)本次勘察为揭露黄土及黄土状土，拟建地为非湿陷性场地。

2.3 基坑基本情况介绍

该综合楼基坑支护采用TRD工法桩(渠式切割型钢水泥土连续墙)，即，通过链状刀具的转动和横向移动，对地基土体进行渠式切割与上下搅拌，并与注入的水泥固化液混合，施工过程中插入型钢形成的水泥土连续墙，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。基坑水平支撑结构：采用混凝土支撑(基坑西北角)和预应力型钢组合支撑(其余部位)。支承竖向道数结合基坑开挖深度、周边环境变形控制要求确定，混凝土支撑范围设置两道，型钢组合支撑范围设置三道。基坑降水措施：本工程采用850厚TRD工法墙止水，将坑内外地下水完全隔断；坑内加设自流深井疏干，以便于挖土及基础施工。

3 现场检查、检测

3.1 基础检查

根据现场条件，选取该教学楼北侧局部进行基础开挖、尺寸复检。

经探坑开挖检查可知，建筑采用墙下混凝土条形基础，基础埋深约1.8 m，墙体外扩500 mm；基底下设100 mm厚素混凝土垫层；整体规格尺寸与设计基本相符。但现场检查发现，基础周边及基底回填土多为素土，且土体很湿，有渗水。

基础示意图及相关图见图2～图4。

3.2 建筑墙体裂缝检测

相关人员先后4次针对性对该建筑墙体及地面裂缝进行排查，测量，发现裂缝大多位于门洞口、与东楼交接处等薄弱部位，具体裂缝部位及变化记录如表1所示。

3.3 主体结构倾斜观测

采用DJD2-J型经纬仪对该北侧教学楼主体结构进行主体倾斜观测，受现场条件所限，部分角部无法观测，观测布点示意图则见图5，具体测量数据如表2所示。

表1 幼儿园北楼主体裂缝位置及变化记录表

表2 幼儿园北楼主体倾斜变化记录表

依据GB 50292—2015民用建筑可靠性鉴定标准第7.3.10条“各类结构不适于继续承载的侧向位移评定”规定可知，砌体结构多层建筑墙体H>10 m，顶点位移应不大于H/330(10.4 m/330=31.5 mm)时结构适于继续承载，参考以上测量数据，该幼儿园北楼1号点处建筑主体结构现状已严重超标，虽倾斜趋势有所减缓，但仍处于继续倾斜变形状态。

3.4 基坑监测数据

1)测斜管，共10点，报警值：围护体最大侧向位移4.5 cm，南侧3.5 cm。连续3 d变形超过3 mm/d；2)水位管，共6点，报警值：1 d水位变化幅度超过50 cm；3)基坑周边沉降，共13点。监测报警值：累计沉降超过30 mm，累积地表水平位移超过4.0 cm；4)立柱沉降观测点，共10点，报警值为：日变量大于2 mm，累计量大于20 mm。

经现场对综合楼项目基坑开挖检测阶段性可知：幼儿园教学楼Y1和Y2点(建筑西侧两角点)在基坑开挖最后阶段(6月、7月间)变化比较大，平均沉降速0.254 mm/d；从8月开始变化加剧，这一阶段平均沉降速为0.888 8 mm/d，超出预警值；从11月份开始变化减小为0.052 mm/d。基坑监测布点见图6。

变形监测阶段性结论：

1)从整个基坑开挖过程的监测资料反映，除幼儿园西北角Y1和Y2点外，各点的变化均比较正常，在基坑开挖到最后阶段沉降速率虽然比较大但是没有到达预警值且从11月开始各点的沉降都趋于稳定，没有太大变化。2)虽然基坑水平位移2号、3号、11号、12号点都到达了预警值，但在施工过程中11号、12号都曾经被水泥掩埋过，不排除在挖出点位的过程中有移动现象，后期监测变化均不大。3)各点在基坑开挖至底部时变化最大，但是从11月开始，变化速率和变量比较小，基本趋于稳定变化状态。

3.5 沉降观测

由现场对幼儿园进行沉降观测可知，幼儿园北侧教学楼Y1，Y2，Y3，Y12(建筑北侧三点及西南角一点)初始2016年6月变化均较为明显，其中尤以Y1(建筑西北角)变化最为明显；发展至2016年8月下旬～同年10月中旬以上各点呈明显加剧发展变化趋势；2016年11月后发展变化趋势明显减缓，但尚未进入稳定状态，沉降观测布点示意见图7。

沉降监测阶段性结论：

1)幼儿园沉降监测点Y1,Y2,Y3,Y12的累计沉降量均已超过25 mm，已超过报警值。2)幼儿园北部单体局部倾斜最大点已超过规范允许值。3)幼儿园沉降监测点Y1最后100 d的沉降速率大于0.04 mm/d，超过规范规定允许值，未达到稳定标准。

3.6 地下水位监测

经现场对地下水位检测可知，除接近医科大幼儿园北楼西北角点位水位标高明显高于其他监测点位，其余监测点位水位标高均属同一水平，且所有监测点位水位日常变化量均为超过报警值(50 cm)。

4 分析评价

由上述基坑资料查勘及现场所得数据可知，新建综合楼基坑施工控制出现明显问题——基坑水平变形控制超标、基坑止水性破损等直接导致邻近幼儿园北侧教学楼及周边地面出现变形、开裂、破损。好在应急措施得到控制及时，尚未造成严重的局面产生，待其地下工程全部结束，基坑回填、降水停止后，该区域场地内大的变形影响会逐步消失；周边建筑结构安全隐患会日趋消亡。

而基坑邻近幼儿园北侧教学楼地基基础仍处于变形不稳定状态，且上部结构水平侧向位移已严重超标，不适于继续承载；而上部主体结构墙体裂缝日趋加宽，破损严重，结构整体性已部分破损，结构牢固性日益薄弱，濒临破坏；亟待进行针对性加固补强处理。

5 结语

通过该工程实例我们可以得出，基坑开挖过程中除应合理的加快施工进度、密切监控基坑变形、地下水位等指标(尤其是超过预警值的部位)以外，还应密切关注与其邻近建筑物的表观质量、沉降以及主体结构变形等数据，切不可掉以轻心。