邻近浅基础建筑物的深基坑工程施工及过程控制

石 勇

中国核工业华兴建设有限公司 江苏 南京 211100

建筑密集城区实施的深基坑工程施工，尤其是邻近浅基础建筑物的深基坑工程施工，对邻近建筑物的影响较为明显。本文以南京市某邻近浅基础建筑物的深基坑工程为例，从设计优化、施工过程控制、安全检测等方面入手，发挥协同组合效应，有效降低了深基坑施工过程中对邻近浅基础建筑物的影响，确保了深基坑实施过程中基坑及周边建筑物的安全，可为类似工程实施提供参考及借鉴[1-2]。

1 工程概况

1.1 基坑概况

某城市综合体项目位于南京市江宁区，工程由1栋22层A楼、1栋8层B楼及1栋5层配套商业裙房组成，2层地下室，总建筑面积72 000 m2。

项目基坑面积11 880 m2，基坑周长459 m，基坑开挖深度为10.55～11.95 m，集水井、电梯井等局部坑中坑区域挖深为1.30～2.20 m。原设计中，基坑采用“钻孔灌注桩排桩支护＋1道钢筋混凝土内支撑”的支护方式，基坑安全等级和环境保护等级均为一级（图1）。

图1 基坑平面布置

1.2 工程地质及水文概况

本工程场地地基30 m深度范围内从上至下依次为：①1杂填土，①2素填土，③粉质黏土，④粉质黏土夹砾石，⑤1强风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，⑤2强-中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，⑤3a破碎状中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。

拟建场地浅部地下水类型为孔隙潜水，主要赋存于①层填土中。场地人工填土厚度一般，富水性一般，透水性较好，属弱透水层，雨季水量较丰富。新近沉积的③粉质黏土和④粉质黏土夹砾石，呈硬塑状，透水性差，可视为相对隔水层。勘察期间实测地下水稳定水位埋深0.40～2.30 m，吴淞高程为9.53～12.40 m。年水位变幅1.00～1.50 m，水位变化主要受大气降水和地表水径流补给影响。其余各岩土层含水微弱，为相对隔水层。

1.3 基坑周边情况

基坑北侧为居民自建房，2～3层，距离基坑10.5～14.6 m，此间道路有多条污水管、雨水管、给水管及信息管线。基坑西侧主要建筑物为金钥匙大厦，9层，条形基础，基础埋深3.5～4.0 m，距离基坑5.2～10.7 m。基坑东侧为竹山华庭小区，地下1层，地上16层，基础为桩基础，距离基坑10.8～15.0 m。基坑南侧为天元路（城市主干道），路中隔离带为地铁1号线（高架设置），基坑南侧与天元路之间有大量供电、信息及雨污管线。

2 基坑施工难点

基坑三面现有建筑物距离基坑较近，且大部分建筑为浅基础，基坑深度均超过周边建筑物基础埋深5 m以上。基坑支护施工过程中，周边建筑物及地表变形控制难度较大。在基坑土方开挖过程中，受区域管控影响，土方开挖无法连续进行，这将会造成基坑周边土方卸载不均，极易产生变形。在基坑拆除过程中，因作业时限控制，分区分段拆除间隔较长，基坑变形的不确定影响因素较多。

3 基坑支护方案优化

3.1 将钻孔灌注桩改为旋挖灌注桩

场区中风化岩软硬不均，岩石天然状态单轴抗压强度区间值为1.1～38.3 MPa。基坑支护如采用原泥浆护壁钻孔灌注桩施工，则：场地内部分区域施工难度较大，效率较低，施工工期较长，并且在施工时易产生卡钻、钻孔倾斜、漏浆等问题；穿越强风化岩层时，容易产生塌孔及孔底沉渣难控制等问题；另外，施工时需要泥浆循环，对周边环境有一定的影响。

经分析：持力层上部主要为硬塑状粉质黏土，强风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，强-中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，上述岩土体稳定性好，适宜旋挖桩成孔施工，孔壁不易坍塌；同时，采用旋挖灌注桩，具有成孔速度快、施工工期短等优点。

经过前期试桩阶段2种工艺的现场实践及反复论证，最终将基坑支护方案由泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺改为旋挖灌注桩施工工艺。

3.2 采取隔离桩对重点区域进行隔离

基坑西侧为9层浅基础建筑物，且距离基坑最近，在正常施工条件下，极易产生基础局部沉降、位移等现象，影响此建筑物安全及深基坑施工整体安全，因此，该建筑物被列为基坑实施重点设防对象。为了降低基坑施工整个过程对西侧建筑物的影响，经过设计验算，最终形成在基坑西侧支护排桩外侧预先设置隔离桩的方案（图2），以降低基坑施工对西侧建筑物的影响[3-4]。

3.3 优化栈桥设置

将主栈桥设置在西侧，加强西侧水平支撑的刚度，以减少基坑西侧变形及位移（图3）。

图2 隔离桩布置平面

图3 栈桥设置平面

4 施工过程控制

4.1 西侧隔离桩施工

在基坑支护施工前，先对西侧隔离桩进行施工。施工全部完成后，现场暂停此区域基坑支护作业，将桩机移位至东侧进行基坑支护施工。待隔离桩桩身混凝土强度达到设计强度后，再进行隔离桩内侧基坑支护排桩施工，以减少基坑支护施工过程中西侧的基坑变形。

4.2 土方开挖

土方采取分区分段对称开挖，西侧与金钥匙大厦相邻区域土方最后开挖，以降低基坑开挖过程中基坑四周变形对此区段的影响。土方开挖顺序Ⅰ、Ⅱ区按1-1、2-1→1-2、2-2，Ⅲ、Ⅳ区按3-1、4-1→3-2、4-2进行（图4）。

图4 土方开挖平面

4.3 水平支撑拆除

在西侧金钥匙大厦区域，水平支撑由原机械拆除的方式调整为静力切割的方式（图5），消除机械拆除过程中振动对此区域的影响。

4.2.7.2 食品销售和贮存区域地面、冷藏柜、冷冻柜、热柜、货架、天花板、照明灯、电子秤等应定期清洁保持整洁，做到无食物残渣残留，无飞虫，隔板和角落无污渍，无私人物品等。

图5 支撑梁及栈桥静力切割区域

4.4 外墙防水及保温施工

地下室结构施工完毕后，优先进行西侧金钥匙大厦区域的外墙防水及保温施工，使之具备基坑支护与地下室外墙土方回填条件，闭合此部分深基坑施工环节。

4.5 基坑周边全过程安全检测

4.5.1 基坑开挖前

1）在施工前，对金钥匙大厦建筑物外观进行详细检测，主要检查建筑外观现有裂缝情况，并对底层外墙裂缝情况做相应标识，留取影像资料。

2）对金钥匙大厦外部及楼梯间等可见部位的主要结构构件进行损伤及变形检

测，若有损伤及变形过大，则进行标识并留取影像资料。

3）建筑倾斜检测。采用电子经纬仪结合线锤，在具备观测条件的观测点，对金钥匙大厦建筑物阳角2个正交方向的倾斜情况进行检测。

4）组织检测人员对金钥匙大厦中具备入户条件的住户进行室内裂缝和损伤现状调查。对现有裂缝和损伤进行记录，并留取相应的影像资料。

4.5.2 基坑施工过程中

在基坑土方开挖及支撑系统施工完成后进行，检测内容如下：

1）建筑外观裂缝检测。对底层外墙裂缝标识进行跟踪检查，观察外墙裂缝变化情况。

2）建筑倾斜检测。采用电子经纬仪结合线锤，对金钥匙大厦建筑物四角2个正交方向的倾斜情况进行检测，以掌握其在施工过程中的倾斜变化情况。

4.5.3 基坑施工完成后

1）建筑外观裂缝检测。在施工完成后，对金钥匙大厦建筑物外观进行跟踪检测，主要检查建筑外观现有裂缝变化情况，并对底层外墙裂缝标识进行检查，与前2次的情况进行对比。

2）建筑主体结构构件损伤及变形检测。对外部及楼梯间等可见部位的主要结构构件进行损伤及变形检测，若有损伤及过大变形，进行标识并留取影像资料。

3）建筑倾斜检测。在施工完成后，采用电子经纬仪结合线锤，在具备观测条件的观测点，对金钥匙大厦阳角2个正交方向的倾斜情况进行检测，与前2次的结果进行对比。

4）住户室内现有裂缝和损伤调查。在施工完成后，对住户进行室内裂缝和损伤现状调查，与之前记录的裂缝和损伤情况进行比对，对新出现的裂缝和损伤进行记录，并留取相应的影像资料。

5 实施效果

通过前期设计优化，基坑支护施工周期缩短了2/3，达到了快速形成基坑支护系统的效果，降低了基坑施工过程中未能及时形成完整支护体系带来的不确定性安全风险。

基坑实施过程中，周边建筑物沉降及变形均在控制范围内，达到预期效果。

5.1 倾斜观测

倾斜观测采用小角度法进行，即先用全站仪量测建筑物顶部和建筑物底部的水平角度偏差，并测出仪器中心与建筑物角部的水平距离，根据所测结果计算出建筑物角部的偏移量。

金钥匙大厦倾斜观测点的观测数据表明：基坑施工前、基坑表层土方开挖、基坑二层土方开挖、基坑三层土方开挖、水平支撑及栈桥拆除、地下室施工完毕等各阶段的最大倾斜率仅为0.01%，远小于DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度检测技术规程》5.0.7条规定的最大倾斜度0.4%。

5.2 沉降观测

根据DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度检测技术规程》中沉降观测点布设原则，在金钥匙大厦建筑可监测范围内共布设16个沉降观测点。沉降观测采用二级变形测量等级要求，闭合差小于（n为测站数），定人、定点、定路线施测，测量时准确读数至0.1 mm，估读到0.01 mm。

沉降观测结果显示：16个沉降观测点最后100 d的沉降速度均小于0.01 mm/d。DGJ32/TJ 18—2012《建筑物沉降、垂直度检测技术规程》规定：高层和一级建筑当最后100 d的沉降速度小于0.01 mm/d时，可认为进入稳定阶段。

5.3 裂缝检测

经检测，金钥匙大厦出现裂缝的部位主要在墙体上。根据基坑施工观测期间的2次观测结果：所测墙体裂缝宽度最大值为0.25 mm，且在基坑施工过程中未发展、变化。

6 结语

深基坑施工影响重大，安全性是前提条件，同时对周边环境的影响不容忽视。在深基坑实施过程中，通过对设计优化、施工控制及安全检测等层面进行协同策划及实施，有利于发挥组合效应，可有效降低深基坑施工过程中对邻近浅基础建筑物的影响，确保深基坑实施过程中的整体安全性。