深基坑开挖沉降变形的分析研究

刘富海

随着科学技术的进步，在建筑安全与建设技术方面，我国提出了更高的要求，特别是对安全与基础建设要求更高。在建筑基础建设过程中，深基坑开挖是其中的一个重要施工环节，会给周围的建筑带来一定程度的影响，因此深基坑开挖工作开展中，其所面临的问题和困难是比较大的。要想保障周围建筑的安全性，那么在深基坑开挖过程中就要做好各个方面的工作，这不仅是工程建设质量与安全方面的要求，也是为人民群众的安全与社会和谐负责的举动。

1.深基坑开挖发展

在我国建筑建设中，深基坑开挖是近几十年才开始发展起来的，建筑工程施工建设中，因为建设高度与地下空间基坑的提高，随之出现了深基坑工程。在城市建设发展过程中，深基坑工程的规模也在不断地随着城市发展而变大[1]。深基坑也从一个新型的基础建设，逐渐向更加成熟与专业化的方向发展。深基坑开挖规模的不断扩大，地下的深度也随着越来越深，因此，在其发展中还需要不断地加强和完善其施工基础。在现代工程建设过程中，深基坑开挖也得到了快速地发展，随着规模的逐渐扩大，建筑工程建设中也起到了十分关键的作用。

2.深基坑开挖特点

2.1 区域性

与普通的基坑开挖施工不同，普通的基坑，其在开挖的时候，受到的岩石范围是有限的，而深基坑开挖涉及的岩土区范围比较大，如沙土地基、软黏土地基或者是黄土地基等，并且随着深基坑开挖深度的不断变化，其岩土区域也会跟随其深度的不断加深而发生变化。

2.2 综合性

深基坑在其开挖的时候，所需要的规模比较大，而且深度相对来说也比较深，并且深基坑开挖工作施工开展的时候，要考虑很多方面的因素，要通过综合设计与解决之后才能有效地开展开挖工作。深基坑开挖工程施工中会涉及岩土工程、结构工程等工程，通过与这些工程有效地结合，形成深基坑工程。

2.3 不稳定性

深基坑工程开展的过程中，因其技术不完善及开挖深度比较深等一些原因，在实际施工过程中，会存在很多的不稳定因素。而且在实际开挖的时候，其会随和岩土层的变化，进而使周围的建筑地基受到一定的影响。另外，深基坑在设计和计算的时候，由于缺乏相应的准确性，其开挖容易存在不稳定性。

3.深基坑开挖存在的问题

3.1 岩土层不稳定性

在深基坑进行开挖的过程中，如果开挖的深度比较深，那么岩土层涉及的层次也会比较多，这样在开挖深基坑的时候，岩土层就会不具备一定的稳定性，进而在实际施工的时候，就会容易发生岩层坍塌现象，进而出现岩土回填等一系列问题。尤其是在一些沿海地带的城市中，其地下水位线要浅一些，因此其岩土层稳定性会更差一些。

3.2 施工因素影响

深基坑开挖的深度比较深，开挖范围比较大，因此，在实际施工的时候对施工技术和相关设备的要求就比较高[2]。但是在实际开挖工作开展的时候，很多的施工人员往往对开挖的过程不了解，自身专业能力比较欠缺，再加上受气候等方面因素的影响，导致施工设备和岩层的稳定性都不高。

3.3 设计和计算不够精确

在深基坑开挖工作实施的时候，对技术与质量有比较高的要求，但实际施工过程中，通常工程设计与计算往往不够准确，使得工程施工存在一定的误差。而在施工中，工程规模大、施工不稳定等因素也是导致计算不够精确的主要因素。

4.某高层建筑工程案例分析

某高层建筑住宅建筑工程，该建筑一共有33 层，这个建筑是以桩基础为主的高层建筑，建筑的部分有地下一层，深基坑的深度是10m，宽度是24m，通过与工程相关实验结果及有关资料分析得知，这个高层建筑工程其所在的土层，是人工堆积层，其整体的土质和土壤都比较软，在进行深基坑开挖施工的时候需要注意。

该高层建筑在开展深基坑开挖施工的时候，其施工方法采用的是盖挖逆作施工方法，这种方法主要是对围护结构应用地下连续墙机构。其接头的位置则是应用十字钢板接头来进行施工，并且通过测量，进而得出了地下连续墙厚度是1.2m，建筑的出口和入口及风亭等位置，在施工的时候应用了明挖法来进行施工。同时，在应用支护技术方法方面，是应用高压旋喷桩止水帷幕，然后通过与内支撑、钻孔灌注桩等支护方案来进行有效的配合，通过一系列观测和分析，进而发现了该建筑的基坑变形，其变形的等级是一级。其地面的最大沉降量是在0.1%H之内，在刚刚开始施工的时候，就将地下的连续墙结构保护了起来，尽量避免地下连续墙出现变形情况。在实际施工时，建筑的主体，其结构的强度也在不断地提升，同时也将支护结构的作用体现了出来。

5.深基坑开挖对周围高层建筑沉降变形影响分析

随着建筑工程建设规模越来越大，建设的密度也在不断地提升，其施工建设中也不断面临着不同的技术风险和挑战[3]。高层建筑中，其建筑沉降变形的原理，主要是因建筑的基础承载力比较弱而导致的变形，而沉降变形的另一个原因，是土体发生了比较深的沉降和大侧移。深基坑开挖的时候其开挖的深度都比周围建筑深度要大，因此高层建筑物基础下的土体会发生倾斜和不均匀沉降等现象。

在基坑深度的开挖的时候，其和周围的建筑之间土体一旦发生倾斜和沉降，那么这个时候，高层建筑基础下土层，其就会逐渐地向基坑开挖的方向进行倾斜，进而逐渐导致高层建筑基础发生变形问题，最终使得高层建筑发生变形及沉降。另外，基坑在开挖卸荷之后，这个时候，高层建筑物的基底附加应力会失去平衡，这个时候，应力的方向逐渐会向基坑的方向来进行传递，进而使得高层建筑基础的承载力失去一定的平衡，最终导致建筑出现沉降变形现象。

总的来说，深基坑开挖过程中，其周围的土体会发生流失，应力状态也会发生一定的改变[4]。而自然应力状态改变及土体流失，通常是以土体水平和竖向位移的方式来体现出来的。建筑物发生破坏是基础的位移及变形而导致的。而土体的位移，是通过支护系统刚度和基坑的开挖方式来决定的，土体发生位移的时候是不是会造成一定的破坏，需要通过高层建筑物变形和扭曲的极限来进行判断。所以，在深基坑开挖过程中，其对高层建筑物带来的沉降变形影响还是十分明显的，要想有效地解决其沉降变形问题，就要通过不断分析和研究，采取针对性的措施来解决这个问题。

6.深基坑开挖沉降变形防范措施

深基坑开挖过程中，之所以会给周围的建筑带来沉降变形的影响，其主要的原因是基坑开挖的时候，给周围建筑物基础带来一定的破坏，而建筑基础物遭破坏，主要体现在土层出现沉降和倾斜现象。通过深基坑开挖沉降变形的原理分析可以制定以下几种沉降变形方法措施：

（1）深基坑开挖之前，相关人员一定要做好前期的准备工作，在深基坑开挖的时候，相关的工程设计人员在开挖之前，一定要对周围的建筑物资料进行仔细的调查，对周围建筑基础建设的内容进行收集，然后再对周围建筑的基础承载能力进行分析，在深基坑开挖的时候，做好相关的设计和计算工作。

（2）在深基坑开挖的时候，做好周围建筑物的防护工作。在实际进行深基坑开挖的时候，首先做好周围建筑的防护工作，相关的施工人员通过对基坑开挖位置与周围建筑间的土层进行加固，进而来加强基坑开外给周围建筑物所带来的不良影响。

（3）深基坑开挖时要做好防护工作，这个防护工作主要是对深基坑支护结构进行加固处理[5]。通过加固基坑支护，避免或者减少岩土坍塌现象，另外，通过加固基坑支护，还可以有效平衡基坑受力不稳定等因素。

7.总结

综上所述，在建筑工程中，深基坑开挖工程是施工过程中重要的组成部分，其实际开挖的过程中，会给周围的建筑带来一些影响，使得建筑物发生沉降和变形。因此，在开展深基坑开挖的时候，一定要对其所造成的影响重视起来，深入分析其对周围建筑物造成沉降和变形的原因，然后在深基坑开挖之前，以及开挖过程中，采取可行的措施来防范沉降与变形等问题的发生，通过采取良好的防范措施，来提高深基坑开挖的水平，避免因开挖给周围建筑带来不良的影响。