变形观测在基坑开挖施工对周边既有房屋影响分析

邢伟 薛楠

根据某13 m深基坑开挖施工对周边既有房屋的工程实测数据案例，分析了变形观测在深基坑开挖施工过程中的重要性和必要性。基坑开始施工过程中，由于出现基坑围护突发渗水引起周边既有7层住宅楼出现较大的沉降和差异沉降，对周边既有7层住宅楼的实测变形观测及房屋受损开裂情况调查，表明沉降曲线、倾斜率变化曲线能够正确反映出基坑开挖过程中的周边既有房屋的沉降倾斜变形情况，能够对周边既有房屋结构安全状况及时迅速作出可靠的判定，对周边既有住宅楼居民及时撤离提供可靠的数据支撑，确保人民群众生命财产安全。

基坑开挖; 既有房屋; 沉降;倾斜率

TU433 A

［定稿日期］2021-12-27

［作者简介］邢伟（1985—），男，本科，高级工程师，主要从事建筑工程质量鉴定、检测及结构加固设计；薛楠（1985—），男，本科，工程师，从事工程管理工作。

随着城市化进程推进加快，地下空间的运用在城市中显得尤为重要，老城区在不断地更新，在工程施工基坑开挖过程中往往会对相邻房屋产生影响，从而升级成为社会矛盾纠纷。在解决此类问题中工程施工过程中对相邻房屋的影响程度及安全性评估越来越受人们的关注和重视。本文结合杭州地区某商业广场基坑周边的既有房屋，根据实测沉降、倾斜率数据及资料，分析了基坑开挖全过程施工中对周边既有房屋的影响，对变形观测在评定周边既有房屋影响及安全评估分析时的必要性，对深基坑设计、施工、对周边既有房屋监测提供参考。

1 工程概况

1.1 概况

杭州某商业广场工程由4#（20层）、5#（16层）、6#（18层）写字楼及3～4层裙房组成，设2层整体地下车库，局部为3层。4#、5#、6#写字楼采用钢筋混凝土剪力墙结构，裙房采用钢筋混凝土框架、剪力墙结构；该工程基坑开挖深度为13.25 m，地下室底板底设计标高为-12.050 m。

为确保住宅楼在基坑开挖施工期间的结构安全及正常使用，对既有住宅楼进行损坏趋势的监测与检测。

基坑周边为7层砖混结构住宅楼，位于商贸广场南区块工程西南，砖混结构，平面为矩形，层高约2.8 m，建于1997年，采用墙下钢筋混凝土条形基础，上部结构为纵横墙承重，预应力混凝土圆孔板楼盖、屋盖，平屋面。房屋外墙距基坑开挖外边线最近距离为5.24 m。基坑与既有住宅楼平面位置示意图见图1。

1.2 工程地质概况

自上而下简略为：杂填土、黏质粉土、砂质粉土、砂质粉土夹粉砂、淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粉质黏土、粉质黏土、粉砂、圆砾、粉质黏土夹层、全风化凝灰岩、强风化凝灰岩、中风化凝灰岩。场地内地下水浅层属孔隙型潜水，勘测期间地下水实测水位埋深为1.30～3.40 m之间，年变化幅度约2.00 m。

1.3 基坑支护情况

商贸广场基坑主要采用1 000@1 200 mm、1 200@1 400 mm钻孔灌注桩结合2道钢筋混凝土内支撑支护，850@600 mm三轴水泥搅拌桩止水帷幕，850@600 mm三轴水泥搅拌桩坑内加固。基坑周围设置500 mm×400 mm的砖砌排水沟，每隔20 m设置一集水坑；基坑底部设置排水盲沟、集水坑方式排水。

2 现场检测勘查情况

对基坑周边既有建筑进行房屋损坏趋势检测（基坑开挖前、基坑开挖中监测和基坑开挖后），即对既有建筑进行有可能产生的沉降、房屋倾斜、房屋开裂受损等情况进行监测和检测，既有房屋的沉降监测点见图1。

3 既有建筑（住宅楼）影响的实测分析

3.1 住宅楼沉降情况

图2为7层住宅楼在基坑开挖施工前、施工中、施工完成后的全过程沉降，在0～67天期间，住宅楼沉降量较小，可见基坑围护桩、三轴水泥搅拌桩及工程桩施工对既有住宅楼影响较小、基本可以忽略。67～226天期间基坑开始开挖，住宅楼开始出现一定的沉降，靠近基坑的3号、4號测点沉降量明显大于距离基坑较远的1号、2号测点。226～330天期间（226天时基坑突发渗水工程事故周边地面塌陷）住宅楼4个测点均产生明显较大的沉降，沉降量急剧变大，最大累计沉降为1号测点达到200 mm，基坑围护结构渗水引起相邻房屋所处场地地下水位、地基土应力及应变发生改变导致住宅楼沉降急剧变大。330～421天期间（基坑渗水部位开始注浆加固）住宅楼沉降开始收敛，逐渐减小，421～595天期间，住宅楼沉降趋于稳定。住宅楼沉降量最大为1号测点，最大沉降量为239.98 mm，最小沉降量为164.19 mm。房屋基础差异沉降东西向局部倾斜超过现行GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》规定建筑物的地基变形允许值，地基基础已处于危险状态。

3.2 住宅楼倾斜变形实测

图3为7层既有住宅楼在基坑开挖施工前、施工中、施工完成后的全过程倾斜率变化，基坑开挖施工前，房屋西北角测点向西倾斜率最大为0.15%，房屋西北角测点向北倾斜率最大为0.09%，房屋西南角测点向西倾斜率最大为0.15%，房屋东北角测点向西倾斜率最大为0.11%，房屋东北角测点向北倾斜率最大为0.09%。

基坑开挖施工过程中，每个测点倾斜率存在不同程度的变大，房屋整体向西、向北倾斜率加大。基坑开挖工程完成后，房屋西北角测点向西倾斜率最大为0.41%，房屋西北角测点向北倾斜率最大为0.51%，房屋西南角测点向西倾斜率最大为0.37%，房屋东北角测点向西倾斜率最大为0.34%，房屋东北角测点向北倾斜率最大为0.37%。

由于基坑开挖施工及基坑围护突发渗水事故，引起相邻既有住宅楼所处场地地下水位、地基土应力及应变发生改变，导致房屋各角点倾斜率增加明显，最大倾斜率增加量为0.42%。

3.3 既有建筑住宅楼开裂受损实测

3.3.1 基坑开挖前

房屋房间顶面预应力混凝土圆孔板纵向拼缝处板底拼缝少量开裂，墙、顶面粉刷层少量开裂、起皮；墙、顶面少量渗漏。外墙面粉刷层少量开裂，未发现房屋上部结构因地基基础不均匀沉降引起的上部承重结构裂缝及变形异常。

3.3.2 基坑开挖过程中

受基坑开挖及基坑围护突发渗水事故影响，室外围墙出现明显南高北低贯通沉降开裂，室内墙面墙体开裂、装修层开裂等损伤普遍有明显加剧。

3.3.3 基坑开挖完成后

门窗变形、玻璃破裂、水槽开裂、门窗洞边墙水平或竖向开裂、屋顶水箱柱底部少量露筋、混凝土沿钢筋少量开裂、水箱东南及西南上角少量开裂为新增；预应力混凝土圆孔板拼接处开裂，墙面粉刷层开裂、面砖开裂、墙面及顶面渗漏等问题均有增扩。房屋上部承重墙体未发现结构性裂缝。

4 结论

本文综合实际工程案例基坑开挖施工对既有建筑沉降数据、倾斜数据、开裂损伤，重点分析了基坑开挖前、基坑开挖施工过程中、基坑开挖施工完成后对既有建筑的影响程度，结论：

（1）基坑开挖前由于基坑围护桩、三轴水泥搅拌桩及工程桩施工对既有住宅楼影响较小，会对周边既有住宅楼产生较小附加沉降。

（2）基坑工程基坑西南角（即住宅楼中部北侧）于190天突发围护渗水，引起地坪局部下陷，使周边既有房屋地基土体应力发生变化，导致住宅楼地基基础产生二次附加沉降及差异沉降，产生的沉降及差异沉降急剧增大。

（3）基坑开挖施工过程中，周边既有住宅楼装饰装修、门窗等附属构件出现明显变形移位，尤其基坑围护渗水出现后，房屋开裂进一步加剧损坏。

（4）基坑施工完成后，周边既有住宅楼沉降呈收敛趋势逐步减小，倾斜率变化呈收敛逐步减小。

（5）通过本次工程实例周边既有房屋变形观测，沉降时间曲线、倾斜率变化曲线正确反应出基坑开挖过程中的周边既有房屋的沉降倾斜变形情况，能够对周边既有房屋结构安全状况及时迅速作出可靠的判定，对周边既有住宅楼居民及時撤离提供可靠的数据支撑，确保人民群众生命财产安全，在后续类似深基坑开挖过程中对周边既有房屋的变形观测是非常必要的，既能反映基坑开挖施工中的问题又能确保周边既有房屋的结构安全和正常使用。

参考文献

［1］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑地基基础设计规范： GB 50007-2011［S］.北京.中国建筑工业出版社，2011.

［2］ 王保建，熊巨华，朱碧堂.基坑围护结构变形模式对地表沉降的影响［J］.结构工程师，2007，23（3）：47-52.

［3］ 王卫东，徐中华，王建华.上海地区深基坑周边地表变形性状实测统计分析［J］.岩土工程学报，2011，33（11）：1659-1666.

［4］ 方林，张波，韦欣欣，等.基坑施工对周边既有砌体结构房屋影响的实例分析研究［J］.结构工程师，2014，30（4）：162-169.