基坑开挖对邻近建筑物的影响分析_江峰

0.35
50.00
4.80
粘土
2.30~6.10 18.70 12.00 0.35
53.70
14.10
砂砾
3.81
20.00 25.00 0.30
0.00
35.00
2 选择合适的计算模型
选择合适的计算模型能够有效的、精确的找到基坑开挖对邻近建筑 物的影响。采用 Plaxis3DFoundation 进行模拟，模型的具体参数如下：
图 4 沉降观测点平面布置图
图 5 观测点的时间与高程关系曲线图
擦力向外扩散角：θ=
准n 4
。式中：准n 为桩身范围内各土层的内摩擦角加权
平均值。实体基础底面的面积为实体基础底面长度（b0+2ltan
准n 4
）与实体
基础底面宽度（a0+2ltan
准n 4
）的乘积，则桩端应力为桩端附加载荷与实体
基础底面的面积之比。根据新建 A 楼桩底矩形面积受竖向均布应力，求
老楼 B 楼地基下的附加应力，可以加几个辅助线，通过需要计算的点，采
用角点法计算老楼 B 楼基础下地基土层的附加应力，并对新建 A 楼所有
桩基对老楼 B 楼地基所产生的附加应力进行叠加。同时，考虑新建 A 楼
筏板基础底面应力对老楼 B 楼地基所产生附加应力的影响。依据上述方
法计算所得老楼 B 楼地基附加应力 σz 远小于土的自重应力 σc，即可不
a）钻孔
b）下钢筋笼
c）灌注混凝土 d）成柱
1-泥浆泵；2-钻机；3-护筒；4-钻头；5-钻杆；6-泥浆； 7-沉淀泥浆；8-导管；9-钢筋笼；10-隔水塞；11-混凝土。
图 2 泥浆护壁钻孔灌注桩施工顺序
5 结语
总而言之，桩基作为建筑物当中的最基础的建筑结构，其不仅保障
参考文献 [1] 王 东 晨 . 浅 谈 静 压 管 桩 水 冲 法 施 工 方 案 [J]. 中 国 高 新 技 术 企 业 ，2009 （21）：11~12. [2]蒋东元.旋挖成孔灌注桩施工技术[J].施工技术，2006（06）：29~30. [3]刘秀芹.对工民建建筑施工中墙体的质量问题的探讨[J].黑龙江科技信 息，2011（23）：15~17. [4]杨芸.关于市政给排水管道施工中技术应用的研究[J].中国房地产业， 2011（02）：8~9.
从而减小对周边环境的影响。工程实际中对隔断法作用机制的研究起步
较晚，理论分析还不够完善，多依靠过往的工程经验，需谨慎考虑隔断墙
的设计与施工。
4.3 提高建筑物周围的抗变形能力 在特殊情况下，直接对欲保护的建筑物在基坑施工之前进行加固，
提高自身抵抗变形的能力是减小建筑物不均匀沉降最直接的方法。工程
中常用的方法有：①基础托换。②注浆加固。③跟踪注浆。
际中，常采用优化施工工法与施工工艺、增加内支撑刚度、加大围护桩的
嵌固深度等减小基坑的变形的措施减小对周围环境的影响。
4.2 减少基坑与坑外土地的联系 基坑变形引产生的土层移动通过坑外土体与地下水传播至周围建
（构） 筑物，土体的变形与地下水位的改变均会影响建筑物结构的稳定
性。从传播途径上采取措施，切断或减小基坑与坑外土体的联系最常使 用的方法是隔断法。隔断法可采用将隔断墙、隔水墙、微型桩打设进基础 与基坑之间的土体中，插入至可能的基坑滑动面以下抑制地层的滑动，
关键词：基坑开挖；邻近建筑物；影响
引言
目前我国各地基础设施建设如火如荼，在土建工程中时常遇到在已
有建筑物邻近开挖基坑的情况，基坑开挖对邻近建筑物自然会有不同程
度的影响，甚至使既有建筑产生严重的损坏，影响已有建筑的使用安全，
阻碍在建工程的正常进行，加之现在人们法律维权意识的增强，必须妥
善处理建设前与建设过程中与此相关的各方面问题，因此针对受影响的
作者简介：王洲（1964-），男，汉族，贵州黎平人，本科，工程师，主要从事 工作和研究方向是工民建施工管理方面。
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中华民居 2014 年 10 月
施工·技术
知，对于土地层中产生下凹挠曲变形的砌体结构，当长高比小于 3 时，其 容许挠度比为 0.4‰；当长高比大于 5 时，其容许挠度比为 0.67~0.71‰。 此外，由《建筑地基基础设计规范》可知，对于中、高压缩性地基中建筑 物，其局部倾斜限值为 2~3‰。故本文取建筑物的挠度比为 0.2‰，即此时 建筑物的不均匀沉降最大值为 4.2mm，如图 3 所示，此时挠度比满足上 述的限值要求，同时，建筑物的局部倾斜最大值发生在端部，约为 0.7‰， 亦满足规范要求。当建筑物发生如图 3 所示的不均匀沉降时，建筑物的 墙体弹性模量为 220MPa，泊松比取 0.1，即当建筑物的墙体刚度取该值 时，建筑物的整体刚度是合理的。
A 楼桩端和筏板基底的应力对老楼 B 楼地基下产生的附加应力。桩周摩
作者简介：江峰（1968-），男，大专，工程师，主要从事项目管理和施工现 场管理工作。
表 1 岩土体的物理力学指标
材料/参数
层厚（m）
重度 （kN/m3）
弹性模量 E（s MPa）
泊松比 μ
抗剪强度 C（kPa） （°）
杂填土 1.20~4.50 18.00 3.00
0.35
0.00
16.00
-1 粉质粘土 1.50~6.20 18.10 9.00
0.35
31.00
9.50
-2 粉质粘土 1.30~6.20 19.90 7.50
了建筑物的质量和安全性能，还对人民的安居乐业有着尤为重要的作 用。在建筑项目施工环节中，桩基显著的荷载力和稳定性是建筑项目施 工环节中的关键部分，其与工民建筑物的质量安全息息相关，因建筑物 的大部分重量通过桩基传到地面以下深处位置，桩的好坏，直接关系到 地面建筑物的质量。因此，进行桩基施工的单位除了掌握娴熟的桩基施 工工艺外，还应做好施工各环节的技术控制，切不可偷工减料，降低成 本，施工环节均严格按照相关技术规范来执行，以保障整个桩基施工工 程的安全性与可靠性。
相邻既有建筑物的鉴定工作显得尤为重要。
1 工程概况
该小区建筑面积约为 17851.80m2，地下车库面积约为 2703.1m2。该 小区在建的 A 楼与西侧老楼 B 楼之间因受规划限制，基坑坑壁至老楼的 距离约为 3m。已建场地属江淮丘陵区冲沟地貌单元。场地北高南低，地 面标高 16.49～20.11m，最大高差约 3.52m。根据钻探揭露，已建场地地基 土层分布规律及岩性特征，地质详细情况见表 1。已建场地地下水类型为 上层滞水，主要赋存于①层杂填土中，勘察期间测得静止水位埋深为 0.90～1.60m，水面标高 15.09～18.67m。场地地下水主要补给来源为大气降 水及生活用水。地下水受天气、季节影响较明显。
考虑新建 A 楼桩底应力对老楼 B 楼基础沉降的影响。
4 基坑开挖导致的建筑物基础沉降控制措施
4.1 控制施工过程，减少基坑变形 施工质量的控制能够减少基坑变形，施工全过程是基坑变形的源
头，因此，应该从“源头”下手，通过减小基坑的变形从而减小对建筑物的
影响是最直接，最简单的方法。它几乎适用于绝大多数基坑工程。工程实
（1）基坑尺寸。基坑开挖深度取 12m，围护结构采用地下连续墙，厚 度 0.8m，深度 24m，1/2 基坑开挖宽度为 30m。
（2）围护结构变形形式。根据以往学者的研究成果，本文将围护结构 的变形形式归纳为悬臂式、踢脚式、内凸式及复合式等四种形式，并通过 控制围护结构刚度、插入深度及支撑刚度等来调整围护结构变形形式， 并得到如图 1 所示的四种变形形式。
5 结束语
总而言之，基坑开挖势必会给邻近建筑物造成影响，因此，必须通过
观测找到变形的根本因素，并采取一定的措施进行控制，减少基坑变形
情况的发生。基坑开挖对邻近建筑物的影响分析与控制至关重要，因此，
本文研究这个课题具有非常重要的现实意义。
参考文献
[1]张瑶，吕龙，周卫.昙小路住宅楼沉降观测及结果分析[J].云南大学学报 （自然科学版）.2009（S2）：153~154. [2]何霞，杨韦生.基础打桩和基坑井点降水情况下周边建筑物沉降观测方 法的研究[J].扬州职业大学学报.2009（01）：235~236. [3]刘钦，余东明，吴红彬.深基坑开挖对紧邻建筑物沉降变形的影响[J].低 温建筑技术.2009（04）：209~210.
3.2 新建对老楼的影响 为了保证建筑物的安全和正常使用，还需研究在外荷作用下，地基
内部的应力规律及其可能产生的变形量。新建 A 楼基础与老楼 B 楼的距 离为 3.0m，根据新建 A 楼的桩基础布置图、筏板基础布置图和单桩竖向 承载力特征值，假定桩侧摩阻力沿桩身线性增长分布的形式、桩端及筏 板基底荷载均匀分布的特点，采用角点法和应力叠加的方法，计算新建
施工·技术
中华民居 2014 年 10 月
基坑开挖对邻近建筑物的影响分析
江峰
（益阳欣达房地产开发有限公司 湖南 益阳 413000）
摘 要：随着经济的发展和社会的进步，高层建筑逐渐增多，基坑开挖技术的应用范围也在不断的扩大。由于城市空间有限，因此，为 了节约土地资源，建筑物之间的距离往往很小，如何减少基坑开挖对邻近建筑物的影响成为工作人员必须要面对的问题。本文结合实例， 采用沉降观测的方法，计算分析基坑开挖对邻近既有建筑物的影响。
图 2 建筑物尺寸示意图
图 3 纵墙墙体沉降曲线 （4）建筑物与基坑相对位置参数。为了对比不同围护结构墙体位移 情况下，建筑物受基坑开挖影响的差异，取建筑物距基坑距离 D 分别为 1m，3m，6m，9m，12m，18m，24m，30m。
3 基坑开挖对邻近建筑物的影响研究
3.1 基坑开挖期间沉降观测 沉降是基坑开挖影响的重要观测因素，结合工程的实际情况来看，
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1~2MN 之间，现阶段来看，工民建桩基施工过程中所采取的钻孔灌注桩， 在钻孔的过程中需要把钢套筒下到其中，主要是借助泥浆来对孔壁进行 保护，以此来禁止出现塌孔的现象，在这里面最常使用的桩直径一般为 80cm、100cm 和 120cm 等，所需承载力为 3~9MN 之间。图 2 为泥浆护壁 钻孔灌注桩施工顺序图示。
新建 A 楼在基坑开挖施工过程中必须对相邻 B 楼进行沉降观测。在老楼 B 楼东面墙体上共布置 3 个沉降观测点，具体点位详见沉降观测点平面 布置图 4。观测点布设在距新建 A 楼基坑最近的老楼 B 楼东面墙体，离 地面约 0.55m。观测频率为每间隔 1 天观测 1 次，观测时间持续 180d。根 据施工单位提供的观测数据，绘制各观测点的时间与高程关系曲线图 5。 由图 5 可以看出，离基坑坑壁最近的老楼 B 楼东面墙体观测点 2#，3# 和 4# 点的高程变化很小，高程小幅波动由地下水变化引起的，砂垫层的变 形随水位的升降而变化，并且有较好的弹性特征，一旦孔隙水压力恢复， 砂垫层变形也迅速恢复，并无滞后现象。然而，大气降雨渗入砂垫层，当 遇到粉质粘土隔水层后，继续下渗的速度减慢，引起砂垫层迅速回弹，建 筑物的沉降量也迅速减小，从而出现了实测数据的微小上浮趋势。老楼 B 楼东面墙体观测点的沉降值及沉降差在 《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002）容许范围内。也就说老楼 B 楼东面墙体在新建 A 楼建 设期间发生的沉降量很小，对老楼 B 楼主体结构安全不构成影响。
图 1 围护结构的变形形式 除了基坑尺寸和围护结构变形形式还需要确定建筑物的参数以及 相对位置参数。 （3）建筑物参数。根据笔者已进行的研究，构造一个坑外建筑物模 型：建筑物外形轮廓为长条形，长 22.5m，宽 4.5m，层数 3 层，每层高 3m， 总高度 9m，2 层和 3 层为标准层，门、窗洞口的尺寸分别为 2.0m×1.5m， 1.8m×1.5m，且门窗开洞面积比例约为 20%，具体尺寸如图 2 所示。其中， 模型中纵墙、横墙、横隔墙及楼板均考虑为理想弹性材料，不考虑梁、柱 的影响，楼板厚度取 0.10m。弹性模量取 30GPa，泊松比 0.2，墙体厚度取 0.24m，且建筑物采用墙下条形基础。如前文所述，在实际工程中，基坑邻 近建筑物的刚度各异，尤其是对于老旧的历史建筑物，很难准确地评估 建筑物的整体刚度，因此，为了更好地反映建筑物的整体变形性状，本文 在建立建筑物精细化模型的基础上，通过调整建筑物在自重作用下所产 生的不均匀沉降来反算建筑物的墙体刚度。根据以往学者的研究成果可