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摘要：伴随着国家经济的发展，我国城市化的进程日益加快，而施工技术的日趋成熟也使得城市化进程不断推进。有限的城市用地使得土地的稀缺性显得尤为突出，这使得许多已建成建筑物不可避免会受到其他工程活动的影响，例如基坑工程，隧道工程，地铁盾构施工和地下水抽取等一系列的工程活动。其中，基坑工程中坑外的土体会由基坑开挖、邻近堆载等工程建设活动引起应力重分布，地基土体不仅会由于二次固结导致不均匀沉降，而且附近结构也会因此受到水平荷载的作用。在软土地区，堆载则会对既有结构的稳定性产生很大影响。基坑开挖和邻近的堆载会造成结构基础产生负摩阻力、附加弯矩和水平位移，如地基位移过大，将导致上部结构开裂，严重的甚至造成上部结构倾覆。
关键词：基坑开挖;围护结构及邻近建筑物;变形影响
引言
随着城市的快速发展，城市用地紧张、交通拥堵等问题频繁出现，为解决这些问题，城市空间开始不断向地下拓展。伴随而来的是大量基坑工程出现在城市建筑物密集区，但基坑的开挖会引起周围应力场的改变，导致周围地基土体的变形，当扰动过大时，会导致建筑物发生破坏。所以在基坑开挖的过程中，需要对邻近建筑物进行监测和数值分析，对沉降趋势较大的建筑应采取相应的加固措施。
1深基坑施工对邻近建筑物的影响
1.1结构倾斜
深基坑是指基础作业深度超过5m的基础大坑，地上建筑结构高度的增加，也加深了深基坑的深度。深基坑的施工会破坏地质结构的内应力平衡，为了找寻新的平衡点，地质结构会对土层比较薄弱的地方施加应力，即深基坑开挖的所在区域。而对于邻近建筑而言，在地质结构内部应力的作用下，其整体结构也会出现偏移，因为深基坑所在位置属于低洼处，因此，邻近建筑物的根基会出现倾斜，从而导致整体建筑无出现倾斜的情况，严重时甚至会导致结构坍塌的情况。
1.2结构裂缝
深基坑的施工会改变区域的初始地质结构，邻近建筑物在施工时，一般都会选择比较稳定的地质结构作为受力地层，或者采用相关的处理方法来改善较为劣质的地质结构，使其可以作为建筑物的受力结构。而新增的深基坑施工会在一定程度上破坏这一平衡，尤其是位于断层或褶皱的作业区域，如果作业点位于整体位置的中心区域，那么地质结构的改变也将直接导致建筑物的受力平衡被破坏，结构由于承受不住建筑物自重，很容易出现结构裂隙的情况，缩短了建筑物本身的使用寿命。
2基坑概况
拟建工程由5栋高层商住楼及1~3层的商业楼组成，其中3号、5号、6号、7号楼设2层连体地下室，4号楼设1层地下室。在2层地下室区域，主楼开挖深度为10.5m，裙楼开挖深度为9.5m；在1层地下室区域，开挖深度为6.20m，基坑周长约680m。场地周边分布有较密集的砖混住宅楼。
3场地水文地质条件
本基坑开挖影响范围内主要土层的物理力学参数见表1。地下水类型主要包括上层滞水和孔隙承压水，其中1杂填土为中等透水层，渗透性不均匀，属上层滞水，水量较小；1泥质中砂等土层为强透水层，属孔隙承压水，水量大，主要受侧向补给，对施工影响较大。
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4有限元分析
4.1本构模型选取
本工程在建模时采用通用岩土工程有限元分析程序，根据平面应变连续介质条件假设进行有限元计算模拟。本构模型选择等向硬化弹塑性模型(HS)，该模型能同时适用于软土和较硬土层数值模拟。与邓肯-张本构模型思想类似，等向硬化弹塑性模型假设在三轴试验中的偏应力与轴向应变在应力-应变平面内呈双曲线关系。然而，二者的不同之处在于，应力、应变关系在等向硬化弹塑性模型中以弹塑性增量形式表示，而邓肯-张模型采用动态模量的弹性方程来表达。而且，等向硬化弹塑性模型能模拟土体剪胀效应及中性加载条件，因此相对于邓肯-张模型更有优势。
4.2荷载取值
以常见的工程情况考虑基坑施工阶段的堆载及附近人员、车辆等动荷载影响，即考虑基坑附近的施工荷载和可变荷载。由于该基坑左边邻近建筑物，且距离较近，为使模拟尽量还原实际情况，因此，在基坑左边施加地面超载q=10kN/m2，基坑右边一定范围内施加地面超载q=20kN/m2。
4.3模型参数
计算模型参数可分为物理力学参数和结构参数2部分。其中，部分土层物理力学参数，另一部分通过大量类似工程监测数据反演分析得到。结构参数涉及围护结构材料参数及支撑计算参数。围护结构采用梁单元模拟，相应截面积与惯性矩等几何参数按每延米宽度等效计算;支撑采用弹簧单元模拟，刚度按设计的支撑布置情况进行计算。
3邻近建筑物沉降变形分析
3.1沉降监测结果与计算对比表2是邻近建筑物各监测点在开挖各工况下的实测沉降和计算结果的对比，图3是邻近建筑物各监测点沉降随施工步序的变化关系图。可以看出，各工况下监测点JZ01～JZ03的实测数据与计算结果均能较好地吻合。项目施工后期在JZ04附近增设了回灌井，故该点后期实测数据与计算结果差距较大。在实际施工中，如果出现沉降过大的现象，可考虑增设回灌井以达到减小沉降影响的目的。
表 2 沉降实测与计算对比表
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3.2沉降特点
本基坑邻近建筑物为桩基础，表3显示了建筑物JZ01，JZ02沉降监测点的各施工阶段沉降值及占总沉降值比例值，分析表中数据可以得出:邻近建筑物沉降随着基坑开挖逐渐发展，总体来说影响较小，沉降累计量均未超过报警值。其中施工步序8对监测点JZ01的影响最大，阶段沉降值占总沉降值的55%，施工步序4，8对监测点JZ02的沉降影响最大，阶段沉降值分别占总沉降值的42%，42%。
表 3 邻近建筑物各施工阶段沉降值及占总沉降值比例值
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5深基坑施工对邻近建筑物的影响管理措施
做好充足的准备工作，通过做好充足的准备工作，可以明确深基坑施工过程中需要重点关注的内容，在不影响邻近建筑物稳定性的基础上，完成既定的建设任务。在具体应用过程中，首先，需要对既定作业区域的基础情况进行了解，包括地质结构分层情况、地下管道位置、地下管道数量、地层厚度、地下水水位等。以此为基础制定初期的深基坑施工计划。其次，对周围作业区域情况进行勘察，包括建筑物的数量、建筑物高度、建筑物主体质量、建筑物地基深度、建筑物所在作业区域的基础情况等，根据调研数据初步预估建筑物本身所产生的结构应力。最后，对深基坑施工方案进行调整，同时借助云计算技术对掘进过程中的参数变化信息进行确定，从而确定具体的深基坑支护方式和施工方法，有序推进工程。
结束语
（1）基坑开挖打破了原始土体的应力平衡状态，致使土体中应力重新分布，从而产生基坑的水平位移和垂直位移，这些位移同时对基坑周围邻近建筑物产生不利影响。（2）基坑深度与其最大水平位移值在一定范围内呈正相关，超出一定范围转为负相关，边墙最大位移发生在基坑深度的2/3左右；基坑开挖后，建筑物结构变形主要表现为沉降和指向基坑的水平位移，呈现越靠近基坑一侧，所受基坑开挖影响越大的规律。
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