中车轨道交通建设投资有限公司 100078
摘要：基坑开挖会对临近建筑物的安全造成影响，因而对其安全的控制方法研究至关重要。结合相关工程实例，提出了一套系统性的安全控制方法：工前进行详细调查，工程建设中从多个过程采取措施。
关键词：基坑、建筑物、安全控制
Research on Safety Control Method of Buildings Adjacent to Foundation Excavation
LIN Kun
CRRC Rail Transit Construction Investment Co.，Ltd，100078
Abstract：Excavation of foundation pit will affect the safety of neighboring buildings，so the research on its safety control method is very important.Combining relevant engineering examples，a systematic safety control method is proposed：detailed investigation before construction，and measures taken from multiple processes during project construction.
Key Words：foundation excavation；buildings；safety control method
1 引言
为解决城市快速发展带来的城市用地紧张、交通拥堵等问题，城市空间开始不断向地下拓展[1]，随之而来的是大量基坑工程在城市建筑物密集区的建设。基坑开挖带来的土体损失会造成土体应力场的改变，产生土体变形[2]，威胁着临近建筑物的安全使用。目前，基坑工程施工对周边建筑物的影响已有大量研究[3]，但对于建筑物的安全控制与保护尚未形成系统性的认识。本文以临近某地铁车站基坑的建筑物保护为例，系统地分析了建筑物的安全控制方法，可为相似工程的建设提供借鉴。
2 工程概况
建筑物位于某地铁车站终点端头井南侧，现为私人住宅及商铺，修建于1993年。上部结构为主楼13层，裙楼6~7层，无地下室，基础采用静压振拔砼桩。设计图纸中其建筑桩基边线距车站主体基坑边线最近处约10.5m，而实际测量车站基坑边线与建筑物阳台仅7.4m。建筑物与基坑位置关系如图1所示。
.png)
图 1建筑物与基坑位置关系
基坑南侧端头井为地下两层三跨的钢筋混凝土箱形结构（纵梁体系），采用明挖法施工，深度22.5m，采用地下连续墙+内支撑的支护型式，地下连续墙厚度为1200mm，采用工字钢接头。端头井处设置有六道支撑，其中第一道为砼支撑，第二-六道为钢管支撑。
3 工前调查与假定
3.1建筑物状况调查
经查阅档案馆调查该建筑物相关原始资料，目前只能查阅到其建规相关图文资料，施工图、竣工图等建设施工资料已不能查到。根据规划图纸显示该建筑物地基结构采用Φ377砼沉管桩，主楼桩长约27m，混凝土标号C20，承载力标准值≥600KN；裙楼桩长约17m，混凝土标号C10。
经外观调查及入户走访调查，得到建筑物目前现状及相关工程信息：①建筑物开裂明显，南侧裙楼2层外墙有明显环向裂纹，存在顶楼明显渗水情况；②该建筑物建设年代较早，当时尚无商品混凝土，均采取自拌混凝土，施工质量难以保障。
3.2建筑物状况假定
综合上述调查结果，该建筑物由于建成年代久远，施工图、竣工图、沉降观测数据均无法收集得到，工程建设中对其作出如下假定：
（1）建筑物处于健康工作状态；
（2）建筑物13层主楼为框架结构，6~7层裙楼为底框+砌体结构；
（3）由于缺乏构件信息，根据现场图片及结构受力特点对结构构件尺寸进行综合估计。
4 建设过程安全控制方法
4.1加强坑底加固，减少土体变形
为缩短基坑暴露时间，同时为保证开挖面以下土体具有比较好的抵抗抗突涌及抵抗变形的能力，对端头井地连墙范围内基坑土体进行拌桩满堂加固。搅拌桩采用桩直径850@600*600的三轴搅拌桩，基坑底以上开挖土体加固水泥掺量12%，基底以下4m范围内水泥掺量25%。施工过程中加强对搅拌桩的工艺质量要求，严格落实施工工艺标准；同时加强质量检验要求，质量检验按施工期、开挖前和开挖期三阶段进行，保证工程质量。
4.2选择合理降水方案，加强水位监测
考虑基坑降水会引起周围土体较大的地表沉降，经各方讨论后决定取消降水，改为在南侧端头井增加850@600*600三轴搅拌桩满堂加固的形式进行，搅拌桩加固深度为基底以下4米。同时在基坑内外设置水位观测井，基坑内设置水位观测井兼降水备用井，起到在基坑开挖过程中监测水位的作用，并能在水位变化过快的情况下及时对基坑内水位进行抽排。坑外水位设置回灌井，按照10m/口加密布置，建立回灌系统，根据回灌井的水位自动开启回灌和关闭回灌，保持井内水位保持在设计要求水位。
4.3严控开挖流程，及时架设支撑
（1）土方开挖的顺序方法必须与设计工况相一致，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖、随挖随撑、严禁超挖”的原则，充分利用“时空效应”，减小变形量。
（2）端头井部分先开挖转角并架设斜支撑，后开挖标准段并架设支撑的顺序施工。每小段长度不超过6m，每块土体开挖时间不超过16小时，钢支撑安装在土方挖完后8小时内完成。
（3）调整基坑土方开挖施工见底步距。缩短底板施工纵向长度，将基坑开挖见底纵向长度，由原每段约24米分三段见底调整为平均15.1米分五段见底、分段浇筑施工底板。
4.4采用轴力自补偿系统，提高支护效果
为提高施工效率、尽可能的缩短时空效应、及时发现并补偿轴力损失，基坑内钢支撑体系采用轴力伺服系统。该系统采用“机械+液压”双自锁设计，安全可靠，同时可提供24小时实时远程网络项目数据访问及报警提醒功能，实现了钢支撑轴力自动补偿及轴力位移实时动态监测。
4.5设置补偿注浆，补偿土体变形
在基坑地连墙外侧靠近建筑物侧设置两排注浆管，基坑开挖过程中对周边进行动态监测，当监测数据超过限值和设计要求时及时予以注浆，补偿变形。
4.6加强施工监测，及时汇报异常
加强基坑周边地表沉降全过程的监测，对围护墙顶位移、周边地表沉降、土体深层水平位移、支撑轴力、地下水位、基底隆起，特别是建筑物位移、倾斜等项目进行全面系统化地监测，保证监测质量。根据监测数据反映的情况经分析后及时用以指导现场施工，建立“预警-消警”机制，严格执行，确保基坑开挖安全性。
5 结论
（1）工前进行详细的建筑物现状调查评定，评估建筑物的变形、损伤等方面，综合确定建筑物健康状态，必要时进行合理且安全的假定，以便于工程开展；
（2）项目建设中应从围护施工、降水排水、土方开挖、支撑架设、监测预警等多方面建立起全面可协调的安全控制方法，切实保障工程安全与质量；
（3）项目建设应将临近基坑建筑物的安全保护进行系统性设计，提出建筑物变形的补偿方法，建立起“保护-预警-补偿处理”的全方位安全控制机制。
参考文献：
[1]胡玲熙.城市地下交通空间人性化研究[D].2016.
[2]黄海涛，沈佳宁，曹广勇，等.基坑开挖对围护结构及邻近建筑物变形影响分析[J].建筑技术开发，2020（15）.
[3]彭志雄，周元刚.深基坑开挖对临近建筑物相互影响效应分析[J].施工技术，2017（8）.