魏忠海 付红超 胡大财
中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250100
摘要：建筑工程深基坑开挖因施工过程造成的土体扰动震荡必然引起相邻地层同频共振发生形变，而该形变亦作用于邻近建筑物地基基础地层引起其产生不同程度的沉降，最终导致相邻建筑物发生倾斜、开裂设置坍塌，但其影响过程仍有规律可言。基于此，本文主要通过相关理论分析的形式展开相关论述，以供交流借鉴。
关键词：建筑工程；深基坑；邻近建筑物；影响剖析
1项目工程概况
东湖中学改扩建工程项目位于深圳市罗湖区心安路1号，总建筑面积约4.39万㎡（新建筑面积约3.27万㎡）；总占地面积约1.8万㎡； 配备48个普通教室，以及操场、多功能报告厅、室内体育馆、师生食堂、停车位。项目基坑占地面积约1.8万㎡，平均深度约8.9m，地下室共计二层，临近原保留教学楼，南侧距离原有教学楼最近距离仅2m，西南侧与西侧均紧靠华达园小区（17层/33层居多），场地狭小，深基坑开挖对邻近建筑物影响较为明显。
2深基坑和邻近建筑物的变形原理
深基坑开挖迫使其四周土体在水平方向发生位移和在竖向产生沉降。基坑邻近建筑物，地层变形时，建构筑物遭受的变形及位移影响受其与基坑距离的远近而表现不同，以致产生不同量值的附加应力，导致相邻建筑物后引发建筑物地基产生变形或沉降。而且，如果形成的附加应力大于相邻构建筑物的承载极端，必然致使构建筑物的墙体、承重柱、梁体等部件出现裂缝，进而导致建筑物结构件损害。
3深基坑开挖对邻近建筑物的危害
基于充分考虑基坑开挖深度范围内存在地下水的情况下，探究深基坑开挖对相邻建筑物的危害首要考虑的是基坑开挖以及降水作用所导致的四周地层变形。
深基坑开挖对邻近建筑物可产生直接损害或者间接损害。前者突出表现为建筑物处于核心影响区域内所受到的损害。后者一般指在基坑开挖过程中相邻构建筑物因次要影响区附加应力而遭受到的连带性破坏。
3.1地表均匀沉降损害
地表均匀性沉降不会影响构建筑物的使用功能和破坏其稳定性和结构性，但会按照建筑物发生整体性沉降。但沉降量过大并达到允许极限时，即使建筑物出现均匀性沉降，其必然遭到致命性破坏。就地下水位埋深较浅的区域而言，若构建筑物均匀沉降＞室内地坪，地表积水则以水损害的形式破坏建筑物结构。如此，既使建筑物丧失正常使用功能，又造成地基因长时间处于水体包围中而出现强度和承载能力大幅降低，导致建筑物坍塌或倾覆。
3.2地表倾斜损害
地层沉降本身对建筑物的安全不会构成太大威胁，但沉降过程发生不均匀变化，地层受之出现倾斜而引起初始地面坡度发生骤变。如此，将大大增加建筑结构倾斜、变现、破裂，设置坍塌的几率，特别对底面积不大又矗立的建筑物（水塔与烟囱等），地层非均匀沉降引起建筑物重心发生偏离而使得地基附加应力分布不均匀。此时，建筑物的荷重也随之发生不规则变化，最终造成结构应力突变而毁坏建筑物。对于常规房屋建筑，地层不均匀沉降即使不影响其稳定性，但一旦发生过度倾向也导致建筑物不再具备使用功能。
3.3地表曲率损害
地表变形形式和地层自身物理力学性质直接影响地表曲率损害的产生。独立于上部的荷载（叠加了建筑的自重）是造成地表曲率损害的主要诱因。基坑开挖期间，地表若出现弯曲，造成建筑物基础部分悬空，建筑自身荷重则转移至其他部位。当地表相对上凸（即正曲率）时，建筑物会因两端基础悬空而在墙体形成倒八字型裂缝，严重的还造成梁体或者屋架端部从柱或墙体内抽出，造成建筑物倒塌。
3.4地表水平变形损害
拉伸及压缩均为地表水平变形的表现形式，而拉伸变形又是地表水平最常见且破坏力大的一种形式。但是建筑物抗拉伸变形能力远低于抗压缩变形能力。压缩变形导致墙体在水平方向开裂，造成纵墙褶曲，屋顶鼓起。此外，建筑物对于地表拉伸变形十分敏感，处于地表拉伸区的建筑物，其基础底面受到来自地基的外向摩擦力，基础侧面受到来自地基的外向水平推力的作用。因缺乏抗拉伸作用能力，对于轻微的拉伸变形常规建筑物也承受不住。
地表压缩变形对建筑物的影响突出表现为地基对基础侧面的推力以及底部摩擦力，但力的方向与拉伸时相反。常规建筑物的抗地表压缩变能力较强，地表压缩变形不会威胁建筑物安全。倘若压缩变形过大，建筑物很可能发生挤碎性破坏。
4深基坑开挖技术防护措施
4.1施工控制
施工期间，要开展掏槽开挖、边挖边撑，严禁超挖，严控变形量在允许范围。因深基坑太靠近原有建筑物，所以必须确保基坑侧胶具备良好的防水性能，不得出现渗漏。若开挖时桩间发生渗水，应采取在渗水区域布置打进注浆管的措施有效堵塞钻孔间的渗漏，降低相邻建筑物四周地下水大量流失的风险，确保其安全。如果情况紧急，应立即实施回灌。为确保基坑围护结构的变形值≤设计允许值，须对钢支撑施加一定预应力。把支撑固定在围檩上，必须在安全性和稳定性得到保障的条件下施工。在基坑开挖挖至距离底面设计标高0.2-0.3m的位置时，禁止使用机挖，采取人工作业，开挖至地面设计标高时马上封闭基坑，不得超挖。
4.2落实开挖应急处置措施
深基坑开挖前，要落实突发事件应急处置措施：
(1)开挖前，做好基坑加固措施：科学规划反压土料的供应以及输送，构建完善高效的基坑监测预警反馈系统，储备充足的堵漏止水物资设备。
(2)当施工时因坑内降水相邻构建筑物倾斜、开裂、地基沉降和坑底出现流土或渗水时，需暂停挖掘，采用混凝土浆液、粘土或者其他有效措施应对渗漏，并视情况补做止水帷幕。
(3)基坑开挖导致坑底隆起失稳或涌土、流砂时，要及时组织堆料反压，暂停开挖及降水操作。
(4)支护结构倾斜或变形严重时，宜在垂直方向增加支撑且在提高水平方向支撑的密度。一旦发现坑体存在整体滑动失稳的前兆，要立即采取反压坑脚，同时回填沙包，确定基坑稳定后方可继续作业。
(5)发现基坑邻近建筑物倾斜、开裂，要马上拆除支撑或者加固，并马上将相关情况上报有关部门。
(6)施工时，若沉降测量值＞警戒值，及时增强有效支撑或加大支撑的附加预应力，调整基坑无支撑暴露时间、每步开挖宽度以及各层开挖步序，并对基坑内外侧的主动区以及被动区进行控制注浆或者补偿注浆。
(7)基坑外设置预备孔兼水位观测孔，动态实时监控基坑地下水位是否发生非正常下降，若发生则立即实施回灌。
4.3采用压密灌浆加固方法
压密灌浆加固法主要采用浓浆置换硬化土体及压实挤密土体，施工步骤顺序如下：
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图3压密灌浆加固法施工工艺步骤
通过注浆法将状浆材或化学浆材注入到土层中，把岩石或土粒粘结在一起，以增加土体容重、降低孔隙比，使得抗剪强度、压缩模量和无侧限抗压强度可以增长几到十多倍。采用此方法，建筑物基础短时间内回升显著，不均匀沉降得到有效缓解，建筑物原可能出现的斜拉张裂缝和承重墙顶部的横张裂缝将得以有效弥合。
5结语
由以上可知，建筑深基坑开挖不可避免把对底层的震动传导到相临近建筑物，进而导致邻近建筑物产生以剪切破坏为主，且普遍以斜裂缝形式展示的构造破坏，而且建筑物受损程度与建筑物的整体刚度成反相关关系，即刚度越大则对结构产生的破坏影响越小。反之，则破坏越大。鉴于此，在建筑深基坑开挖过程中，应重点从底层和建筑物加固两个方面对邻近建筑物进行必要的施工防护。
参考文献
[1]陈肇元，崔京浩.土钉支护在基坑工程中的应用[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.
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