摘要：本文以某市項(xiàng)目為背景，分析了深基坑開挖對(duì)近鄰建筑物的變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形以及基坑外地層沉降的影響，通過比較模擬數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)，得到相關(guān)結(jié)論，對(duì)以后的基坑工程有一定的實(shí)際意義。
　　關(guān)鍵詞：支護(hù)；降水；沉降
　　前言
　　基坑支護(hù)方案、降水方案的合理確定以及注重現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測是保障基坑工程安全施工的關(guān)鍵。而在確定基坑支護(hù)及降水技術(shù)方案前，合理的預(yù)測基坑工程對(duì)周圍環(huán)境的不良影響，并采取有效措施加以防范是減少基坑工程危害的前提;在基坑工程施工過程中做好實(shí)時(shí)監(jiān)測，提高施工的信息化水平則是保障基坑工程安全，降低其對(duì)周圍環(huán)境的不良影響的關(guān)鍵步驟。因此，探討有關(guān)基坑工程開挖降水對(duì)周圍建筑物沉降的影響，并針對(duì)基坑周圍建筑物的沉降進(jìn)行相關(guān)的數(shù)值模擬和沉降量預(yù)測，優(yōu)化沉降監(jiān)測工作，在實(shí)際基坑工程中具有重要意義。
　　1深基坑開挖引發(fā)的環(huán)境工程問題
　　1.1基坑降水的影晌
　　深基坑開挖經(jīng)常會(huì)遇到地下水懸浮顆粒向上突起、涌水和冒砂等問題。為降低地下水水頭壓力、疏干基坑、固結(jié)土體、穩(wěn)定邊坡和防止流沙等，有必要采用各種類別的井點(diǎn)排水.
　　預(yù)測井點(diǎn)降水對(duì)周圍環(huán)境的影響范圍和造成的地面沉降，可借鑒已有的同類工程實(shí)例，也可用一些簡易的方法進(jìn)行估算。
　　由于土層一般成層分布，影響范圍受土層的影響很顯著，降水漏斗的半徑R通常用庫薩金的公式進(jìn)行估算
　　
　　式中:R—降水漏斗半徑:
　　Sk—降水漏斗深度;
　　K—土層滲透系數(shù);
　　h0一初始地下水的深度。
　　1.2影響因素分析
　　與深基坑開挖有關(guān)的環(huán)境工程地質(zhì)問題，其影響因素很多。除基坑自身深度等因素外，還與工程地質(zhì)條件、地下水類型及分布、周邊建筑物類型等一系列因素有關(guān)。本文將其簡要?dú)w納為以下幾個(gè)方面:基坑四周的堆載(材料設(shè)備、塔吊等)及周圍建筑物的影響;工程地質(zhì)質(zhì)條件的影響;水文地質(zhì)條件的影響;開挖工藝對(duì)變形的影響;周邊建筑物、管線的影響。
　　2工程情況介紹
　　某市國華時(shí)代項(xiàng)目位于該市市區(qū)，主干道B大街以南，大型超市易初蓮花西側(cè)，與市政府隔路相望，地理位置優(yōu)越。
　　該項(xiàng)目占地88.8畝，其中公建部分占地約1.6萬平方，建筑面積約6.8萬平方，容積率為3.28;住宅部分占地約4.3萬平方，建筑面積約13萬平方，容積率為2.3。
　　公建部分設(shè)地下室兩層，約1.3萬平方。地下二層為車庫和設(shè)備用房，地下一層以游泳、休閑為主;裙房三層，約1.1萬平方，屬酒店和寫字樓的接待、服務(wù)功能用房，四層以上設(shè)兩座塔樓，A座為高檔酒店，共23層，約2.8萬平方，B座為寫字樓，共17層，約1.5萬平方。
　　住宅部分設(shè)地下室二層，局部一層，整個(gè)住宅部分的地下室聯(lián)結(jié)、貫通于一體，南北約279米，東西約97米，建筑面積3.5萬平方，主要功能為車庫。地上設(shè)住宅樓11棟，其中5-6層的多層住宅共4棟，18-28的高層住宅7棟，共9.6萬平方米。
　　住宅小區(qū)南北長約400m、東西寬120m。
　　3工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件
　　(1)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造
　　宏觀上，某市位于兩個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元接壤部位西端。擬建場地位于凹陷地段西端，距該擬建場地較近的主要斷裂構(gòu)造為北側(cè)的一大斷裂，該斷裂走向NEE，傾向SSW，傾角60-80°，正斷。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，斷裂第四紀(jì)以來未有活動(dòng)跡象，屬非全新世活動(dòng)斷裂，對(duì)場地穩(wěn)定性無較大不良影響。
　　(2)地形、地貌及地下水
　　擬建場地地貌單元屬山前沖洪積平原。由于回填物的堆積，地形高低不平�？辈禳c(diǎn)地面標(biāo)高一般在149.06-155.31m，最大高差為6.25m。
　　場地地下水為第四系潛水及風(fēng)化裂隙水，埋藏深度小，勘察期間，測得該場地范圍內(nèi)地下水埋深在1.50-4.50m。據(jù)訪問，地下水年變幅在1.00m左右，根據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告，該場地水質(zhì)對(duì)鹼及硅中鋼筋無腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。
　　(3)結(jié)構(gòu)及巖土物理力學(xué)性質(zhì)
　　根據(jù)野外鉆探資料，結(jié)合原位測試及土工試驗(yàn)資料結(jié)果，擬建場地地基土在勘察深度內(nèi)可分為十層，分述如下:
　　①雜填土
　　雜色，松散，稍濕。土質(zhì)不均勻，主要成份為建筑垃圾、灰渣、磚塊、少量生活垃圾及粘性土。堆積年限約兩年。
　　該層分布較為普遍，厚度相對(duì)較小，揭露厚度0.50-4.10m，平均厚度1.12m，層底標(biāo)高147.39-154.81ma
　�、谒靥钔�
　　黃褐色一深褐色，松散，稍濕。土質(zhì)不均勻，成份主要為碎石、砂及粘性土，堆積年限約兩年。
　　該層分布不普遍，厚度相對(duì)較小，揭露厚度0.50-2.20m，平均厚度1.11m，層底標(biāo)高149.47-152.28m。
　�、酆�砂粉質(zhì)粘土
　　褐黃色一黃褐色，硬塑，局部可塑。土質(zhì)不甚均勻，含少量鐵質(zhì)氧化物及粉細(xì)砂顆粒，切面不光滑，干強(qiáng)度中等，韌性較低。
　　該層分布較普遍，厚度變化較大。一般0.50-3.40m，平均厚度1.29m，層底標(biāo)高146.30-153.21m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下:
　�、苤写稚�
　　灰黃色一灰褐色，中密，飽和。礦物成分主要為石英、長石，粒徑不均勻，磨圓度差，顆粒粒徑不均，級(jí)配良好。
　　該層分布不普遍，主要分布于場地北半部，一般厚度0.50-1.90m，平均厚度1.14m，層底標(biāo)高146.06-151.81m。
　　該層水上休止角標(biāo)準(zhǔn)值為40.62°，水下休止角標(biāo)準(zhǔn)值為25.13°，共進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)7次，實(shí)測錘擊數(shù)平均值N'=17.0擊。
　�、莘圪|(zhì)粘土
　　灰褐色，可塑。土質(zhì)較均勻，含少量鐵質(zhì)氧化物及風(fēng)化巖碎屑，粘粒含量較高，切面較光滑，干強(qiáng)度較高，韌性較高。
　　該層分布不普遍，僅分布于場地的東南部，厚度相對(duì)較小。一般0.50-2.20m平均厚度1.32m，層底標(biāo)高144.86-148.69m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下:
　�、薹圪|(zhì)粘土
　　黃褐色一棕褐色，可塑，局部硬塑。土質(zhì)較均勻，含少量鐵質(zhì)氧化物及風(fēng)化巖碎屑，底部風(fēng)化巖碎屑含量稍高，切面較光滑，干強(qiáng)度較高，韌性較高。
　　該層分布較普遍，厚度變化較大。一般0.50-5.40m，平均厚度2.38m，層底標(biāo)高143.36-151.44m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下:
　　⑦粗礫砂
　　灰黃色一灰色，中密，飽和。礦物成分主要為石英、長石，粒徑不均勻，磨圓度差，顆粒粒徑不均，級(jí)配良好。
　　該層分布較普遍，厚度較小。在場地范圍內(nèi)，一般0.50-3.30m，平均厚度0.96m，層底標(biāo)高142.42-150.54m。
　　該層水上休止角標(biāo)準(zhǔn)值為41.97°，水下休止角標(biāo)準(zhǔn)值為25.40°，該層中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)19次，實(shí)測錘擊數(shù)平均值N'=19.7擊。根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ��?jīng)驗(yàn)變形模量可取E0=30MPa。
　�、鄰�(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖
　　淺黃色一棕黃色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，礦物成分顯著變化，肉眼尚可辨認(rèn)，為中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，被鐵質(zhì)渲染。
　　該層分布普遍，厚度大，僅部分鉆孔揭穿。最大揭露厚度21.90m。該層中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)149次，實(shí)測錘擊數(shù)平均值N’=72.9擊。根據(jù)平板載荷試驗(yàn)結(jié)果，該層變形模量可取E0=60MPa。
　�、嶂酗L(fēng)化花崗片麻巖
　　黃綠色一肉紅色，粒狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，礦物成分主要為石英、長石及少量角閃石，裂隙發(fā)育，巖心多呈碎塊狀及短柱狀，少量呈柱狀及長柱狀。
　　該層埋藏較深，僅部分鉆孔有所揭露。最大揭露厚度5.50m。其飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度平均值15.1MPa，標(biāo)準(zhǔn)值13.6MPa。
　�、鈴�(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖
　　淺黃色一棕黃色，結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，礦物成分顯著變化，肉眼尚可辨認(rèn)，為中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，風(fēng)化裂隙極發(fā)育，被鐵質(zhì)渲染，巖芯由于受機(jī)械作用而呈砂土狀，少量風(fēng)化為碎塊狀，手可冊(cè)斷。
　　4國華時(shí)代項(xiàng)目周圍建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理
　　4.1周圍建筑物觀測點(diǎn)沉降數(shù)據(jù)處理
　　此項(xiàng)目中1號(hào)樓和6號(hào)樓的位置比較具有代表性，1號(hào)樓位于基坑左側(cè)的中間位置;6號(hào)樓位于基坑左側(cè)的南部，距離基坑還有一定的距離，位置與其它的樓有明顯的區(qū)別。故本文中選取1,6號(hào)樓進(jìn)行具體的數(shù)據(jù)處理和分析。
　　首先以各個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)的沉降為研究對(duì)象，繪制沉降量變化曲線，觀察單個(gè)沉降點(diǎn)的沉降規(guī)律，并分析不同位置的沉降點(diǎn)的沉降變化的異同。
　　兩座樓房的沉降量曲線圖1、圖2如下所示:
　　
　　圖11號(hào)樓沉降量曲線圖
　　
　　圖26號(hào)樓沉降量曲線圖
　　由兩圖可得到以下結(jié)論:
　　(1)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的曲線變化趨勢是相同的。隨著基坑工程的不斷推進(jìn)，沉降量逐漸變大，并且在基坑工程的后期，由于基坑開挖深度的加大，基坑降水量的增加，沉降變化比較明顯�？梢姵两当O(jiān)測的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)與基坑的具體施工過程緊密結(jié)合，不斷修改監(jiān)測的周期。
　　(2)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的沉降變化曲線是不光滑的，呈折線變化，局部變化比較明顯。分析變化明顯處的觀測時(shí)間可知，較大的沉降變化都是發(fā)生在有較大規(guī)模的降雨過程或者基坑降水量較大的時(shí)候。該項(xiàng)目中，在第8次、第15次、第25次、第27次、第30次觀測前，某市地區(qū)有較大的降雨，相應(yīng)時(shí)間位置的曲線就向上折起，表示建筑物在原來的基礎(chǔ)上向上運(yùn)動(dòng);在第19次、第21次、第23次、第26次、第31次、第33次觀測時(shí)，基坑的降水量較大，相應(yīng)時(shí)間位置的曲線折率較大，表示此時(shí)建筑物的沉降量較大。
　　(3)對(duì)于同一建筑物不同位置觀測點(diǎn)的沉降曲線，大體上呈相互平行的趨勢，但是局部有交叉。這表明，距基坑不同距離觀測點(diǎn)的沉降量隨時(shí)間變化的規(guī)律相似，但不盡相同。
　　(4)處于基坑不同方位的建筑物對(duì)于基坑開挖和降水的反應(yīng)不同。由于6號(hào)樓距離基坑的中心位置較遠(yuǎn)，與1號(hào)樓相比，沉降量比較小，曲線的變化比較緩，對(duì)于降雨和降水的反應(yīng)也比較小。
　　4.2周圍建筑物單側(cè)沉降分析
　　建筑物在垂直于基坑長邊方向上容易產(chǎn)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致建筑物傾斜、裂縫甚至倒塌，因此本文對(duì)本項(xiàng)目中的建筑物的單側(cè)的沉降量進(jìn)行分析研究。
　　此項(xiàng)目共進(jìn)行了41次現(xiàn)場沉降監(jiān)測，這里取1號(hào)樓的南側(cè)四個(gè)點(diǎn)的第2次、第12次、第21次、第22次、第32次、第41次的沉降值繪制單側(cè)沉降曲線如圖3所示:
　　
　　圖31號(hào)樓單側(cè)沉降量曲線圖
　　從圖中可知:五組數(shù)據(jù)所得的曲線變化趨勢相同，隨著距離基坑距離的加大，沉降逐漸變小。而此處的建筑物并沒有處在基坑周圍沉降變化的正負(fù)拐點(diǎn)，所以差異沉降不大，樓體較為安全。
　　4.3建筑物傾斜分析
　　進(jìn)行基坑開挖時(shí)周圍建筑物沉降監(jiān)測及分析的關(guān)鍵，是要分析建筑物的差異沉降，差異沉降過大就會(huì)導(dǎo)致建筑物的裂縫甚至坍塌。本文利用建筑物差異沉降折線圖對(duì)建筑物的傾斜進(jìn)行分析。以1號(hào)樓為例，其差異沉降折線圖4所示:
　　
　　圖41號(hào)樓差異沉降折線圖
　　從圖中可知，此樓體的最大差異沉降為測點(diǎn)1-5和測點(diǎn)1-8之間的沉降差異，差異沉降為1.17mm，對(duì)應(yīng)的樓體的傾斜率為:
　　傾斜率=差異沉降/建筑物長度×100%=1.17/88000×100%=0.0013%
　　可見，最大差異沉降和傾斜率都小于設(shè)定的警界值，故此樓體是安全的。
　　結(jié)束語
　　本項(xiàng)目基坑開挖對(duì)周圍建筑物及周圍環(huán)境的沉降研究，達(dá)到了預(yù)期的目的，計(jì)算結(jié)果資料可靠，精度達(dá)到國家要求的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，也符合《建筑物工程施工變形測量規(guī)范》的要求，符合現(xiàn)行國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及某市國華項(xiàng)目基坑施工技術(shù)要求。從獲取的數(shù)據(jù)上看，該工程基坑開挖及支護(hù)對(duì)建筑物的影響不大，周圍建筑物總體沉降量在允許范圍之內(nèi)，周圍建筑物在基坑開挖和沉降水過程中的變形都在安全域內(nèi)，在此過程中，建筑物及周圍環(huán)境是穩(wěn)定和安全的，基坑己經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
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