摘要：本文以某市項目為背景，分析了深基坑開挖對近鄰建筑物的變形、支護結構變形以及基坑外地層沉降的影響，通過比較模擬數據和實測數據，得到相關結論，對以后的基坑工程有一定的實際意義。
　　關鍵詞：支護；降水；沉降
　　前言
　　基坑支護方案、降水方案的合理確定以及注重現場實時監測是保障基坑工程安全施工的關鍵。而在確定基坑支護及降水技術方案前，合理的預測基坑工程對周圍環境的不良影響，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時監測，提高施工的信息化水平則是保障基坑工程安全，降低其對周圍環境的不良影響的關鍵步驟。因此，探討有關基坑工程開挖降水對周圍建筑物沉降的影響，并針對基坑周圍建筑物的沉降進行相關的數值模擬和沉降量預測，優化沉降監測工作，在實際基坑工程中具有重要意義。
　　1深基坑開挖引發的環境工程問題
　　1.1基坑降水的影晌
　　深基坑開挖經常會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、固結土體、穩定邊坡和防止流沙等，有必要采用各種類別的井點排水.
　　預測井點降水對周圍環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例，也可用一些簡易的方法進行估算。
　　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;
　　h0一初始地下水的深度。
　　1.2影響因素分析
　　與深基坑開挖有關的環境工程地質問題，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。本文將其簡要歸納為以下幾個方面:基坑四周的堆載(材料設備、塔吊等)及周圍建筑物的影響;工程地質質條件的影響;水文地質條件的影響;開挖工藝對變形的影響;周邊建筑物、管線的影響。
　　2工程情況介紹
　　某市國華時代項目位于該市市區，主干道B大街以南，大型超市易初蓮花西側，與市政府隔路相望，地理位置優越。
　　該項目占地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。
　　公建部分設地下室兩層，約1.3萬平方。地下二層為車庫和設備用房，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、服務功能用房，四層以上設兩座塔樓，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。
　　住宅部分設地下室二層，局部一層，整個住宅部分的地下室聯結、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。
　　住宅小區南北長約400m、東西寬120m。
　　3工程地質與水文地質條件
　　(1)區域地質構造
　　宏觀上，某市位于兩個四級構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造為北側的一大斷裂，該斷裂走向NEE，傾向SSW，傾角60-80°，正斷。據區域地質資料，斷裂第四紀以來未有活動跡象，屬非全新世活動斷裂，對場地穩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。勘察點地面標高一般在149.06-155.31m，最大高差為6.25m。
　　場地地下水為第四系潛水及風化裂隙水，埋藏深度小，勘察期間，測得該場地范圍內地下水埋深在1.50-4.50m。據訪問，地下水年變幅在1.00m左右，根據水質分析報告，該場地水質對鹼及硅中鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性。
　　(3)結構及巖土物理力學性質
　　根據野外鉆探資料，結合原位測試及土工試驗資料結果，擬建場地地基土在勘察深度內可分為十層，分述如下:
　　①雜填土
　　雜色，松散，稍濕。土質不均勻，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，厚度相對較小，揭露厚度0.50-4.10m，平均厚度1.12m，層底標高147.39-154.81ma
　　②素填土
　　黃褐色一深褐色，松散，稍濕。土質不均勻，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，厚度相對較小，揭露厚度0.50-2.20m，平均厚度1.11m，層底標高149.47-152.28m。
　　③含砂粉質粘土
　　褐黃色一黃褐色，硬塑，局部可塑。土質不甚均勻，含少量鐵質氧化物及粉細砂顆粒，切面不光滑，干強度中等，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，層底標高146.30-153.21m。其主要物理力學性質指標如下:
　　④中粗砂
　　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，層底標高146.06-151.81m。
　　該層水上休止角標準值為40.62°，水下休止角標準值為25.13°，共進行標準貫入試驗7次，實測錘擊數平均值N'=17.0擊。
　　⑤粉質粘土
　　灰褐色，可塑。土質較均勻，含少量鐵質氧化物及風化巖碎屑，粘粒含量較高，切面較光滑，干強度較高，韌性較高。
　　該層分布不普遍，僅分布于場地的東南部，厚度相對較小。一般0.50-2.20m平均厚度1.32m，層底標高144.86-148.69m。其主要物理力學性質指標如下:
　　⑥粉質粘土
　　黃褐色一棕褐色，可塑，局部硬塑。土質較均勻，含少量鐵質氧化物及風化巖碎屑，底部風化巖碎屑含量稍高，切面較光滑，干強度較高，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，層底標高143.36-151.44m。其主要物理力學性質指標如下:
　　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，級配良好。
　　該層分布較普遍，厚度較小。在場地范圍內，一般0.50-3.30m，平均厚度0.96m，層底標高142.42-150.54m。
　　該層水上休止角標準值為41.97°，水下休止角標準值為25.40°，該層中進行標準貫入試驗19次，實測錘擊數平均值N'=19.7擊。根據當地建筑經驗變形模量可取E0=30MPa。
　　⑧強風化花崗片麻巖
　　淺黃色一棕黃色，結構構造大部分破壞，礦物成分顯著變化，肉眼尚可辨認，為中粒變晶結構，片麻狀構造，被鐵質渲染。
　　該層分布普遍，厚度大，僅部分鉆孔揭穿。最大揭露厚度21.90m。該層中進行標準貫入試驗149次，實測錘擊數平均值N’=72.9擊。根據平板載荷試驗結果，該層變形模量可取E0=60MPa。
　　⑨中風化花崗片麻巖
　　黃綠色一肉紅色，粒狀結構，片麻狀構造，礦物成分主要為石英、長石及少量角閃石，裂隙發育，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度平均值15.1MPa，標準值13.6MPa。
　　⑩強風化花崗片麻巖
　　淺黃色一棕黃色，結構構造大部分破壞，礦物成分顯著變化，肉眼尚可辨認，為中粒變晶結構，片麻狀構造，風化裂隙極發育，被鐵質渲染，巖芯由于受機械作用而呈砂土狀，少量風化為碎塊狀，手可冊斷。
　　4國華時代項目周圍建筑物沉降監測數據處理
　　4.1周圍建筑物觀測點沉降數據處理
　　此項目中1號樓和6號樓的位置比較具有代表性，1號樓位于基坑左側的中間位置;6號樓位于基坑左側的南部，距離基坑還有一定的距離，位置與其它的樓有明顯的區別。故本文中選取1,6號樓進行具體的數據處理和分析。
　　首先以各個沉降監測點的沉降為研究對象，繪制沉降量變化曲線，觀察單個沉降點的沉降規律，并分析不同位置的沉降點的沉降變化的異同。
　　兩座樓房的沉降量曲線圖1、圖2如下所示:
　　
　　圖11號樓沉降量曲線圖
　　
　　圖26號樓沉降量曲線圖
　　由兩圖可得到以下結論:
　　(1)各個監測點的曲線變化趨勢是相同的。隨著基坑工程的不斷推進，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。可見沉降監測的設計，應當與基坑的具體施工過程緊密結合，不斷修改監測的周期。
　　(2)各個監測點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間可知，較大的沉降變化都是發生在有較大規模的降雨過程或者基坑降水量較大的時候。該項目中，在第8次、第15次、第25次、第27次、第30次觀測前，某市地區有較大的降雨，相應時間位置的曲線就向上折起，表示建筑物在原來的基礎上向上運動;在第19次、第21次、第23次、第26次、第31次、第33次觀測時，基坑的降水量較大，相應時間位置的曲線折率較大，表示此時建筑物的沉降量較大。
　　(3)對于同一建筑物不同位置觀測點的沉降曲線，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的沉降量隨時間變化的規律相似，但不盡相同。
　　(4)處于基坑不同方位的建筑物對于基坑開挖和降水的反應不同。由于6號樓距離基坑的中心位置較遠，與1號樓相比，沉降量比較小，曲線的變化比較緩，對于降雨和降水的反應也比較小。
　　4.2周圍建筑物單側沉降分析
　　建筑物在垂直于基坑長邊方向上容易產生不均勻沉降，從而導致建筑物傾斜、裂縫甚至倒塌，因此本文對本項目中的建筑物的單側的沉降量進行分析研究。
　　此項目共進行了41次現場沉降監測，這里取1號樓的南側四個點的第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沉降曲線如圖3所示:
　　
　　圖31號樓單側沉降量曲線圖
　　從圖中可知:五組數據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拐點，所以差異沉降不大，樓體較為安全。
　　4.3建筑物傾斜分析
　　進行基坑開挖時周圍建筑物沉降監測及分析的關鍵，是要分析建筑物的差異沉降，差異沉降過大就會導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建筑物的傾斜進行分析。以1號樓為例，其差異沉降折線圖4所示:
　　
　　圖41號樓差異沉降折線圖
　　從圖中可知，此樓體的最大差異沉降為測點1-5和測點1-8之間的沉降差異，差異沉降為1.17mm，對應的樓體的傾斜率為:
　　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定的警界值，故此樓體是安全的。
　　結束語
　　本項目基坑開挖對周圍建筑物及周圍環境的沉降研究，達到了預期的目的，計算結果資料可靠，精度達到國家要求的各項技術指標要求，也符合《建筑物工程施工變形測量規范》的要求，符合現行國家和行業標準及某市國華項目基坑施工技術要求。從獲取的數據上看，該工程基坑開挖及支護對建筑物的影響不大，周圍建筑物總體沉降量在允許范圍之內，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，在此過程中，建筑物及周圍環境是穩定和安全的，基坑己經進入穩定狀態。
　　參考文獻
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