复杂情况下深基坑周边建筑物保护技术探讨

复杂情况下深基坑周边建筑物保护技术探讨

康士相

中铁十二局集团第二工程公司山西太原030032

摘要本文通过对广佛环城际铁路东平一号隧道明挖基坑施工对邻近建筑物—依云国际财富中心的影响分析及保护措施归纳总结，论述了在深基坑开挖中对邻近建筑物进行保护的原则、措施，以较小的代价取得可靠的安全度。同时，希望本文所总结的工程施工实践经验对类似工程的建筑物保护能起到一定的借鉴意义。

关键词：复杂情况;深基坑;建筑物保护

引言：近年来，我国经济突飞猛进，城市规模逐步扩大，交通运输矛盾日益突出，城市轨道交通以其安全、准时、快速的优点，在拓宽城市空间、打造城市快速立体交通网络和改善城市交通环境方面发挥越来越大的作用。在轨道交通工程的建设过程中，明挖基坑施工技术已经变得越来越常见。基坑工程同其他的工程相比具有深度大、隧道长、施工难度大等这些特点，对周围环境影响范围较广，在深基坑开挖中对邻近高层建筑物的保护问题尤为突出。

本文以广佛环城际铁路东平一号隧道明挖基坑工程为例，详细介绍了深基坑开挖中对邻近建筑物保护的原则、措施。

1.工程概况

广佛环城际铁路1标东平1号隧道位于广东省佛山市，呈东西向以地下线形式展布，隧道长3492m，采用明挖法施工。在DK16+497～DK16+610段紧邻依云国际财富中心，从依云国际财富中心1号楼（3层）、2号楼（15层）、6号楼（29层）楼中间穿过。该段围护结构采用连续墙+1道混凝土撑+2道钢支撑，基坑内设格构柱；连续墙厚1000mm，深度19.8m；基坑宽度17.63m至17.798m，深度15.4至15.8m左右，基坑底标高-11.87；冠梁顶标高2.5，第一道支撑采用钢筋混凝土支撑，间距6m，第二和第三道支撑采用钢管支撑，间距3m，设计高程-2.5和-7.5。

基坑采取封闭降水，本段地下连续墙入岩长度3-5m，地下连续墙接缝采用旋喷桩止水，基坑封闭降水对坑外地下水位影响较小。

2.建筑物情况

1号商业楼为地上3层，建筑高度16m，框架剪力墙结构。位于隧道右侧，里程DK16+522～16+568。1号商业楼采用φ400PHC(95)AB及φ500PHC(125)A型管桩，有效桩长约10~15m，以强风化岩为桩端持力层，桩端进入持力层内的深度为1.5m。右线围护结构（地下连续墙）距离1号商业楼5.6～5.9m。

2号研发楼为地上15层，地下1层，建筑高度48m，框架剪力墙结构。位于隧道左侧，里程DK16+497～16+546。采用φ500PHC(125)A型管桩，有效桩长约20~25m，以强风化岩层为桩端持力层，桩端进入持力层内的深度为1.5m。左线围护结构（地下连续墙）距离2号楼房5.1～6.4m。

依云国际6号楼为地上29层，地下2层，建筑高度119m，框架-核心筒结构。位于隧道左侧，里程DK16+574～16+610。采用钻(冲)孔成孔灌注桩，桩径D为0.8、1.0、1.2、1.6、1.8m等共5种，桩净长约20~35m，入岩2.8～4.8m，为端承桩，底部为微风化岩层；左线围护结构（地下连续墙）距离6号楼房5.7～5.9m。

3.工程及水文地质

该段段地层从上到下依次为：0.8m素填土，3.6m粉质粘土，3.6m细砂，5m粉质粘土，0.7m粗砂，3.8m粉质粘土，0.5m全风化砂岩，4m强风化砂岩，以下为弱风化泥质砂岩。

依云国际相关建筑周边基坑回填材料采用泥浆质材料回填，对于明挖隧道围护结构、基坑开挖及支护变形控制及周边环境变形控制产生严重隐患。

地下水位埋深0～5.3m，平均埋深为1.9m，水位高程-0.66～3.77m。地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系，每年的5-10月为雨季,大气降水丰沛,水位会明显抬升,冬季因降水减少地下水位随之下降，水位年变化幅度为0.50～2.5m。

4.建筑保护理由

（1）依云国际财富中心是佛山新城开发的高档办公楼盘，明挖隧道施工不可避免带来周边地层变化，造成紧邻基坑建筑物的不均匀沉降、倾斜，影响建筑物的使用功能和安全，后期给相关各方带来纠纷。

（2）邻近1#、2#楼的地层为较厚的淤泥质、砂层，对于明挖隧道围护结构地连墙成槽作业有塌孔严重隐患，造成紧邻基坑的空心管桩侧向变形。

依云国际财富中心6号楼，基坑回填采用采用泥浆质材料回填，对于明挖隧道围护结构地连墙成槽作业、基坑变形及周边环境变形控制产生严重隐患。

（3）依云国际财富中心建筑物结构距离东平1号隧道地下连续墙外侧5.1～6.4m；本段隧道明挖基坑宽度17.8m左右、深度15.4m左右，基坑外临近的高大建筑物，对周边地层和基坑产生较大的不平衡应力，为确保基坑本身安全，必须采取可靠加固措施。

（4）本区段地下地质情况复杂，岩面起伏较大，临近的大涌河中、弱风化顶高程为-4.5m左右，依云国际财富中心6号楼附近岩面为-13～-15m左右，地下地质的不确定性，带来各种风险，需采取可靠措施规避地质不确定性。

5.建筑物保护措施

为降低施工安全风险，降低基坑开挖对周边建筑物的影响程度，保证深基坑开挖期间施工安全，隧道施工前先对依云国际建筑物采取隔离桩、水泥搅拌桩保护措施，确保建筑物安全后再施工隧道基坑地下连续墙，围护结构施工完成后进行基坑开挖。

（1）隔离桩及水泥搅拌桩保护措施

隧道施工前，拟在地下连续墙与建筑物间设置一道隔离桩，隔离桩加固范围在建筑物两侧各延伸5m。

1号楼保护措施：①建筑物与地下连续墙之间采用φ1000@1300mm长16.1m钻孔隔离桩（冠梁顶标高+2.5m，桩底标高-14.6m）；②隔离桩顶部1000*1000mm的冠梁；③隔离桩与地下连续墙冠梁之间采用厚度500mm的钢筋混凝土板梁进行连接；④地下连续墙内、外侧槽壁各采用1排φ500@400mm、桩长15m水泥搅拌桩土体改良地下连续墙槽壁，1号楼隔离桩平面布置见图1。

图11号商业楼加固平面图

2号楼保护措施：①建筑物与地下连续墙之间采用φ1000@1300mm长16.1m钻孔隔离桩（冠梁顶标高+2.5m，桩底标高-14.6m）；②隔离桩顶部1000*1000mm的冠梁；③隔离桩与地下连续墙冠梁之间采用厚度500mm的钢筋混凝土板梁进行连接；④地下连续墙内、外侧槽壁各采用1排φ500@400mm、桩长15m水泥搅拌桩土体改良地下连续墙槽壁。2号楼隔离桩平面布置见图2。

建筑物保护加固过程中，应加强对建筑物的监控量测，并将监测数据及时反馈。监测项目包括：建筑物沉降、倾斜、裂缝、地下水位、周围地表沉降等。?根据监测情况，合理调整施工顺序、施工参数，保证建筑物安全。

6.深基坑施工

建筑物保护施工完成后再施工基坑地下连续墙，围护结构施工完成后进行基坑开挖。施工工序图见图4。

图4建筑物保护及隧道施工工序图

隔离桩开始施工前，对依云国际建筑进行监测布点，主要监测建筑沉降、位移、建筑倾斜以及裂缝监测，共布设测点39个。另外地下水位的变化对建筑物的沉降影响较大，施工过程中对基坑外地下水位的监测也应加强，在隔离桩与建筑间间隔20m布置6个水位监测孔。

测点布设好后，测量初始数据后方可进行隔离桩施工、地下连续墙施工以及后续基坑开挖施工，施工过程中严格按照基坑开挖前1次/2天，基坑开挖后1次/天的监测频率进行监测，监测数据异常时，还应加大监测频率。

隧道基坑开挖对建筑物影响较大，基坑开挖时，基坑的各种变形将传递至基坑周边建筑物，因此对基坑的变形监测也应相应加强，特别是连续墙的桩顶位移、桩顶沉降、桩身变形，支撑轴力监测以及周边地表的沉降监测工作需与建筑物监测同时进行，起到动态控制建筑物沉降的作用。从施工期间收集监测数据表明：随着基坑土方开挖的逐步加深建筑物的沉降量及倾斜率呈现逐步加大的趋势，但均未超过设计预警值，进而说明对建筑物采取的保护措施是行之有效的。

7结论

深基坑工程施工不当对周边建筑物等造成的损伤或破坏性影响，不仅会引起重大的经济损失，更将造成不可挽回的社会影响。在施工前对周边建筑物进行加固保护可以以较小的代价取得可靠的安全度，能够达到事半功倍的效果。本文总结了实际工程中的经验，为类似工程的施工提供了参考。

参考文献：

[1]刘国斌，王卫东.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

作者简介:

康士相（1980—）男，大学本科、工程师。

专业：交通土建工程，现从事工程施工管理工作。

工作单位：中铁十二局集团第二工程有限公司