软士地区深基坑开挖施工对邻近既有建筑物的影响及控制

软士地区深基坑开挖施工对邻近既有建筑物的影响及控制

史卫平

中交第一航务工程局有限公司 天津 300461

摘要：本文将探讨软土地区深基坑开挖施工对周边既有建筑物的影响，并分析相应的控制措施。通过对现有文献的综述和案例分析，同时结合专家意见，简要探讨了深基坑开挖施工对邻近建筑物的振动、沉降和土体变形等方面的影响，并提出了相应的监测与控制方法。

关键词：深基坑开挖施工；邻近既有建筑物；影响；控制措施

引言：

深基坑开挖施工在城市建设过程中扮演着关键角色，但同时也会对附近的既有建筑物造成一系列影响，包括影响建筑物的结构稳定性、影响居民生活环境，以及改变地下水位等方面。本文通过对已有研究成果的总结和归纳，本文将探讨深基坑开挖施工对邻近既有建筑物的影响以及相应的控制措施。

一、深基坑开挖施工对邻近建筑物的振动影响

1.1 振动对建筑物结构的影响

1.1.1 建筑物结构的自振频率

建筑物结构有自身的振动特性，即自振频率。当施工引起的振动频率与建筑物的自振频率相吻合时，就会发生共振现象。共振会导致建筑物的振动幅度增大，从而可能对建筑结构造成严重的破坏。因此，在设计和进行施工振动监测时，需要考虑建筑物结构的自振频率，避免施工振动频率与结构的自振频率相近，以减小对建筑物结构的影响。

1.1.2 振动对建筑物结构的损伤

振动引起的动态载荷会产生一系列应力和变形，进而导致结构材料的疲劳、裂缝、变形等问题。尤其是对于老旧建筑物或结构较为脆弱的建筑物，振动对其破坏的风险更大。

1.2 振动监测与控制方法

1.2.1 振动监测仪器的选择与安装

振动监测仪器应具备高精度和灵敏度，能够准确测量振动的频率、加速度和位移等参数。监测点的选择也很重要，通常需要在邻近建筑物的关键部位或疑似易受振动影响的区域设置监测点。

1.2.2 振动控制措施的应用

振动源控制：采用合理的施工方法，如选择低振动设备、合理控制施工速度等，以减小振动源对建筑物的影响。振动隔离措施：在深基坑开挖施工中，可以采用振动隔离材料，如橡胶垫、弹簧隔离等，将振动能量传递到地下而不传递到建筑物结构中，从而减小振动对建筑物的影响。

二、深基坑开挖施工对邻近建筑物的沉降影响

2.1 土体沉降引起的建筑物沉降

2.1.1 土体沉降的原因与机理

土体沉降主要原因包括土体的压实和挤压、土体的塑性变形以及水分的变化等。土体沉降的机理包括土体的重力沉降、土体的压实沉降和土体的挤压沉降。其中，土体的重力沉降是由于土体在受到外力作用下产生的垂直变形而导致的沉降；土体的压实沉降是由于土体在挖掘过程中受到振动和压实力的作用下产生的沉降；土体的挤压沉降是由于土体在受到边界限制和邻近建筑物的约束下产生的沉降。

2.1.2 建筑物沉降的影响

建筑物的沉降主要表现为地面沉降和建筑物的沉降。地面沉降会导致地面的不均匀沉降，从而影响周围区域的地基稳定性和地面设施的安全性。建筑物的沉降会导致建筑物的变形和结构力学性能的变化，从而影响其使用功能和安全性。除了对邻近建筑物产生直接影响外，建筑物沉降还可能引发与邻近建筑物之间的相互作用。这种相互作用可能导致邻近建筑物发生变形或破坏。

2.2 沉降监测与控制方法

2.2.1 沉降监测仪器的选择与安装

在进行深基坑开挖施工时，为了准确监测并控制沉降的影响，需要选择合适的监测仪器并正确安装。以下是一些常用的沉降监测仪器选择与安装的方法：基准点的选择：基准点的选择应该是稳定的建筑物结构或者地面。可以选择建筑物的主体结构或者附近没有受到影响的地面作为基准点。监测仪器的选择：根据监测的需求和准确度要求，选择合适的监测仪器。一般常用的监测仪器包括测量激光仪、全站仪和水准仪等。另外监测仪器的安装要稳固可靠，防止因为仪器的移动或者震动导致监测结果的不准确。在安装监测仪器之前，一定要对仪器进行准确的校正。同时还要注意仪器的防护措施：比如使用防水罩、防尘罩等防护措施。

2.2.2 沉降控制措施的应用

以下是一些常用的沉降控制措施的应用方法：控制建筑物沉降的措施包括：对邻近建筑进行加固，增强其抵抗沉降的能力。这可以通过多种方式实现，例如加强地基、加固结构或加固地下室等。此外，要避免因开挖速度过快而引起的沉降问题，需要采取适当的施工策略，如分段开挖、随挖随加固等，以确保施工安全和建筑物的稳定性。如果发现沉降超过了允许范围，需要及时采取措施进行调整，如增加加固措施、减缓开挖速度等。与邻近建筑物的沟通与协调：在进行深基坑开挖施工之前，需要与邻近建筑物的业主和相关部门进行沟通与协调。

三、土体变形的机制与控制策略

3.1 土体变形引起的建筑物破坏

3.1.1 土体变形的类型与特点

在开挖施工过程中，土体可能会发生各种不同类型的变形，其中最主要的是沉降和倾斜。土体沉降是指土体在垂直方向上的下沉，主要影响地面的平整度和建筑物的地基稳定性。土体倾斜是指土体在倾斜方向上的变形，主要影响建筑物的垂直度和结构的水平稳定性。土体变形的特点是不可逆性和渐进性，即一旦发生变形，很难恢复原状，并且变形会随着时间的推移逐渐增大。

3.1.2 建筑物破坏的形式与程度

建筑物遭受破坏的程度由土体变形的程度以及建筑物的结构强度共同决定。一般来说，如果土体变形较小且建筑物结构较强，破坏程度可能较轻。相反，如果土体变形较大且建筑物结构较弱，破坏程度可能较严重。为了减轻土体变形对建筑物的影响，可以采取以下措施：控制基坑开挖的深度和速度：控制基坑开挖的深度和速度，避免土体变形过大。加固和支护土体：在基坑周围采取加固和支护措施，增加土体的稳定性，减少变形。监测土体变形：使用土体变形监测仪器对土体变形进行实时监测，及时发现并采取相应措施。

3.2 土体变形监测与控制方法

3.2.1 土体变形监测仪器的选择与安装

在深基坑开挖施工中，为了监测和控制土体的变形，需要选择合适的土体变形监测仪器，并正确安装使用。选择土体变形监测仪器需要考虑以下几个因素：

精度和灵敏度：监测仪器的精度和灵敏度决定了对土体变形的准确度和检测范围。根据具体的工程要求和土体特性，选择适当的仪器。监测范围和监测点布设：根据工程的实际情况和监测需求，确定监测范围和监测点的布设。监测点的位置应选取在可能受到影响的区域，以便及时发现土体变形情况。数据采集和传输方式：选择合适的数据采集和传输方式，以便及时获取监测数据。可以使用自动化监测系统，通过传感器实时采集数据，并将数据传输至监测中心进行分析和处理。

3.2.2 土体变形控制措施的应用

经常用的控制措施包括加固土体、加固建筑物、减少土体变形等。加固土体可以通过土体加固材料的注入和加固结构的设置来增强土体的稳定性，减少土体变形。加固建筑物可以通过设置加固结构和采取加固措施来增强建筑物的稳定性，减少建筑物的变形和破坏。减少土体变形可以通过控制开挖速度、降低开挖深度、加强支护措施等方法来减小土体的变形。

四、总结

本文通过对振动、沉降和土体变形等方面的影响进行详细分析，并提出了相应的监测与控制方法。这些方法包括振动监测仪器的选择与安装、沉降监测与控制方法和土体变形监测与控制方法方法。通过合理的控制措施的应用，可以有效减少深基坑开挖施工对邻近既有建筑物的影响，保证建筑物的结构稳定性和居民的生活环境。

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