浅析深基坑支护桩周边建筑物沉降

林爱兵

摘要：本文针对某企业生产大楼在基坑开挖过程中对周边建筑物沉降加以观察研究，阐述在基坑开挖中的具体方案和方法，必须采取有效的控制技术与措施，才能保证基坑周边建筑物的安全。兼顾沉降监测的数据与其影响因素两个方面，从而分析其对基坑周边建筑物沉降的影响，对指导深基坑支护设计具有极大现实意义。

关键词：深基坑；支护桩；建筑物；沉降

中图分类号：TV551文献标识码： A

在现代化的城市中进行建筑工程的施工，需要充分考虑到基坑附近的地下管线、周边建筑安全以及交通干线的正常运行等因素，以免影响到建筑施工的进程和附近其他要素的正常运行。科学基坑的开挖和支护方案是确保施工进程与质量、最大限度地降低对周边环境影响的重要保障，尤其是深基坑的开挖，挖掘深度越大，对周边建筑物的沉降影响可能性就越大，因此，对深基坑的开挖和支护方案具有较为严格的规定与要求。由于深基坑开挖后，其周围的土体都处于临空的状态下，其原有应力就会得到释放，如果缺乏良好的基坑支护措施，土体就会逐渐向基坑内一侧滑移，对邻近土体的稳定性产生较大的影响，导致支护桩结构发生变形，容易引发安全事故。对于降低在深基坑开挖过程中对周边建筑物的影响需要采取以下措施，才能保证深基坑开挖时的稳定和周围建筑物的安全。第一，可选择适当的降水方案，避免因降水施工引起的地面建筑物沉降的现象；第二，提高基坑支护结构的刚度与承载力，对边坡土体加以控制，减小其位移程度；第三，使用预应力锚杆和土钉墙相结合的支护方法，确保在护坡桩施工空间很小或没有施工空间的状况下边坡的稳定性和安全性。

一、工程概况

该企业生产大楼建筑面积为5500㎡，其中地面设计10层，地下设计1层，其下部基础设计为板筏基础，基坑设计开挖深度为8.65m，基坑长度为45m，宽度为20m。选用的基坑支护方式有两种，因南侧和西侧与其他企业大楼相邻，故采取止水帷幕桩的支护方法；基坑北侧和东侧与城市主干道相邻，可采用深层搅拌桩支护方法进行支护，设计桩径为W700，支护桩入土深度为12m，其他基坑地段采取1：1土钉墙的方式。在深基坑开挖之前，可在基坑周围安置井点降水以促进开挖施工的顺利、有效进行。

二、深基坑周边土层沉降原理与其计算方法

在进行深基坑开挖时，由于基坑受到卸荷作用的影响，其应力场也会随之发生变化，容易造成深基坑周边地面的沉降。深基坑的有效施工与井点降水的布置和基坑开挖具有重要的联系，对周边建筑物的沉降影响较大，在进行沉降计算时，需要重点考虑基坑开挖后引起的沉降以及井点降水对周边土层沉降的影响。

（一）深基坑开挖后对周边土层的沉降影响计算

在进行深基坑开挖时，其周边土体的位移或滑动都会造成周围土层的沉降，地面的沉降和深基坑的支护方式、支护所用材料性能以及基坑周边土质等因素有着密切的联系。在计算周围建筑物沉降时，可利用土体损失理论，先设定一个支护桩部位沉降量，利用土体内摩擦角、基坑开挖深度以及支护桩与桩后距离计算出地面的最大沉降量，然后即可计算出计算点数、基坑内某点到地面的距离以及基坑内某点的土体位移。

（二）深基坑井点降水对周边土层沉降影响计算

深基坑降水会造成其周围地下水位出现下降的现象，使抽水井点成为一个“降水漏斗”，会导致深基坑周围的土体内的孔隙水压力降低甚至消散，增加了土体内的有效应力，使原有土层容易产生新的土体沉降。通过沉降计算能够有效算出深基坑基础下层土体的沉降，利用基础下土层厚度、土层压缩模量和有效应力增加量相乘，即可得出基础下土层的沉降。同时，还可利用降水前后土体的水头高度计算出地基在降水影响下的总沉降。

（三）深层搅拌桩支护中压密注浆的应用

由于该工程地下水较浅，其土层开挖含水量较大，且渗透性很强，因此，必须保障深基坑搅拌支护桩的防渗透性，才能确保深基坑开挖施工的顺利进行。将压密注浆应用到深层搅拌桩支护中，对桩间加以压密注浆处理，利用高压喷射作用，可将水泥浆很好地渗入到周围的土层中，并能与这些土层发生一定的物化固结反应。通过这种方式，能够使桩体间的连接更为坚固密实，防渗性更好，也能使周边的土体得到很好地固结，增强土体的稳定性，有效避免了在深基坑开挖过程中对周边建筑物的沉降影响。

压密注浆对于增强支护桩的防渗隔水效果、提升土体的抗渗透能力，使周边建筑物在土层的有效应力在增加时受到的沉降影响降低，对确保深基坑施工的顺利进行和周边建筑物的安全具有重要的意义。在进行压密注浆时，要注意一下几点：

第一，需使用高压注浆机进行注浆液的喷射和灌注，保证注浆长度与桩长相同，注浆孔径为200，注浆压力要大于0.6MPa。

第二，使用425#普硅作为注浆浆液的固化剂，水灰比控制在0.6左右。

第三，由于工程地下水位较高，深基坑在开挖过程中，可能会出现土体含水量较大情况，在具体的施工过程中可适当采用四搅喷工艺进行喷注。

第四，在搅拌时，要将其下沉速度控制在1m/min以内，对其速度的提升也要控制在0.6~0.7m/min左右，进行重复搅拌，以确保支护桩成型后的搭接长度在20cm以上。

三、深基坑支护桩周边建筑物沉降分析

（一）深基坑支护桩周边不同距离建筑物沉降分析

在进行深基坑开挖之后，基坑周边的土体会出现临空的状态，随着土体松软压缩性的不断增大，建筑物地基会在原有载荷的作用下形成新的地基沉降，威胁到建筑的稳定和安全。建筑地基土体的受干扰程度与其距深基坑开挖的距离远近有关，距离越近，受干扰程度越大，反之，距离越远，受干扰程度就越小。由于降水井多布置于基坑附近，基坑附近的地下水位下降比其他地方地下水位下降更为严重，有效应力的增加，就会使距基坑越近的建筑受到的沉降影响随之增大。

（二）时间效应对深基坑周边建筑物沉降分析

根据以往的经验，深基坑支护桩结构与基坑周围土层会随着时间的变化发生改变，具有显著的时间效应。一般来讲，在基坑开挖后两个月内，对周边土体的影响不是很大，基坑周边建筑物的沉降很慢；在开挖后两个月至四个月时，建筑物的沉降速度不断加快，且出现明显的沉降，然后逐渐处于相对稳定的沉降状态。

（三）压密注浆对深基坑周边建筑物沉降分析

采取压密注浆工艺处理是保障基坑支护桩间搭接的稳固性及提高桩体的防渗严密性，通过压密注浆，使基坑土体的固结抗渗能力得到有效提升，强化了基坑周边土体的稳定性。压密注浆能够使桩体提升防渗隔水性能，降低在降水土层中有效应力增大引起的建筑物沉降，具有很好地优化效果。使用425#普硅作为其固化剂，有效提升了浆体与土层的固结效果，使其对基坑周边建筑的沉降影响降到最低。

结束语：

经济建设推动着建筑业的不断发展，城市建设地下工程不断向着较大深度的方向拓展着，在密集的建筑群中顺利开展深基坑施工，且能够保障周边建筑物的稳定与安全，是当前深基坑施工中必须考虑的问题之一。通过分析影响深基坑周边建筑物沉降的因素，进而使深基坑开挖更具科学性和有效性。

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