地铁深基坑施工引起的既有建筑物沉降分析Word格式文档下载.docx

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延吉中路站是地下二层岛式中间折返站,外轮廓尺寸为475.4ｍ&

#215;

19.2ｍ,站中心覆土厚约2.5ｍ。

底板埋深:

标准段为14.52ｍ,端头井为16～17ｍ。

该站主要采用明挖顺作法施工。

围护结构标准段设计为800ｍｍ厚地下连续墙,兼作使用阶段的主体结构侧墙。

连续墙间采用十字钢板止水接头,墙趾埋深26.5～27.5ｍ,沿深度方向设4道609钢管支撑;

端头井部分地下连续墙埋深29～30ｍ,采用柔性接头。

1.2　地质条件

工程范围内自上而下主要的土层分布依次为:

①-1层杂填土,①-2层黄色素填土,②-1层褐黄色粘土,②-3ａ层灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土,③层灰色淤泥质粉质粘土,④层灰色淤泥质粘土,⑤-1ａ层灰色粘土,⑤-1ｂ层灰色粉质粘土,⑥层暗绿～草黄色粉质粘土,⑦-1层草黄色砂质粉土,⑦-2层灰色粉砂。

地下水位埋深一般为0.5～0.7ｍ。

⑦层砂性土顶面埋深位于地面下29ｍ,含承压水,其水头埋深为地表下4.9ｍ。

经勘察,6号楼东北部基础下有一暗浜。

暗浜深度为1.10～3.50ｍ,浜内灰色浜填土为含有机质的淤泥质土。

另据6号楼竣工图显示,该楼建造中未对暗浜进行处理。

房屋基础地质情况见表1。

1.3　6号楼房屋及周边环境情况

延吉七村6号楼为6层点式住宅楼,长19.60ｍ,南北宽15.64ｍ,为有圈梁的钢筋混凝土结构,浅埋条形基础,基础宽1.0～2.5ｍ,基础埋深1.8ｍ,于1983年建成。

该楼位于基坑8～12轴西侧,距基坑7.2ｍ。

据调查,房屋建成后到该车站施工前,6号楼的整体沉降量已有20～30ｃｍ。

延吉七村6号楼与基坑平面关系见图1,基础形式见图2。

基坑与6号楼之间7ｍ范围内布置多条市政管线,管线埋深在1.5～3.3ｍ之间,由于场地狭窄,管线间净距较小,最大不到0.5ｍ。

管线布置情况见图3。

2　6号楼沉降情况及原因分析

2.1　沉降情况

6号楼沉降历史曲线见图4。

各阶段沉降速率及累计沉降见表2。

从沉降曲线可以明显看出,施工对测点Ｆ39、Ｆ42点的影响较大,绝对沉降量较大,房屋向东偏北方向倾斜;

但对Ｆ40、Ｆ41两点影响却相对较小,沉降曲线也较平缓。

2.2　原因分析

沉降原因分析从两个方面考虑:

一是施工全过程的直接影响;

二是考虑地质等情况的间接影响。

建筑物周边施工时,尽管采取各种扰动小的工艺,但对既有建筑一般均会产生或多或少的影响。

而6号楼附近依次进行过管线改移、地下连续墙施工、基坑降水、基坑开挖、结构施工等。

现根据各阶段工艺情况及其与6号楼的空间关系,以及各阶段沉降数据等进行分析,找出主要影响工序和影响因素。

2.2.1　管线施工阶段

从管线与6号楼基础相对关系来看,可以看出基坑与建筑间7.2ｍ范围内布置多条市政管线,管线埋深在1.5～3.3ｍ之间。

特别是雨、污水管沟槽挖深超过3ｍ,距房屋边线仅4～5ｍ,而房屋基础埋深仅为1.8ｍ,土体扰动范围已略超过基础深度。

该段地层在地面下0～3.0ｍ为强度较高的杂填土（Ｐｓ=1.1ＭＰａ）。

仅从基础受力扩散角看,在4～5ｍ外挖3.3ｍ深的沟槽不会对房屋产生直接的、较大的影响。

但特别要注意的是,该地段局部也有浜填土（Ｐｓ=0.02ＭＰａ）存在。

若暗浜与管线沟槽相连,由于暗浜淤泥强度极低,流变特性更明显,也会引起较大沉降。

由于施工中未能准确观察和判断沟槽开挖时的土体情况,因此难以作出推断。

管线施工中采用开挖沟槽后插压槽钢支护的工艺,有一定支护作用。

但从施工顺序看,先开挖后插槽钢的方法,也就是先开挖后支护的方法。

与先插压槽钢后开挖沟槽的施工顺序相比,显然后者对控制土体位移的效果应更好。

2.2.2　地下连续墙施工阶段

对应6号楼位置地下连续墙施工工况见表3。

表3　地下连续墙施工情况一览表（2003年）从表3可以看出,对应6号楼位置连续墙基本集中在6月15日—6月25日完成（除ＤＸＱ2-7在7月4日完成）;

从砼充盈系数和坍孔情况可以看出该段连续墙成槽情况良好,无较大坍孔现象。

但从沉降历史曲线看,地下连续墙施工期间Ｆ39、Ｆ42沉降速率分别达到0.69ｍｍ/ｄ、0.78ｍｍ/ｄ。

由此可明显看出,地下连续墙施工与这两点沉降有直接关系。

同期Ｆ40、Ｆ41点及3、5号楼沉降均非常微小。

2.2.3　地基加固及降水阶段

基坑内双液注浆加固对连续墙会产生一定的侧压力。

但由于连续墙形成的帷幕作用,注浆作业基本不会对坑外土体产生扰动。

从Ｆ39、Ｆ42点沉降历史曲线可以看出,自7月19日降水开始至7月29日基坑开挖产生的沉降曲线,与6月25日至7月19日的沉降曲线并无拐点,沉降速率基本一致。

为此,结合坑外水位、孔隙水压力基本正常的情况（见图5、图6）,可以基本判断基坑降水未对建筑物产生直接的影响。

这一点也可以从基坑开挖后地墙基本无渗漏得到印证。

本阶段Ｆ39、Ｆ42点沉降速率分别为0.30ｍ/ｄ、0.25ｍｍ/ｄ,相比连续墙施工阶段明显降低。

一现象更印证了前面得出的连续墙施工对Ｆ39、42点沉降产生了直接影响的结论。

2.2.4　基坑土方开挖阶段

8月20日连续墙水平位移见图7。

其中Ｃ03测斜孔位于端头井,最大位移35.92ｍｍ;

Ｃ05距离6号楼较近,最大位移6.4ｍｍ。

就变形值看,基坑开挖阶段变形控制较正常（根据以往基坑施工情况,地下连续墙水平位移40ｍｍ左右比较正常）。

　虽然端头井距6号楼有50ｍ之远,土坡坡顶在6号楼中部对应位置,对应该建筑位置开挖深度并不深,且相应位置Ｃ05测斜孔水平位移也不大（6.4ｍｍ）,但土方开挖期间Ｆ39、Ｆ42点沉降速率分别达到0.85ｍｍ/ｄ、0.64ｍｍ/ｄ,较前几阶段都大,影响非常剧烈。

由此可以看出,基坑土方开挖与这两点的沉降有直接关系。

同期Ｆ40、Ｆ41点及3、5号楼沉降均相对较小。

2.2.5　垫层、结构施工

端头井垫层浇注后,Ｆ39、Ｆ42点沉降速率分别为0.50ｍｍ/ｄ、0.52ｍｍ/ｄ,与基坑开挖阶段比略有降低,但从数值看仍不算小。

2.2.6　综合分析

综合各阶段施工情况看,延吉七村3、5、6号楼除5号楼基础下有250ｍｍ&

250ｍｍ&

7000ｍｍ方桩外,基础形式均相同,但6号楼的沉降最明显,反应最剧烈。

虽然6号楼距基坑开挖段较近,但绝对距离并不算很近（离端头井50ｍ）,且基坑开挖前的地下连续墙施工、地基加固及基坑降水期间,其反应也较3、5号楼大得多（此阶段无论管线、地墙、加固、降水施工对3、5、6号楼影响条件均相同）。

6号楼4个测点中,Ｆ39、Ｆ42又比Ｆ40、Ｆ41敏感得多。

就此基本可以推测有其它因素对Ｆ39、Ｆ42点的沉降起了较大影响作用。

结合地质补堪报告,在6号楼下局部有暗浜存在,暗浜埋深在地面下1.1～3.5ｍ范围,暗浜位置与沉降最大的Ｆ39号点位置对应。

含有机质的灰黑色浜填土强度极低,Ｐｓ仅为0.02ＭＰａ,灵敏度又很高,且有很强的流变特性。

据此判断,各阶段施工除了对周围地层产生扰动外,也引起了浜填土的高敏感度反应,致使6号楼有暗浜存在的39号点沉降最大,整栋建筑发生不均匀沉降。

3　结论及建议

根据以上分析,基坑开挖是引起差异沉降的诱因,而根本原因是房屋基础下暗浜的存在,解决差异沉降,就必须从暗浜着手。

为此建议如下:

（1）选用一种对暗浜淤泥有改良加固作用、同时在加固时又不至于引起过大附加沉降的工艺;

或者先估算此种附加沉降值,当预测最终差异沉降不超限时,也可实施此种工艺。

（2）在差异沉降较大时,可考虑在沉降小的一侧房屋基础下取土,对房屋进行纠偏。

取土工艺要可控,避免纠偏过度。

（3）对房屋加固处理一般采用注浆、基础托换等方法。

这些工艺控制要非常精细,否则适得其反,需要有经验、高素质的施工队伍来实施。

（4）采取加固措施时,必须做到信息化施工,监测数据及时反馈。

并根据监测数据相应调整施工参数。

（5）其它类似建筑物应进行事前地质补勘,对有类似暗浜存在的,应根据暗浜范围、深度、建筑基础情况等综合考虑,对存在隐患的建筑物在施工前应实施预加固处理。

参考文献1　刘建航,侯学渊.基坑工程手册.北京:

中国建筑工业出版社,1997

2　杨国伟.深基坑及其邻近建筑保护研究[学位论文].上海:

同济大学,2000