基坑开挖对坡顶建筑物沉降及稳定性影响

刘少岭

无棣县埕口镇便民服务中心 山东 滨州 251909

建筑物沉降观测，英文名称building axis survey，适用于在工业与民用建筑中。在工业与民用建筑中，为了掌握建筑物的沉降情况，及时发现对建筑物不利的下沉现象，以便采取措施，保证建筑物安全使用，同时也为今后合理设计提供资料，因此，在建筑物施工过程中和投产使用后，必须进行沉降观测[1]。在我国城市化不断推进的过程中，土地资源显得越来越紧张，但是在我国有限的土地资源紧缺的情况下，为了使土地资源的使用率得到最大程度的利用，因此在坡顶上建造建筑物以及地下室基坑的开挖现象也越来越多[2]。但是这种建筑方法使得建筑物的稳定性受到严重影响，并且对于建筑物的正常使用也是很不利的。

1 建筑物的构造现状

在一坡长度是262.4m，高度是5.5m～10.2m并且是西边高东边低的坡上，在坡的边缘使用木桩进行支撑，并且在桩的中间注浆，见图1。在坡的顶端有一处建筑物，它与坡肩的距离是5.8m，并且建筑物是6层的小楼房，建筑范围是5017m2，用柱下独立桩作为支撑基础。建筑物的地基要正确，从下而上依次是泥质砂层、黏土夹石子、杂填土。并且将杂填土的厚度适当地增加，大约是10.5m～12.8m，注意土质要疏松，地下有水，但是地基的黏土层不会透水。

坡脚原来是35.5m高，但是由于在山脚处建造了住宅楼，在将场地进行平整的过程中开挖坡脚的高度变为了33.15m～33.5m，从西向东的深度是2.6m～1.8m，并且在坡脚的8m的地方建造了地下室基坑，基坑的深度是4m，这样的建筑结构使边坡产生了滑动，建筑物发生了形变。为了解决这种问题，对边坡进行再次处理，使用排桩式锚杆支护挡墙，并且使用旋喷加固的方法进行加固，再对建筑物的形变以及边坡进行监测。监测的具体位置如图所示见图1，建筑物及边坡变形监测点平面布置如图2所示。

图1 边坡支护方案

图2 建筑物及边坡变形监测点平面布置

2 对于建筑物形变的观察

2.1 建筑物形变的监测

建筑物上设置了8个对于沉降点观测的位置，并将它们分别编号，从东至西分别是A1-A4，这是南轴的观测点。A8-A5是北轴的观测点，并且对这些观测点做到了16次的观测效果，将这些观测点的积累下俩的沉降曲线制成了曲线图。

建筑物形变的监测成果具体解释如下：

建筑物发生显著的不均匀的沉降是由于基坑开挖导致的，建筑物的沉降速度是不断变小的，并且已经趋于稳定的阶段。沉降率累计最小的是在A1观测点的位置，它位于建筑物的东南角，大约是1.41mm。沉降率累计最大的是A5观测点，它位于建筑物的西北角，大约是5.54mm。建筑物作为独立的桩基结构，在桩端的持力层是黏土夹碎石，在进行累积沉降的观测时，已经距离建筑物的使用时间长达8个月之久，在这样的时间段下，建筑物的上部分以及荷载产生的沉降大多已经完成，所以这次对于观测点沉降值累计是很小的，但是建筑物的桩基出现过比较明显附加沉降。

建筑物由于已经产生了形变，它的整体机构已经开始向北倾斜，并且倾斜率已经远远超过倾斜率被允许的范围，现在的建筑物已经变成了危房，所以要采取有效的措施对建筑物危房进行改造，将建筑物在整体加固的基础上，使建筑物变得更安全牢固[3]。依据相关的关于建筑物地基基础设计的规范要求，规定对于坡脚6层的建筑物，它的倾斜率被允许的最大范围是千分之四，但是，现在的建筑物的倾斜率是千分之七到千分之九之间，并且此座建筑物的倾斜率是整体向北倾斜的，这样的倾斜率的范围远远大于所允许的范围。

2.2 边坡形变的监测

8个沉降的观测点以及水平位移的观测点在北侧边坡的位置上设置，并将其进行编号D1-D8，自西向东进行编号。共计15次的水平位移的观测点以及沉将观测有16次，并将其累计的沉降观测点制成曲线的形式见图3所示。

图3 坡肩沉降-时间曲线

观测点的累计沉降率最小的是D8观测点，大约是8.05mm，累积沉降率最大的是D3观测点，大约是30.22mm。坡肩整体向下沉陷，说明由于开挖了基坑，使得坡体产生了明显的北移现象。水平位移在个观测点上的表现是大约3mm～11mm，坡肩整体位移的方向与坡体是一致的，都是向北移位。

3 沉降预测的结果

建筑物沉降点的预测结果见表1，从结果上来看，沉降点的预测值在1.42mm～6.68mm之间，其余的沉降率在0.14mm～0.87mm之间，由于使用独立桩结构，尽管各观测点的沉降数值不大，但是对于桩基沉降影响也是非常大的。

表1 建筑物各观测点的剩余沉降量

边坡预测结果见表2，从结果上来看，各观测点的沉降预测值越大时，沉降剩余值就会越小，这样的现象说明采取边坡防护措施，可以有效的避免发生滑移的毁坏。

表2 边坡坡肩哥观测点的剩余沉降量

4 边坡稳定性的分析

建筑物发生圆弧滑动较常见的是杂填土土层，在黏性土相对隔水以及杂土层相对疏松、饱水的情况下，沿着分界面会产生折线滑动，折线滑动的计算方法是在边坡稳定系数在[K]=1.35时，而圆弧法计算要求边坡稳定系数[K]=1.30。在坡体使用注浆加固时，加固范围内的杂填土层黏聚力要相应的增加，由原来的8KPa变成18KPa[4]。在对边坡进行二次治理时，采用排桩式锚杆挡墙支护，并且对于柱后进行旋喷加固可以使建筑物的稳定效果增加[5]。

5 结束语

从监测到的结果上可以看出，在坡脚进行基坑的开挖，会使建筑物引起形变并且容易发生滑坡的现象，使建筑物的稳定性受到很大的影响，这就要求人们在进行建筑物的改造过程中对于在坡脚开挖基坑时要妥善的进行，避免建筑物发生沉降现象影响建筑的安全使用。参考文献：

[1]沈简,邱子锋,徐晓瑜.基坑开挖对坡顶建筑物沉降及稳定性影响[J].岩土工程学报,2014,(s2):337-342.

[2]武黎明.涂山路改造龙门浩小学段边坡治理及稳定性监测分析[D].重庆交通大学,2014.

[3]范凡,陈锦剑,章红兵,王建华.基坑开挖引起紧邻建筑物沉降的简化计算方法[J].岩土工程学报,2015,37(S2):61-64.

[4]陈林靖,余其凤,戴自航.福州某软土地区深基坑开挖对周围建筑物影响的三维有限元分析[J].铁道科学与工程学报,2015,12(01):79-85.

[5]郑刚,李志伟.考虑初始不均匀沉降的建筑物受基坑开挖影响的有限元分析[J].岩土力学,2012,33(08):2491-2499.