王德志

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的建設(shè)對(duì)地面空間進(jìn)行了大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用，當(dāng)新建工程基坑施工距離既有建筑較近時(shí)，基坑開(kāi)挖對(duì)既有建筑的正常使用會(huì)產(chǎn)生不利影響，甚至對(duì)既有建筑的安全性產(chǎn)生威脅。本文以實(shí)際工程為例，調(diào)查基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近既有建筑的損傷，分析既有建筑產(chǎn)生損傷的原因，并對(duì)類似工程提供參考。

1 工程概況

某廠區(qū)工程擔(dān)保中心樓位于北京市房山區(qū)閻村鎮(zhèn)閻富路，始建于 2011 年，于 2012 年 5 月竣工，該建筑物結(jié)構(gòu)形式為四層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積約 1 303.12 m2，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C30。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)二級(jí)，建筑抗震設(shè)防烈度為 7 度?；A(chǔ)形式為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深 2.2 m。

于 2016 年 5 月，在距離該廠區(qū)工程擔(dān)保中心樓南側(cè)約 5 m 處進(jìn)行基坑開(kāi)挖，基坑開(kāi)挖深度 5.5 m，開(kāi)挖面積 750 m2，基坑邊緣與擔(dān)保中心樓軸線基本平行，靠近建筑物一側(cè)基坑邊緣基本貫穿整個(gè)建筑，基坑開(kāi)挖過(guò)程中靠近建筑物一側(cè)基坑未進(jìn)行有效支護(hù)，僅用鋼管進(jìn)行簡(jiǎn)單支撐。

擔(dān)保中心樓與基坑位置關(guān)系簡(jiǎn)圖如圖 1 所示，基坑開(kāi)挖情況如圖 2 所示。

圖1 擔(dān)保中心樓與基坑開(kāi)挖位置關(guān)系

圖2 基坑開(kāi)挖情況

圖3 既有建筑物靠近基坑側(cè)外墻瓷磚脫落

2 既有建筑損傷調(diào)查

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)該既有建筑損傷進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明，該既有建筑物存在：

1）既有建筑物靠近基坑側(cè)外墻瓷磚脫落（見(jiàn)圖 3）；

2）既有建筑物室內(nèi)存在地面沉降，如圖 4 所示；

3）既有建筑物基礎(chǔ)連梁存在裂縫，如圖 5 所示；

4）既有建筑物填充墻存在裂縫，如圖 6 所示。

圖4 既有建筑物屋內(nèi)地面沉降

圖5 既有建筑物基礎(chǔ)連梁裂縫

圖6 既有建筑物填充墻裂縫

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及復(fù)核計(jì)算

3.1 主體結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

由于建筑物內(nèi)部已經(jīng)裝修，結(jié)構(gòu)原面未裸露，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需剔鑿部分結(jié)構(gòu)柱、結(jié)構(gòu)梁，同時(shí)在建筑物外部靠近基坑一側(cè)選擇兩處進(jìn)行基礎(chǔ)開(kāi)挖至基底埋深處，采用回彈結(jié)合芯樣修正的方法對(duì)構(gòu)件及基礎(chǔ)混凝土抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢測(cè)?；貜椃z測(cè)工作按照 JGJ/T 23－2011《回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［1］的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，取芯操作按照 JGJ/T 384－2016《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［2］的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

檢測(cè)結(jié)果表明，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件及基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度符合原設(shè)計(jì)強(qiáng)度 C30 的要求。

3.2 構(gòu)件鋼筋配置檢測(cè)

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況，采用 PS-1000 混凝土結(jié)構(gòu)雷達(dá)透視儀對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋配置進(jìn)行抽樣檢測(cè)，檢測(cè)位置隨機(jī)選擇，但應(yīng)包含建筑物出現(xiàn)損傷的部位，檢測(cè)操作遵守 JGJ/T 152－2008《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》［3］相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

檢測(cè)結(jié)果表明，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼筋配置符合原設(shè)計(jì)及 GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求。

3.3 構(gòu)件截面尺寸抽樣檢測(cè)

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況，采用鋼卷尺對(duì)該樓混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸進(jìn)行抽樣檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)果表明，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸符合原設(shè)計(jì)及 GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求。

3.4 既有建筑物傾斜檢測(cè)

建筑物的傾斜檢測(cè)是反應(yīng)該建筑是否存在安全隱患的最直接有效的方法，導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生傾斜最常見(jiàn)的原因?yàn)榈鼗A(chǔ)的不均勻沉降。本工程采用全站儀對(duì)該樓頂點(diǎn)側(cè)向位移進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)工作遵守 JGJ 8－2016《建筑變形測(cè)量規(guī)范》［4］的相關(guān)規(guī)定。測(cè)點(diǎn)均勻布置在建筑物靠近基坑一側(cè)，分別在軸線 1-B、3-B、5-B、7-B、9-B 頂角及底角布置，利用全站儀測(cè)量出測(cè)點(diǎn) Q1～Q10 的平距，計(jì)算得出測(cè)點(diǎn) Q1 和 Q2、Q3 和 Q4、Q5 和 Q6、Q7 和 Q8、Q9 和 Q10 的平距差，即可得出軸線 1-B、3-B、5-B、7-B、9-B 的傾斜值和傾斜方向。建筑靠近基坑一側(cè)立面圖及傾斜檢測(cè)測(cè)點(diǎn)布置如圖 7 所示，頂點(diǎn)側(cè)向位移檢測(cè)結(jié)果如表 1 所示。

傾斜檢測(cè)結(jié)果表明，軸線 1-B、3-B 位置處頂點(diǎn)側(cè)向位移分別為 73.3 mm、39.1 mm，傾斜率分別為 5.0 ‰ 和 2.6 ‰，不能滿足 GB 50292－2015《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》［5］規(guī)范要求，對(duì)建筑物安全產(chǎn)生明顯的影響。建筑其他軸線頂點(diǎn)側(cè)向位移均較大，但未超過(guò)規(guī)范限值。

圖7 建筑靠近基坑側(cè)立面圖及傾斜測(cè)點(diǎn)布置

表1 頂點(diǎn)側(cè)向位移檢測(cè)結(jié)果

3.5 承載力復(fù)核

采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院有限公司研發(fā)的結(jié)構(gòu)分析軟件 PKPM 對(duì)該建筑承載力進(jìn)行驗(yàn)算分析，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核。

計(jì)算過(guò)程中不考慮建筑物已發(fā)生傾斜對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，混凝土強(qiáng)度、鋼筋配置及尺寸等參數(shù)均采用原設(shè)計(jì)值，建立整體模型。

驗(yàn)算結(jié)果表明，該建筑物原設(shè)計(jì)均能滿足使用要求，同時(shí)符合原設(shè)計(jì)體系相關(guān)規(guī)范的要求［6］。

4 建筑物破損的主要原因分析

通過(guò)對(duì)建筑物調(diào)查、檢測(cè)及復(fù)核驗(yàn)算，該建筑物設(shè)計(jì)及施工均不存在問(wèn)題?？膳袛嘣摻ㄖ锂a(chǎn)生破損主要為鄰近基坑的開(kāi)挖影響，分析其原因總結(jié)如下：

1）既有建筑與基坑距離過(guò)近，為基坑開(kāi)挖深度的 1 倍，且基坑開(kāi)挖深度大于既有建筑物基礎(chǔ)埋深，導(dǎo)致既有建筑物地基的受力狀態(tài)發(fā)生改變，建筑物整體向基坑一側(cè)傾斜，局部?jī)A斜過(guò)大；

2）基坑未采取有效支護(hù)措施，基坑側(cè)壁產(chǎn)生較大的水平及豎向位移，使既有建筑地基產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致基礎(chǔ)連梁及填充墻產(chǎn)生較嚴(yán)重裂縫；

3）基坑開(kāi)挖施工過(guò)程未進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)周邊建筑破損后沒(méi)有及時(shí)停止開(kāi)挖，導(dǎo)致既有建筑破損持續(xù)發(fā)展，直至嚴(yán)重破壞。

5 基坑開(kāi)挖導(dǎo)致既有建筑損傷的預(yù)防措施

5.1 控制施工過(guò)程 減少基坑變形

施工質(zhì)量的控制能夠減少基坑變形，施工全過(guò)程是基坑變形的源頭，因此減小基坑的變形是控制周邊建筑損傷的最有效方法，工程實(shí)際中可采用優(yōu)化施工方法與施工工藝，同時(shí)采取有效的支護(hù)措施。

5.2 減小基坑與坑外土體的聯(lián)系

基坑變形產(chǎn)生的位移通過(guò)坑外土體傳播至周邊建筑基礎(chǔ)，從傳播途徑上采取有效措施，切斷基坑與坑外土體的聯(lián)系，工程中常采用隔斷法。

5.3 提高既有建筑的抗變形能力

如基坑與既有建筑距離過(guò)近，可在施工前對(duì)既有建筑進(jìn)行加固，提高其自身的抗變形能力。

5.4 基坑開(kāi)挖進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)

基坑從開(kāi)始施工到施工結(jié)束，進(jìn)行施工全過(guò)程監(jiān)測(cè)，設(shè)置合理的預(yù)警值，當(dāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警時(shí)，及時(shí)停止施工，根據(jù)已有應(yīng)急方案進(jìn)行處理。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)近距離基坑開(kāi)挖問(wèn)題，以實(shí)際工程為例，對(duì)既有建筑的損傷進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，利用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和復(fù)核計(jì)算方法查明建筑的設(shè)計(jì)與施工沒(méi)有存在明顯的問(wèn)題，由此可判斷既有建筑物的損傷主要原因?yàn)猷徑娱_(kāi)挖，根據(jù)既有建筑損傷的特征，分析基坑開(kāi)挖對(duì)既有建筑物的影響機(jī)制，并提出避免基坑開(kāi)挖導(dǎo)致周邊建筑損傷的控制措施。