边坡支护对周边建筑物的影响.doc

1、边坡支护对周边建筑物的影响【摘要】本文围绕着边坡支护，首先分析了边坡支护方案选择的基本原则，进而结合平顶山千田大厦工程深基坑施工的实例，分析了边坡支护对周边建筑物的影响，最后，分析了提高边坡支护质量的有效措施。【关键词】边坡支护；建筑物； 中图分类号：TU94+2 文献标识码： A 一、前言 基坑的边坡支护虽然能够有效的稳定基坑，但是，在支护过程中，有可能会对周边建筑造成不同程度的影响，因此，在基坑边坡支护的过程中，必须要优选方案，采取有效的支护手段，避免对周边建筑物造成影响。 二、选取边坡支护方案的基本原则 影响建筑边坡支护选型的因素，主要有边坡的地形条件、边坡性质和边坡变形失稳机理、支护结

2、构安全合理与可实施性、环境保护、新技术、新工艺、新材料的应用及当地经济社会发展水平等。 1、地质条件 地质条件是建筑边坡支护设计最基础、最重要的因素，包括地形地貌、地质构造、工程地质、水文地质及地表水、不良地质作用等。 地形地貌一方面反映的是建筑边坡的原始面貌，是边坡稳定性的控制因素之一，也是建筑边坡稳定性分析可以作为参考借鉴的宏观判据；另一方面，地形地貌还影响着建筑边坡的水文地质条件，而水文地质条件对建筑边坡的稳定影响又非常大。地质构造不仅影响建筑边坡的地形地貌，更为重要的是影响建筑边坡土体的受力特征等。 2、建筑边坡性质与变形失稳机理 边坡性质除了地质因素决定的建筑边坡固有特性之外，建筑边

3、坡还有其它一些性质也是必须考虑的，比如是挖方边坡还是填方边坡或者是半挖半填边坡、坡高与坡比、建筑边坡的使用年限、建筑边坡的重要性与安全等级、边坡顶部的附加荷载、是否有震动因素等，这些性质都会影响建筑边坡支护结构型式的选择。 3、支护结构安全合理与可实施性 根据建筑边坡的用途、性质、安全等级的差异，对稳定安全系数有着不同的要求。边坡支护必须以安全为本，合理的建筑边坡支护必然是安全的，但安全的支护不一定都是合理的。这就有一个可靠度和安全度的协调问题，如临时支护比永久支护采用的安全系数要低，因为它可能不考虑或者说少考虑一些潜在的不利因素。 4、环境保护 选择支护方案时必须考虑到工程结构对环境的影响、

4、施工对环境的影响、施工中可能产生次生灾害的可能性等，同时随着环保意识的提高，支护型式还应考虑环境保护的要求。应尽量减少对原始地质及生态环境的扰动破坏如大规模挖方和大规模填方等，对建筑边坡的支护坡面尽量进行绿化，尽可能让边坡景观与自然环境和谐。 此外，边坡支护还应该重视新技术、新工艺、新材料的应用，可以提高工效、降低成本、保护环境、克服难度。最后还必须考虑当地的经济发展水平和施工水平，从而制定合理的边坡支护方案。 三、边坡支护对周边建筑物的影响探析 1、工程概况 平顶山千田大厦位于中心路、曙光街交汇处，大致呈南北走向。周边建筑物林立，人流、车流量较大，交通繁忙，基坑与骑楼最近距离仅1.4m。主体

5、结构基坑深度为 23.324.6m，采用明挖形式施工，围护结构采用 1.0m 厚地下连续墙加内支撑的结构形式，共设 6 道支撑，第 1 道为8001000 钢筋混凝土支撑，第 25 道为 f600 钢管支撑。 2、计算测量模型 在基坑开挖模拟中，选择合适的模型至关重要。土体是非线性、非弹性体，其加、卸荷模量是不相同的。对于开挖来说，由卸载产生的基坑隆起是有限的，大部分的隆起变形是由竖向挡土构件的水平移动造成的。本次计算采用 Hardening- Soil(HS)模型，HS 模型是一个可以模拟包括软土和硬土在内的不同类型的土体行为的先进模型（Schanz,1998） 。HS 模型采用三轴加载刚度

6、 E50、三轴卸载刚度 Eur 和固结仪加载刚度Eoed 来准确描述土体刚度行为。一般情况下 Eur=3 E50 和 Eoed= E50 作为不同土类型的平均值。 Plaxis 2D 模型中土体采用 15 界面的三角形(2D)网格，围护结构采用可以考虑剪切变形的 Plate 单元模拟；围护结构和土体之间采用接触面单元，来模拟接触部分的位移不连续(结构和土体之间的相对滑动) 和实际存在的界面张开等现象；支撑采用 Anchor 单元来模拟，并可调整各个施工阶段支撑的预加轴力。 3、数值模拟分析 （一）数值模型 根据实际工程资料，综合考虑现场实际地质条件，采用有限元程序ADINA 对本工程进行数值模

7、拟分析。如图 2 所示，取模型长 72m，高30m，左右两边施加水平位移约束，底边施加竖向位移约束，模型计算采用 2D 模型，四节点单元，上部土体采用 Mohr-Coulomb 材料模型，下部风化岩、连续墙、钢支撑、混凝土支撑均采用 Elas-tic-Isotropic 单元模拟，利用 ADINA 的单元生死功能模拟基坑开挖和支护的过程。模型如图 2。 图 2 基坑开挖数值模拟模型 4、结果分析 图 3 分别给出了基坑开挖后的竖向位移和水平位移，可见基坑开挖使骑楼侧土体产生的最大沉降量为 58.7mm，最大水平位移为 15.1mm；最大沉降量超出设计控制值 30mm，且发生在骑楼范围靠近基坑的

8、部分；基坑最大水平向位移也出现在骑楼范围靠近基坑部分，但小于规范警戒值24mm，表明骑楼对基坑的影响不明显。以上分析表明，在施工过程中需采取措施控制骑楼沉降。 图 3 基坑开挖后的竖向和水平位移 四、施工措施 1、骑楼局部构件的简单加固 在靠近基坑边的 21 根立柱之间以及走廊距离立柱 1.0m 范围内，布置 20001000 方木网格，底部用可调节高度的底座支承在方木上，顶部用可调节高度的顶托支撑方木顶住走廊顶部的纵向主梁，底座与顶托之间用钢管连接。 此外，在不影响人行通道通行和铺面营业的情况下，对骑楼走廊顶部的横向主梁用工字型钢进行加固。具体方法为：紧贴梁底用工字型钢梁承托，工字型钢梁靠近

9、基坑一端底部支承与纵向主梁支承方法一致，靠近商铺一端用工字型钢柱支承在人行道地面上。 2、骑楼与基坑之间土体的加固 为防止地下连续墙成槽过程中发生塌孔事故而对骑楼基础造成影响，围护结构施工前，先在连续墙与骑楼之间施工双排 f600400 深层水泥搅拌桩，成桩深度约 14.0m，进入不透水层约 1.5m，不具备条件的地段则施工单排旋喷桩。搅拌桩所用水泥强度不低于 32.5R，水泥掺量不少于15，水泥浆水灰比为 0.450.55，并按要求用量掺加早强剂。 五、监测结果 主要监测内容包括支护结构桩（墙）顶水平位移、支护结构变形、支撑轴力、骑楼沉降等。监测布点如图 4 所示。 图 4 监测布点示意图

10、1、支护结构桩（墙）顶水平位移 墙顶水平位移实测最大值为 12.7mm，远小于设计控制值 30mm，第 1道支撑采用钢筋混凝土支撑具有较大刚度，对控制墙顶水平位移起到很好的作用。 2、支护结构变形 取 2 个典型测斜孔（5#、11#）进行研究，5#孔位于南侧连续墙中部，11#孔位于北侧连续墙中部，两孔位置基本南北对应，测得变形情况如图5，以向基坑内变形方向为正。5#孔整体向基坑内倾斜，07 年 4 月下旬在孔深 11m 处测得最大位移为 23.5mm；11#孔整体向基坑外倾斜，08 年 9月下旬在孔深 0.5m 处测得最大位移为 23.9mm，表明在施工过程中基坑有向北倾斜的迹象。由于北侧某商

11、业广场与正开挖一期基坑，开挖引起卸载，使主体结构基坑南侧骑楼荷载对裙楼基坑形成偏压，使裙楼基坑向北倾斜。施工过程中为了减少偏压对裙楼基坑的影响，经协调商城业主同意将紧贴裙楼基坑的 30m 土体预留出来，待主体结构完成后再采用逆作法开挖该部分基坑。实践证明该工序安排是合理的，各阶段位移量均未超出控制值，使裙楼基坑始终处于安全状态，基坑封顶后位移趋于稳定。 图 5 测斜孔累计位移图 3、支撑轴力 钢支撑轴力监测随时间变化如图 6(GZ2-1 表示第 2 道、编号为 1 的钢支撑)。可见，支撑轴力在 07 年 7 月卜旬开始的 1 个月内出现突变现象，原因是此时基坑东、西、南侧均已开挖，其中东侧已挖

12、至第 4 道支撑位置，基坑开挖最深处约 19m，且 07 年 8 月初开始爆破施工，随着基坑大而积开挖卸载及爆破振动影响，连续墙墙体位移增大，从而使支撑轴力骤然增大。各道支撑预加轴力值与实测最大轴力值见表 1。可见，各道支撑实测轴力值均未超过设计轴力值，施工期间支撑系统处于安全受控状态。 图 6 钢支撑轴力监测时间曲线 4、骑楼 骑楼在地下连续墙施工阶段最大沉降为 19.9mm，小于设计预警值24mm；在土方开挖阶段最大沉降为 46.2mm，超出设计控制值 30mm，表明基坑开挖对骑楼沉降产生了重大影响；基坑开挖完毕，主体结构施工阶段，最大沉降为 56.9mm，完工后约 59.6mm，且沉降趋

13、势变缓，总沉降曲线如图 7。 六、加强边坡支护质量的对策 1、土钉支护措施 此项技术措施经常性的应用在地下水位亦或是以人工方式降低地下水位后有着较高土层的边坡支护过程中，其最为突出的特点就是土钉支护将土体自身所具备的自稳定能力以及力学强度有效利用起来，使得欠稳定的土体能够真正成为支护结构中的有机组成部分，因而只要支护结构有着较强的稳定性，那么就会使得边坡坡土体保持较好的稳定状态。 2、档土灌注桩支护措施 所谓档土灌注桩支护措施具体指的是在周围的深基坑进行钻孔，同时对钢筋笼加以设置，然后再对混凝土桩进行灌注。应当成排设置桩，并且设置连续梁于其上部，接着以人工亦或是机械方式在基坑中间位置进行挖土，

14、加装横撑在 1.0 米的位置处。另外，加装拉杆于混凝土背面，并且与设置妥善的混凝土灌注桩进行拉紧处理，然后继续挖土，直到真正的满足设计深度的要求为止。档土灌注桩支护措施的主要优点是安全性好、成本低、抗弯强度高以及混凝土灌注桩刚度大。 七、结束语 综上所述，基坑边坡支护技术的实施需要完善施工方案，在比对方案的过程中要分析对周边建筑物造成的影响，进而明确边坡支护需要采取的施工措施，尽可能的降低支护工作对建筑物的影响。 【参考文献】 1徐国民，杨金和.边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择J.昆明理工大学学报(理工版)，2010，4:51-53 2黄求顺，张四平，胡岱文.边坡工程M，重庆:重庆大学出版社，2010.12.