基坑开挖对邻近浅基础建筑结构的影响分析
1、研究背景：
在现代化城市发展中,土地越来越稀有，也越来越珍贵，为了提升土地资源的利用效率，城市建筑的建设向高层和地下空间发展成为了一种趋势，其规模也不断扩大，在此发展的同时推进了基坑工程飞速的发展。因此，现在的城市建设对于地下空间的利用越来越多。例如城市中出现的，地下车库，地铁，地下管廊，地下公共设施等地下设施，这些地下设施越来越多，使得对现状的基坑要求越来越高，由此带来的基坑操作难度也在不断的增加。随着城市建设中对基坑工程的设计和施工的安全性要求越來越严格，基坑在施工中也面临着许多问题。基坑工程施工一般包括基坑围护结构的建设、挖前的降水及基坑开挖三个大的步骤。基坑围护结构的建设会引起周围土体应力的释放，导致周围土体的侧移和沉降；基坑开挖前的降水会引起周围土体的固结，进而导致周围土体的侧移和固结；基坑的开挖会引起周围土体的侧移和沉降。基坑开挖的三个步骤都会引起土体的侧移和沉降。
当基坑邻近的位置存在建筑物和构筑物时，基坑工程的施工会导致这些建筑物和构筑物不同程度的变形，当这种边变形过大时就会导致建筑物和构筑物的破坏，从而使这些建筑物和构筑物不能正常使用。基坑开挖要确保满足其围护结构的变形要求,还要确保满足其邻近建筑物的变形要求。基坑开挖引起周围建筑物结构变形和产生沉降是不可避免的，尤其对于深基坑的施工。基坑施工过程中由于坑内土体开挖带了的卸荷作用会引起基坑围护结构的侧向变形以及坑后土体的竖向位移。当位移量或者沉降值超过工程设计可控范围之后，将会对影响邻近道路、建筑物以及地下管线的正常使用，严重时发生工程事故，造成房屋变形倒塌，道路变形开裂，天然气、煤气管线破裂泄露等一系列严重后果。是以我们必需钻研基坑开挖过程当中支护构造、周围岩土体的变形、周围建筑所遭到的影响之间的干系，确保施工安全得到保障，同时减少对临近建筑结构的影响。
在现阶段的基坑工程领域，研究方法仍是通过半理论半经验的方法，因此基坑事故时有发生，不仅会使基坑的稳定性受到影响，经济受损失，而且还会影响周边临近建筑物的安全，可能使与基坑相邻的周边建筑物或地下设施开裂，倾斜甚至倒塌，并发生人员伤亡，从而制约了深基坑工程的发展。如何有效控制基坑变形，使基坑工程既安全又经济，是人们一直研究探索的问题。如今也有了很大成就，深基坑支护结构的变形是影响基坑变形的重要因素。基坑对临近建筑物的影响主要是由于土体应力释放，对临近建筑物的基础产生影响，从而对建筑物的上部结构产生影响。本文在阅读大量国内外相关文献，总结以往研究成果的基础上，采用理论研究、数值模拟相结合的方法，分析基坑开挖空间尺寸、支护条件、与邻近浅基础结构的距离、基础条件等因素进行基坑开挖对邻近建筑物的影响研究分析。
- 国内外研究现状及发展趋势
国内外学者在前人的基础上对深基坑开挖变形的计算理论及围护结构施工引起地表与建筑物沉降进行了一系列的研究并取得了丰硕的研究成果，并提出经验方法与数值模拟方法两种基坑开挖对周边环境影响分析方法。研究在基坑工程在整个施工期间(包括桩基施工、土体开挖、支护与加固等)，旁边既有地铁隧道产生的总变形和受力(包括轴力、弯矩和剪力等)的变化规律,判断是否超过预警值和控制值。研究隧道产生的附加变形和受力的变化规律及大小；研究引起地铁隧道变形的影响因素(包括隧道与基坑的水平间距、基坑开挖尺寸、支护与加固方法等)，研究隧道变形的范围，预测隧道产生的最大水平位移值；研究不同的基坑施工工况(包括施工方案、开挖方式、加固控制措施等)对邻近浅基础建筑结构可能的影响程度，通过比较得到最佳的设计和施工方案。
2.1基坑开挖引起的变形及沉降影响分析
邻近建筑物发生沉降变形是基坑开挖必然引起的施工效应，特别是对深基坑的施工。深基坑开挖必然会导致自身和四周的土体产生变形，同时会带来许多对建筑结构不利的影响，因此必需研究基坑开挖时的土体变形情况。基坑开挖引起土体变形必然会引起四周建筑地基承载力的降低，与此同时会导致房屋建筑结构失去稳定性，产生一些无法预料的事故，因此钻研基坑开挖对邻近建筑地基承载力的影响是必要的。曾亚武等对深基坑开挖引起的土体变形模拟[7]：采取FLAC3D软件对某深基坑开挖引发的坑底隆起及地表变形进行了数值模拟。计算中采取摩尔库仑弹塑性模型模拟土体性状, 采取接触单元模拟土体与基坑围护结构之间的相互作用。通过模拟开挖过程, 获得了不同开挖阶段的地表沉降、坑底隆起和墙后土体程度位移资料。进行土体变形模拟运用FLAC3D软件 ,可以较好地模拟基坑开挖引起的土体变形情况。得出结论：基坑底部隆起位移随基坑开挖深度加深而增大,坑底中部的隆起量最大, 接近墙体处较小,基坑支护时需进行抗隆起验算设计。基坑开挖引发的地表沉降随开挖深度加深而加大,因为墙体与土体之间的相互作用, 墙后土体(墙体)的水平位移随基坑开挖深度增加而增大。
王斌阐明了邻近基坑建筑物地基临界滑移面的形状[13]，并进行了基坑开挖对地基承载力减损进行阐述:1基坑开挖引起基坑四周围护结构变形，四周建筑物受地层变位影响，产生刚性和非刚性变形。2.基坑开挖对临近建筑地基承载力产生很大影响。同时提出相应的解决方案：采用后浇带施工技术的实施方法：1.把控好后浇带施工的位置和原材料的质量。2.后浇带中预设模板并浇筑砼。3.把控好施工的宽度和间距。4.控制浇筑的时间和断面形式。
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