摘要：桩基基础目前已成为高层建筑的常用基础形式，在桩基施工过程中，会对周围建筑产生一定影响。本文将从某桩基施工对周围建筑影响引发的争议问题着手，对其影响作用形式、影响范围及影响评价方法进行分析，并提出几点建议措施。
关键词：高层建筑；桩基施工；邻近建筑物
1桩基施工对临近建筑物的影响作用分析
1．1桩基施工的挤土影响作用
相关研究发现，桩基施工对临近建筑物的影响主要表现为挤土影响作用和振动影响作用两个方面。其中，挤土影响效应的出现主要受桩类型、施工方法及施工工序的影响，此外还与桩基施工现场的地质条件等因素有关。如不同的土层结构形式、地下水的流速及方向以及地面排水条件都会对孔系水压力产生影响，进而影响挤土量。周围建筑受桩基施工挤土影响的大小则与周围建筑的自身性质、距离桩基施工现场的距离等有关，如周围建筑的刚度、朝向和埋置深度不同，对挤土影响作用的敏感度也不同，如果桩基施工的挤土影响效应超出了建筑物的容许形变值，就会导致周围建筑出现墙体开裂等问题。对于桩基施工而言，已建成建筑的自身性质无法改变，只能通过合理选址降低对周围已建成建筑产生影响。另一方面，根据桩基施工挤土影响作用的主要因素，可以通过控制桩基施工工艺来降低其实际影响作用。
1．2桩基施工的振动影响作用
桩基施工对临近建筑物的振动影响主要表现为两个方面，一种是空气振动，另一种是土体振动。所谓空气振动就是施工噪音，该振动影响主要是对人的感官影响，对建筑物则无实质性影响。但是施工噪音会严重影响人的生理状态，影响周围建筑居民的正常休息和生活，在施工过程中要合理安排施工时间，不能在正常人的睡眠时间进行施工。振动影响主要表现为土体振动方面，在振动效应下，土体结构会产生瞬时激振，引起地层介质的受迫振动，并以波动形式向远处传播。在振源区，振动波以体波为主，超出一定距离后则会形成主导波。在介质的受迫振动过程中，会产生正应力和剪应力应变。当振动超过一定限度，就会使周围建筑的地基结构与建筑结构出现失稳状态，影响建筑构件的耐久性，也存在引起楼体坍塌的可能。另外影响桩基施工振动效应的因素也是多方面的，包括桩基形式、施工方案和岩土结构等。
1．3桩基施工影响范围
在桩基施工过程中，沉桩对周围环境的影响范围主要由土体环境决定。在桩长的1.5～2倍距离范围外，可以测得土体位移情况，此时土体位移值一般很小，不会对周围已建成建筑物产生威胁。在软粘土中进行打桩，对建筑物位移产生的影响范围一般为在正常土中打桩的1倍桩长距离。从以往施工经验来看，密集桩群的挤土影响范围一般较大，采用预制桩、钢管桩也会使其影响波及范围较大。
2桩基施工影响评价及建议措施
2．1桩基施工的影响
2.1.1基坑变形机理
（1）底部隆起和沉降
基坑开挖初期深度较浅，坑面负荷减少，使土层竖向上升，原有的土层应力状态受到破坏，支护设施也会在向上的应力作用下被挤压。后期坑深变大，基坑周围土层发生塑性变形，基坑底部隆起严重。当开挖的土层地质结构疏松，或者塑性结构多时，使支护设施周围土层向下向内位移，产生地层的沉降。
（2）支护结构位移和变形
施工支护设施一开始受到土层压力固定，土层被挖掘，支护设施内侧压力变小，产生内外压差作用于支护结构造成位移和变形，支护主体的变形最终会导致土层隆起。
2.1.2基坑施工对环境的影响
基坑施工过程采用的支护设施按形状可以分为桩式、墙式、柱式和组合式。
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（1）基坑支护施工对环境的影响
桩形和柱形的支护在施工时需要打孔，将设施插入土层并加固。打孔中遇到地质疏松土壤，振动和冲击会使土层结构塌陷，或出现空洞，引起周边环境和建筑的破坏。加固桩柱注浆的压力和凝固效果不当会对土层造成竖直方向的抬起或者沉降。桩柱的打入也会阻碍周边地下管路的扩充和改道。墙式的支护结构在施工时会对一侧的土层产生拉力，使周围建筑物产生水平移动。
（2）支护结构失效对环境的影响
支护结构一般会因为强度不达标、基坑施加压力过大导致变形、固定的强度不够、受到过大的倾斜负载、墙体开裂、位移隆起等原因会使地层沉降塌陷，造成一系列的连锁伤害对环境造成危害。
2.1.3基坑施工的数值分析方法
研究基坑施工的影响一般采用数值分析的方法。通过将建筑物进行实体的建模，添加约束边界条件，然后导入有限元分析软件进行迭代计算等数值模拟，分析施工对建筑物的影响。由于坑基开挖的建模过程复杂，工程中各设施之间的关联紧密，土层结构和支护结构一般是非线性关系，分析建模采用三维建模，主要采用有限元分析施工周围建筑物的结构应力，所使用的分析体系采用非线性时变分析。
2.2桩基施工的影响评价
结合上述工程案例以及桩基施工的影响作用，对桩基施工的影响评价方法进行说明。由于桩基施工影响作用受施工现场的地质环境影响较大，所以要结合施工现场的勘测结果，对周围建筑物产生的影响进行分析。该商贸楼的土层结构上层位素填土，其下是粗砂和卵石层，再下一层为含泥粉砂、粗砂及圆砾卵石层，再往下是砂质粘土层，底层为砾砂层。以此为基础对其施工场地进行评价，其等效剪切波速为120.2m/s，属于软弱土III类场地。该工程施工采用预应力高强砼管桩，并采取静压方式，桩基布置不算密集。于其临近的商用建筑桩基以单桩和两桩形式为主。施工记录表明，该桩基施工工程的单日最大成桩数为15根，日均3.2根，在压桩过程中，由于夹具打滑，出现桩架垂直冲击地面情况，给周围人员带来较大心理压力。由于采用静压方式，桩基施工存在较为明显的挤土影响效应。一期工程由于距离已建成商用建筑较远，所以影响作用相对较弱，但在二期施工时，桩基密度较大，距离较近，在挤土效应作用下，导致已建成商用建筑的墙体裂缝出现发展趋势。
2.3桩基施工建议措施
根据上述工程案例以及影响评价结果，本文主要对桩基施工及影响评价提出以下几点建议：①在桩基施工前，要严格按照相关规定，做好现场勘测工作，详细了解施工现场的土层结构特点和周围土质条件，作为预测桩基施工对周围建筑影响的参考依据。施工前期，加强对临近建筑物的检测，避免因桩基施工导致周围建筑地基发生不均匀沉降，进而引发严重危害，导致工程事故或出现争议；②对周围建筑桩基形式进行认真考察，判断周围建筑能够承受的影响作用极限，采取合理施工方案。应采取先近后远的施工顺序，将桩基施工对周围建筑的影响降至最低；③在施工过程中，加强对周围建筑受影响情况的监测和判断，从桩基施工的影响机理出发，得出正确结论，消除工程争议，确保桩基施工的顺利进行。
3结束语
综上所述，桩基施工因挤土和振动效应，会对周围建筑产生不同程度的影响。通过对其影响机理进行分析，并采取科学的评价方法，可以得出客观公正的影响结论，帮助解决桩基施工的争议问题。通过施工前加强现场勘测，施工过程中加强影响检测，采取合适的施工方案，将桩基施工对周围建筑的影响降至最低。
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论文作者:姚震亚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：桩基论文; 土层论文; 建筑论文; 建筑物论文; 基坑论文; 结构论文; 作用论文; 《基层建设》2018年第4期论文;