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摘要：随着城市地下空间的快速发展，近接既有地上结构的施工现象不可避免。基于此，本文对明挖法地下工程近接既有建筑施工影响进行了论述。
关键词：明挖法；地下工程；近接施工；影响
地下商业街等地下工程的建设对土体产生扰动，进而危及近接建筑物。如何可靠地预测围护结构、土体及近接既有建筑物产生的变形，保证地下工程的安全施工及周围管线和既有建筑的安全稳定，已成为城市地下工程建设中必须解决的重要问题。
一、工程概况
某地下工程基坑长约763m，宽约20～40m，深约7.3～8.9m，面积约27400m2。地下工程邻近既有地上建筑大部分为多层建筑及少量高层建筑，主要为商场、酒店及办公楼等。既有建筑结构基础类型有独立柱基础、条形交叉基础、桩基础及天然地基等。
根据施工场地地质条件及周边既有建筑物状况等，基坑支护方案采用单排抗滑桩+钢支撑+截排水措施，东西两端放坡后采用锚喷防护，该地下人防商业街采用明挖法施工。
二、地下人防商业街施工监测
1、基坑附近地表沉降。在该地下人防商业街基坑开挖期间，为及时监控基坑周边地表沉降情况，沿基坑周边选择3个断面每隔1.0m左右布设6个地表沉降监测点，共布设30个监测点（DC1～DC12，DM1-1～DM3-6），以观测基坑周边地表沉降和不均匀沉降的大小及变化发展情况。
DC1～DC12监测点位于地下工程西南侧，其中DC1～DC6监测点左右两侧既有地上建筑分别为天然地基两层砖混结构和桩基础六层框架结构，DC7～12监测点左右两侧既有地上建筑为桩基础七层框架结构和八层框架结构，DC13～18监测点左右两侧既有地上建筑均为桩基础七层框架结构。由此可知，各监测点地表位移在地下工程土体开挖时地表下沉明显，在地下结构施工时地表沉降变化趋势相对较平稳，其中DC10监测点最大值达13.5mm，但均为超过地表沉降报警值15mm。
DM1-1～6和DM2-1～6监测点位于地下工程西南侧，DM3-1～6监测点与DM1-1～6监测点相对位于地下工程东北侧，其中DM1-1～6监测点左右两侧既有地上结构分别为条形基础四层框架结构和桩基础七层框架结构，DM2-1～6监测点左右两侧既有地上结构为桩基础七层框架结构和六层框架结构，DM3-1～6监测点左右两侧既有地上结构为独立柱基础八层框架结构和条形基础四层框架结构。各点监测过程始于地下结构底板施工，故地表位移数值整体小于DC1～DC12监测点，地表下沉均在4mm范围内，数值较小。
从以上地表位移监测点变化情况可看出，地下工程附近地表位移沉降变化主要受土体开挖影响较大，监测点附近既有建筑的基础类型和结构形式及距基坑相对距离也对其有一定程度的影响，且当既有建筑结构整体刚度相对较大时，基坑开挖时地表沉降也相对较小。
2、周边既有建筑沉降。为观察地下工程开挖施工过程中邻近既有地上建筑沉降变化情况，沿基坑附近建筑物四角和外墙每10～15m或每隔2～3根柱设置监测点，建筑物裂缝、沉降缝、伸缩缝的两侧及新旧建筑物、高低建筑物的交接处均设置监测点，以监测既有建筑物在地下工程施工时的沉降情况。布设H1～H179共179个沉降变形观测点，其中，H1～H85为地下工程东北侧既有建筑沉降监测点，H86～H179为西南侧既有建筑沉降监测点。H1～H7和H8～12为独立柱基础三层混凝土结构和八层框架结构，H62～H71为独立基础四层框架结构，H29～H34和H35～37为独立基础五层框架结构和天然地基七层框架结构，H107～H115和H116～H122为天然地基二层砖混结构和桩基础六层框架结构。
此外，由于地下工程施工中邻近既有地上建筑在土体开挖时发生较明显的下沉现象，且随着基坑开挖深度的加深而增大，在地下结构混凝土底板浇筑完成后，既有建筑沉降曲线逐渐收敛并近似水平，说明地下结构的施工有效抑制了邻近建筑的沉降。
3、支护桩顶水平位移。地下工程施工期间，为及时监控整个支护结构的位移情况，沿支护排桩顶部每隔15～20m左右布设监测点D1～D79测量其水平位移变化，共计布设79个监测点。其中，D1～D39监测点布置在地下工程东北侧支护桩顶部，D40～D79监测点布置在地下工程西南侧支护桩顶部。结果表明，支护结构在地下工程土体开挖时向基坑内侧偏移明显，且随着开挖深度的增加而逐渐增大，水平位移曲线呈连续上升的趋势，水平位移累计变化持续增长，在地下结构底板浇筑完成后，水平位移曲线逐步收敛，抑制了支护结构向基坑内侧的偏移。当水平临时钢支撑拆除时，支护结构水平位移出现迅速增大现象但很快减小且趋于稳定，说明支护结构水平位移变化已达稳定状态。另外，部分监测点水平位移变化超过预警值20mm，实际施工现场并未出现支护结构失稳等不利情况发生，支护排桩与土体相互作用可有效控制地下工程施工时周围土体的变形。
4、排桩深层水平位移。支护结构的水平位移随着地下工程开挖施工的进行逐渐增大，且在基坑开挖深度范围内增幅较相近。当土层深度超过基坑底部时，水平位移随深度的增加而减小，至地表下-12～-13m时水平位移接近0mm，支护结构及附近土体几乎不受基坑施工扰动影响。同支护桩顶水平位移类似，少部分监测点深层水平位移在地下结构完成后超过预警值20mm，实际施工现场并未出现支护结构失稳等不利情况发生，支护排桩与土体相互作用可有效控制地下工程施工时周围土体的变形。而且地下工程出入口处监测点深层水平位移沿基坑深度呈线性变化，且均为超过报警值。另外，通过对比支护结构监测点水平位移变化及附近既有地上建筑情况，当既有建筑基础刚度较大时排桩水平位移变化相对较小。
三、有限元数值结果对比
1、有限元模型。为比较地下工程近接施工现场监测和有限元数值模拟结果，结合某地下人防商业街工程实例，选取两个地下工程近接两侧既有地上结构断面进行有限元数值模拟。
2、地表沉降对比。根据地下工程现场施工进度，将有限元模型中某些施工条件下的地表位移结果与现场监测值进行了比较。有限元数值结果与监测数值变化趋势相吻合，地表监测点DM1-1～6及DM3-1～6数值模拟结果呈下降趋势，由于监测结果的离散性，少数有限元数值模拟结果略小于监测值，但差值小，范围在2mm内。
3、建筑沉降比较。地下工程现场监测数据的结果具有一定的离散性，但有限元数值结果与监测值的变化趋势相似，模拟值略大于现场监测值。另外，地下结构底板浇筑完后，建筑物沉降的现场监测值呈水平趋势变化，有限元模拟结果表明，随着地下结构侧墙、顶板的施工及覆土回填等施工工况的进行，既有建筑在1mm左右小范围下沉。
4、支护桩顶水平位移比较。结合地下工程施工进度，将支护结构水平位移监测值与数值模拟结果进行对比，结果表明，有限元数值模拟结果略大于现场监测值，数值结果与监测值变化趋势较一致，支护结构随着地下工程土体开挖而向基坑内侧倾斜，在地下结构施工过程中，支护结构的水平位移变化比监测值更为平缓。
由此可见，地下工程施工现场监测值变化具有一定的离散性，部分监测值变化曲线与数值模拟结果有一定差值，有限元模型参数取值偏保守，其结果数值多数情况大于现场监测值，但整体变化趋势较一致，数值计算结果与地下工程实际监测值相符。
参考文献：
[1]娄承滨.深基坑开挖对临近建筑物影响的实测及有限元分析[J].铁道勘测与设计，2015（04）.
[2]耿永常.明挖法地下工程近接既有建筑施工影响分析[J].地下空间与工程学报，2019（增1）.