地下综合管廊明挖法施工引起邻近建筑物沉降的控制对策

引言

随着城市化进程的加速，城市地下空间的开发利用成为解决城市土地资源紧张、优化城市基础设施布局的重要途径。地下综合管廊作为城市基础设施的重要组成部分，能够集中容纳电力、通信、燃气、供水等多种市政管线，具有提高城市空间利用率、便于管线维护管理等诸多优势。明挖法因其施工工艺简单、施工速度快、造价相对较低等特点，在地下综合管廊建设中得到广泛应用。然而，明挖法施工过程中会对周围地层产生较大扰动，导致地层应力重新分布，进而引起邻近建筑物的沉降。建筑物沉降可能引发墙体开裂、基础倾斜、结构变形等问题，严重影响建筑物的正常使用和安全性能。据相关统计，在地下工程施工引发的工程事故中，邻近建筑物沉降问题占比较高。本文将综合考虑地层特性、施工工艺、建筑物结构等多方面因素，全面分析沉降产生的原因和危害，并提出针对性的控制对策。

一、地下综合管廊明挖法施工引起邻近建筑物沉降的原因分析

1. 地层扰动

明挖法施工过程中，土方开挖会直接破坏原有地层的平衡状态。在开挖过程中，土体的应力释放，导致土体发生侧向位移和竖向沉降。当土体的位移传递到邻近建筑物基础时，就会引起建筑物的沉降。基坑边坡的稳定性也会影响地层的扰动程度。如果边坡支护措施不当，可能导致边坡失稳，进一步加剧地层的扰动，从而增加邻近建筑物沉降的风险。例如，在某地下综合管廊明挖法施工中，由于基坑边坡支护强度不足，导致边坡局部坍塌，引起周围地层的大幅度沉降，使得邻近建筑物出现明显的倾斜和墙体开裂现象。

2. 地下水位变化

地下水位的变化也是引起邻近建筑物沉降的重要原因之一。在明挖法施工中，为了保证基坑内的干燥作业环境，通常需要进行降水处理。降水会导致地下水位下降，使土体的有效应力增加，从而引起土体的压缩变形。这种压缩变形会在一定范围内传递，影响邻近建筑物的基础。而且，地下水位的下降还可能导致土体的渗透变形，进一步加剧地层的沉降。例如，在一些沿海地区的地下综合管廊施工中，由于地下水位较高，降水过程中引起了大面积的地面沉降，对邻近的建筑物造成了不同程度的影响。

二、地下综合管廊明挖法施工引起邻近建筑物沉降的控制对策

1. 施工前的准备工作

在施工前，必须开展详尽的工程地质与水文地质勘察，查明土层分布、物理力学参数、地下水赋存状态及渗透性特征，并评估邻近建筑物基础形式、埋深、结构类型及其现有沉降状态。基于勘察成果，采用数值模拟方法预测基坑开挖引起的地层位移与附加应力场分布，优化支护结构设计与开挖时序。针对软弱土层、高水位或敏感建构筑物区域，应预先采取地基加固措施，如深层搅拌桩、高压旋喷桩或袖阀管注浆等，提升土体模量与抗变形能力。同时，布设自动化监测系统，集成静力水准仪、倾斜仪、测斜管及裂缝计等高精度传感器，建立基准数据库，实现对邻近建筑物沉降、水平位移、结构倾斜及裂缝发展的实时动态监测。监测方案应符合《建筑基坑工程监测技术标准》GB 50497 要求，设定预警阈值并建立联动响应机制。某地下综合管廊工程通过前期勘察识别出淤泥质软土层，及时优化设计，实施水泥搅拌桩复合地基加固，并构建多维度监测网络，显著降低了施工扰动影响，确保了周边建构筑物的稳定性与安全性。

2. 施工过程中的控制措施

在土方开挖过程中，应严格实施分层、分段、对称、均衡的开挖原则，每层开挖深度宜控制在 1.5～2.0m ，每段长度不宜超过 20m ，以有效降低地层应力释放速率，减小对邻近建筑物基础的附加沉降。开挖过程中应结合信息化施工技术，实时反馈围护结构变形、土体位移及孔隙水压力变化，动态调整开挖顺序与步长。基坑支护应根据地质条件、开挖深度及周边环境，优先选用刚度大、变形控制能力强的支护形式，如钻孔灌注桩结合预应力锚索、地下连续墙配多道内支撑等，确保支护体系的整体稳定性与抗侧移能力。降水施工应采用精细化抽灌协同控制技术，布设降水井与回灌井联动系统，回灌水源宜采用经处理的地下水，回灌压力与流量应实时监测调控，防止因水力梯度突变引发土体潜蚀或不均匀沉降。在某大型地下综合管廊工程中，通过分层开挖、桩锚支护与多点回灌联合控制措施，结合自动化监测反馈，将邻近建筑物最大沉降控制在 12mm 以内，满足《建筑基坑工程监测技术标准》GB 50497 限值要求，有效保障了既有建筑结构安全。

3. 施工后的监测与修复

施工完成后，需持续开展邻近建筑物的长期动态监测，监测内容应涵盖沉降、倾斜、裂缝发展及结构应力变化等关键参数，采用自动化监测系统结合定期人工复核，确保数据连续性与精度。监测周期应不少于施工结束后的 12 个月，并根据沉降收敛趋势动态调整监测频率。当监测数据表明累计沉降量或不均匀沉降超过规范限值（如《建筑地基基础设计规范》GB 50007 规定的允许沉降差），应立即启动沉降处置预案。修复措施应基于结构安全评估结果，采取针对性技术手段，如采用袖阀管注浆法对沉降区域地基进行定向加固，提升土体模量；对出现裂缝的承重构件，实施压力灌浆并结合碳纤维布或钢板粘贴进行结构补强；对于整体沉降失稳风险较高的建筑，可采用锚杆静压桩托换技术进行基础托底加固。所有修复方案须经结构验算与专家论证后实施。同时，应系统整理施工全过程的监测数据、地质条件、工艺参数及应急处置记录，建立工程案例数据库，为类似城市密集区明挖施工项目提供沉降预测模型校准与风险防控策略优化依据。

结论

地下综合管廊明挖法施工引起邻近建筑物沉降是一个复杂的工程问题，涉及地层扰动、地下水位变化等多个因素。本研究通过对沉降原因的深入分析，提出了一系列有效的控制对策。施工前的详细勘察和监测系统的建立，为施工方案的制定提供了科学依据；施工过程中的分层分段开挖、合理支护和水位控制等措施，能够有效减少地层的扰动和沉降；施工后的长期监测和及时修复，保障了邻近建筑物的安全和稳定。未来的研究应进一步深入探讨地层与建筑物相互作用的机理，开发更加先进的监测技术和控制方法，提高沉降控制的精度和可靠性。加强不同专业之间的协作，实现地下综合管廊施工与邻近建筑物保护的协调发展，为城市地下空间的安全开发和利用提供有力保障。

参考文献：

[1] 瞿小军 . 地下综合管廊施工对邻近建筑物变形影响及防护对策 [C]//中国国土经济学会 . 中国国土经济学会 2024 年学术年会 （ 二 ） 论文集 . 中国四川省成都市 ，2024：1-3.

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