地下工程施工对历史建筑影响的技术措施

当历史建筑与基坑外侧存在一定距离，为保护历史建筑，或尽量减少扰动历史建筑，可采取外包加固、隔离的方式，以减小基坑工程施工对历史建筑的影响。主要措施有：在基坑外侧和历史建筑之间施打隔离桩、对历史建筑外围进行压密注浆以弥补基坑工程施工带来的地层土体移动损失。

1.隔断墙法

根据基坑变形的传播路径，可采取隔断法减小基坑施工对周边环境的影响。隔断法可以采用钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩、注浆加固等构成墙体。墙体主要承受施工引起的侧向土压力和差异沉降产生的摩阻力，如图6-6（a）所示。隔水墙用以隔断地下水降落曲线，如图6-6（b）所示。图6-6（c）所示为微型桩保护法，采用套管或其他方式钻孔至预定深端，然后放入加劲型材（如钢筋、钢轨、型钢或钢筋笼等），再以压力灌浆的方式注入水泥砂浆，然后逐渐拔出套管，最后进行补浆。这种方式是使微型桩通过可能的滑动面，当此滑动面产生时，微型桩的抗剪力和抗拔力可以抑制地层滑动，从而减小地表沉降的可能。

图6-6　隔断法示意图

隔断墙可以在基坑开挖时，同时在水平向和竖向起到变形隔断作用。

（1）水平向隔断作用

基坑开挖时，当隔离桩的间距小于一定值时，将产生一定的“微拱效应”。通过微拱效应，隔离桩隔断了其内外土体的水平变形，将隔离桩外的土体变形控制在允许范围内。

（2）竖向隔断作用

基坑开挖过程中，坑外土体除了发生向坑内的水平位移，同时坑外一定范围内的土体会发生竖向沉降，如果没有隔离桩，将形成一个连续的沉降槽，而隔离桩受力体系能很好地承担土体传递过来的摩擦力，限制桩外土体的变形，并且能够将承受的摩擦力进行纵向扩散，将隔离桩内外的竖向变形隔断，减少坑外历史建筑的沉降。

需指出的是，隔断法保护基坑邻近建（构）筑物的机制并不直接，目前对其作用机制的研究尚较少，虽然已有一些工程应用实例，当大部分是依靠经验设计，缺乏理论基础。

2.压密注浆(www.xing528.com)

基坑开挖引起的地面沉降，在基坑变形影响范围内随着历史建筑与基坑围护距离的不同，产生的沉降变形也不同，且一般历史建筑基础的整体性较差，承受差异变形的能力较小，鉴于此情况，可考虑在历史建筑基础下采用外包式压密注浆加固法抵抗因基坑工程施工所引起的地基变形。

在对历史建筑进行注浆加固前，如建筑物基础为独立基础或条形基础，应先将独立基础或条形基础用现浇的钢筋混凝土底板连成筏式基础，这样可保证建筑物基础与注浆加固地基整体受力，同时又可减少上部结构因基础差异沉降而造成的开裂。

注浆孔布置方法如下：

（1）首先在建筑基础外围布置2排及以上注浆孔，并采用不同的入射角注浆形成帷幕，固结地基周边土层，隔断土层潜水和雨水的内浸。注浆帷幕与先前施作的底板把建筑地基分隔为五面封闭的有限空间体，浆液注入后即可在此封闭空间内聚集扩散，充分挤密、固化，防止跑浆和不均匀压缩变形，达到提高地基承载力的目的。

（2）注浆孔间距可按照预估地面沉降值的大小调整，一般距离基坑越近，间距越小，历史建筑中间位置的筏式基础注意预留注浆孔，在基坑开挖时根据建筑物倾斜沉降的监测值以适量的压力和流量，向底板下及时进行双液分层快凝注浆，以调整不均匀沉降并减少沉降对邻近历史建筑的影响。

注浆孔布置的平剖面示意图分别如图6-7、图6-8所示。

图6-7　注浆孔布置平面示意图

图6-8　注浆孔布置剖面示意图

最终注浆孔布置及孔深应充分考虑变形控制的要求，采用数值模拟的方法，将加固处理后的加固土参数输入分析模型中，并不断调整注浆孔布置及孔深，直至满足历史建筑变形控制要求。同时注浆必须穿透软弱土层，只有这样才能比较彻底地、有把握地挤密固化地基土层。因此每次注浆开始前，必须通过试注（单孔或多孔）测算，以确定日注入量（单孔平均注入量），不断校对原设计。

注浆压力是通过浆液施加的，如何保持承载力与负荷的平衡，地基土内水分与注浆固化的平衡，是保证注浆加固顺利进行的关键。因此必须控制日注浆量，定点观测基础底板沉降变化。