某建筑物受损与相邻工程基坑开挖之间的因果关系鉴定

基坑开挖会引起周围建筑物变形，影响其正常使用。若建筑物变形超过其正常使用容许变形，可能导致建筑物开裂、倾斜，甚至倒塌。近年来，基坑开挖导致邻近建筑物开裂、倾斜等影响建筑物安全性事件逐渐增多。本研究将以一个工程为例来分析某厂房受损与其东侧相邻工程的基坑开挖是否存在因果关系。

1 工程概况

某工程的1号厂房、2号厂房建于1990年前后，为机械加工厂房，烧结砖砌筑，经现场勘验未见有地梁、圈梁、构造柱。2个厂房墙体存在不同程度的损伤。经了解，2018年12月份涉案厂房东侧进行过基坑开挖施工，基坑开挖深度约6?m。1号厂房、2号厂房与其东侧邻近基坑相对位置平面示意如图1所示。

图1 1号厂房、2号厂房与邻近基坑平面示意

2 现场检测情况

2.1 结构外观现状检查

1号厂房有2条上宽下窄的斜向贯通墙体裂缝；2号厂房有2条上宽下窄的斜向贯通墙体裂缝，部分 门窗洞对角处有沿灰缝或砖延伸的贯通裂缝；1号厂房与2号厂房之间的围墙的扶壁柱存在3种不同程度的断裂、脱开情况。

2.2?材料强度检测

现场采用回弹法对砖砌体抗压强度进行勘验，每个检验批随机选取10个测区进行勘验，计算得出 1号厂房、2号厂房的烧结砖抗压强度等级推定值分别为MU20、MU15；现场采用贯入法对砌筑砂浆抗压强度进行勘验，每个检验批随机选取10个测区进行勘验，参考混合砂浆的抗压强度换算表，计算得出1号厂房、2号厂房的砌筑砂浆抗压强度推定值较不均匀，无法整体推定。

2.3?墙体垂直度检测

现场用线坠对墙体的垂直度进行勘验，1号厂房整体向东倾斜，其中东立面检测的8个测点均向东偏，偏差最大为16?mm，西立面检测的5个测点中，有4个测点向东偏；2号厂房东立面检测的7个测点均向东偏，偏差最大为42?mm，西立面检测的6个测点均向西偏，北立面检测的3个测点上部均向北偏；1号厂房与2号厂房之间的围墙15个测点均存在不同程度向东倾斜的情况。

2.4?地基基础检测

现场在1号厂房、2号厂房各选取1个点位进行开挖，以查看基础情况。

2.5?厂房室内地面检测

现场采用水准仪对1号厂房、2号厂房地面相对高程进行勘验，根据勘验结果，1号厂房整个地面呈现西高东低的情况，2号厂房整个地面呈现西高东低的情况。现场勘验发现2号厂房地面混凝土存在开裂现象，其中有一处地面局部下陷，且地面开裂的位置和地面下陷的位置距离东墙较近。

2.6?厂房东侧情况检测

经现场勘验，厂房东边布置一排钢板桩，为工字钢，可见范围内共发现161根钢板桩，钢板桩距离涉案厂房较近，钢板桩外侧距离厂房外墙表面平均距离约850?mm，最近距离为740?mm，最远距离为1?000?mm；相邻2个钢板桩之间的平均距离约580?mm，最近相距350?mm，最远相距1?090?mm。

3 模拟计算

3.1?基坑施工模拟（MIDAS数值分析）

依据新建工程的图纸资料以及岩土工程勘察报告提供的土体参数，参考基坑支护、止水、土方工程施工方案等资料，采用岩土工程有限元分析专业软件midas GTS NX，建立三维基坑模型，确定模型、相应参数和模拟阶段，对1号和2号厂房邻近建筑的基坑施工过程进行数值模拟计算。

3.2?模拟尺寸

基坑平面尺寸为225?m×95?m（南北×东西），基坑开挖深度为5.85~6.85?m。基坑模型尺寸为330?m×270?m×30?m。模型共生成单元数410?134个，节点数293?383个。基坑采用H型钢板桩+锚杆支护体系，其中1号厂房东侧设置1道锚杆，2号厂房东侧设置2道锚杆，桩顶标高142.800?m，桩长12?m，计算桩长6.85?m，桩间距0.6?m，midas GTS NX模型支护桩采用梁单元。1号和2号厂房邻近建筑的基坑MIDAS计算模型如图2所示，1号和2号厂房邻近建筑的基坑支护结构模型如图3所示。

图2?基坑MIDAS计算模型

图3?基坑支护结构模型

3.3?结构参数

1层、2层锚杆的腰梁为16a双支槽钢。锚杆参数见表1。

表1?锚杆基本设计参数

3.4?基坑开挖工况

根据委托方提供的岩土工程勘察报告，土层水平分层较均匀，无明显起伏地层，故参数按16号技术孔勘测数据。基坑按3层开挖，每层开挖深度及腰梁的位置见表2。

表2?基坑开挖施工工况

3.5?计算说明

根据相关图纸资料，1号、2号厂房邻近建筑的基坑采用护坡桩+锚杆支护体系，开挖工况为支护桩施工→开挖第一步土，第一道锚杆施工→开挖第二步土，第二道锚杆施工→开挖至基槽。

根据基坑开挖支护结构变形规律及涉案房屋鉴定需要，提取1号、2号厂房南端至北端及整栋房子中间位置基础东西向沉降最大位移和差异沉降最大位移。

1号、2号厂房邻近建筑的基坑开挖至基槽时的位移云图如图4所示。

图4?1号和2号厂房地面沉降规律及位移提取位置示意    

3.6?计算结果

3.6.1?1号厂房基坑计算结果

施工完成后提取1号厂房5个不同剖面位置角点（外墙边缘）沉降值及差异沉降，地面沉降数据提取位置如图5所示。

图5?1号厂房地面沉降数据提取位置示意

1号厂房5个不同剖面位置角点沉降值及差异沉降见表3。

表3?基坑开挖施工完成时1号厂房的沉降数据

3.6.2?2号厂房基坑计算结果

施工完成后提取2号厂房5个不同剖面位置角点（外墙边缘）沉降值及差异沉降，地面沉降数据提取 位置如图6所示。

图6?2号厂房地面沉降数据提取位置示意

2号厂房5个不同剖面位置角点沉降值及差异沉降见表4。

表4?基坑开挖施工完成时2号厂房的沉降数据

4 分析说明

4.1?现场情况分析

（1）2个厂房均未见圈梁、构造柱，其抵抗不均匀沉降和外界扰动的能力差。

（2）依据中国工程建设协会标准CECS293：2011《房屋裂缝检测与处理技术规程》附录B及房屋裂缝特征，1号厂房、2号厂房的墙体裂缝系地基不均匀沉降造成。

（3）1号厂房、2号厂房的墙体砖抗压强度相对较高，而基础砖强度值相对较低。1号厂房、2号厂房的墙体砌筑砂浆强度值不均匀。

（4）1号厂房东墙、2号厂房东墙及围墙均存在不同程度向东倾斜的情况。

（5）根据现场勘验情况，1号厂房、2号厂房整个地面均呈现西高东低的情况，说明1号厂房、2号厂房靠东一侧的地面均存在下沉的情况。

（6）根据现场勘验情况，涉案厂房东边的基坑支护钢板桩数量较多，且距离涉案厂房较近，在进行基坑支护打桩时，会对邻近建筑物产生扰动。

4.2?模拟结果分析

（1）通过委托方提供的图纸资料，利用软件对基坑开挖进行施工模拟计算，在基坑开挖完成后，1号厂房东西两侧存在不同程度的沉降，最大差异沉降为42.980?mm（5–5剖面），最小差异沉降为41.261?mm（1–1剖面）。

在基坑开挖完成后，2号厂房东西两侧发生不同程度的沉降，最大差异沉降为33.299?mm（1–1剖面），最小差异沉降为31.483?mm（5–5剖面）。

（2）根据GB?50007—2011《建筑地基基础设计规范》第5.3.4条规定：“砌体承重结构基础的局部倾斜的地基变形允许值（中、低压缩性土）为0.002。”根据模型计算结果，计算1号厂房5个剖面位置东西两端地基变形值，计算数据见表5。

表5?1号厂房东西两端地基变形值    mm

计算2号厂房5个剖面位置东西两端地基变形值，计算数据见表6。

表6?2号厂房东西两端地基变形值    mm

1号厂房和2号厂房各剖面的东西两端地基变形值均大于上述规范规定的限值0.002。

4.3?整体分析

2个厂房均未见地圈梁、圈梁和构造柱，对扰动和不均匀沉降较敏感。

2个厂房的横墙靠近基坑的东侧均存在贯通的斜向裂缝。

2个厂房的东墙及围墙均存在向东方向的倾斜。

2个厂房地面均存在西高东低的现象，其中2号厂房靠近东墙地面开裂。

结合上述厂房现状和基坑开挖施工模拟计算结果，基坑打桩支护和开挖对2个厂房造成扰动、引起地基不均匀沉降，导致厂房邻近基坑一侧的横墙墙体开裂、纵墙倾斜和地面下沉、开裂。

因此，1号厂房、2号厂房的受损情况与其邻近基坑开挖存在因果关系。

5 结束语

结合某厂房受损情况与邻近基坑开挖的因果关系鉴定实例，对该类鉴定进行了全面分析，从厂房的外观质量普查、材料强度检测、墙体变形检测、地基基础检测、使用环境检测以及基坑开挖模拟计算等方面对厂房受损的原因进行了综合分析，发现厂房的受损情况与其邻近基坑开挖存在因果关系。