高層建筑深基坑施工技術分析

摘要：近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設，加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少。因此，施工必須遵循循序漸進的過程，施工單位應按先設計、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監測，還要遵循“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則。

關鍵詞：高層建筑；深基坑；施工技術

一、施工特點

1．建筑趨向高層化，基坑向大深度方向發展；

2．基坑開挖面積大，長度與寬度有的達數百米，給支撐系統帶來較大的難度；

3．在軟弱的土層中，基坑開挖會產生較大的位移和沉降，對周圍建筑物、市政設施和地下管線產生嚴重威脅；

4．深基坑施工工期長、場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩定性不利；

5．在相鄰場地的施工中，打樁、降水、挖土及基礎澆注混凝土等工序相互制約影響，增加協調工作的難度；

6．支護型式的多樣性。迄今為止，支護型式已經發展到數十種。

二、支護形式的選擇

深基坑工程的施工，選擇適宜的支護形式十分重要。縱觀目前全國各地的基坑支護形式，大致有下面幾種，在工程施工中應合理選用以確保施工的質量與安全。

1．水泥土擋墻+基底加固優點是施工簡單方便，造價相對較低，對基坑邊坡的深層滑動和抗隆起效果顯著，不足之處是環境污染較大，基底加固的質量難以控制，且工期較長，不能滿足上部結構的施工要求。

2．懸臂樁支護結構基坑深度不大，距離周圍建筑物較遠對變形要求不高時采用。但具有施工工藝相對復雜、工期相對較長、成本相對較高的特點。

3．復合土釘墻支護結構就是以水泥攪拌樁等超前支護組成防滲帷幕，解決土體的自立性、隔水性及噴射面層與土體的粘結問題。一般基坑深度5m～10m，距離周圍建筑物較遠，對變形要求較高時采用。具有施工工藝相對簡單、工期較短、成本相對較低的特點。

4．土釘墻支護結構是在基坑開挖過程中將較密排列的細長桿件土釘置于原位土體中，并在坡面上噴射鋼筋網混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同工作，形成復合土體。一般基坑深度5m～10m，距離周圍建筑物較遠或周圍無建筑物對變形無特殊要求時采用。具有施工工藝簡單、工期短、成本低的特點。

5．噴錨網支護是一種先進的支護技術，國內外在巖土土質、高邊坡和大跨度地下工程中，特別是在不良地質條件下被廣泛應用。其施工機具簡單，施工靈活，對鄰近周圍建筑物的影響小，支護工程費用低。

6．樁錨支護結構就是以樁體作為支護體，必要時設置水泥攪拌樁止水帷幕，然后通過土層錨桿增強圍護結構的整體穩定。土層錨桿可以有效地傳遞和平衡作用在擋墻上的水、土壓力，并能減少支護結構的位移。當基坑較深，距離周圍建筑物較近對變形要求較高時采用。以前都是用鉆孔灌注樁作為支護體，其具有施工工藝復雜、工期較長、成本較高的特點。隨著PHC管樁的發展，現在很多工程開始使用PHC管樁作為支護體，從而降低了工期和成本，提高了經濟效益。

三、選擇合理的施工方法

深基坑開挖的施工方法很多，但最為合理的施工方法應是：

1．根據基坑工程設計所選定的主要施工參數，按坑規模、幾何尺寸、支撐形式、開挖深度和地基加固條牛，提出詳細的可操作的開挖與支撐的施工程序及施工參數按分層、分步、對稱、平衡的原則制定開挖與支撐的施工工序和施工參數。最主要的施工參數是分層開挖的層數、每層開挖深度，以及每層開挖中基坑擋墻被動區土體開挖后、擋墻未支撐前的暴露時間和暴露的寬度及高度。大面積不規則形狀的高層建筑深基坑中，基坑擋墻被動區土體在基坑中間部分地層先開挖的過程中，被保留成支承擋的土堤，此土堤斷面尺寸按其能抵住擋墻的要求而定，為主要設計參數。

2．嚴格按選定的施工程序和施工參數施工，就使復雜多變的施工因素變為較明確而有規律性的施工因素，其引發的時空效應也能較符合設計預期的要求。各種形式的基坑均優先考慮以井點降水法改善土性，減小土的流變變形。

四、需要注意的幾個問題

1．施工前應對工程的地質勘察報告認真分析研究，根據挖土深度范圍內不同土質的物理性能和地下水位情況，選擇相應的土方開挖、支護結構及降水方案。根據所制定的施工方案，對全體施工人員作詳細的安全與技術交底工作。

2．基坑開挖前，通過降水提高坑內土體的水平抗力，減少基坑的變形量。施工降水不宜過快，降水過程中應加強周邊建筑物、地下管線和地表沉降的監測，同時在坑外地面設回灌井，必要時應采取回灌措施，確保周邊建筑物安全。在基坑開挖施工中，發現監控數據接近或超過警戒值時，應立即分析原因，準確地找出施工過程中存在的問題及時調整施工步驟，采取相應的對策，便能有效控制基坑變形，確保基坑安全。

3．為防止邊坡失穩，施工前先清除基坑邊堆土等荷載，防止由于荷載過大引起基坑坍塌等事故的發生。

4．基坑開挖分層進行，從上到下逐層進行開挖，嚴禁超挖和掏底開挖，同時開挖過程要與支撐架設同步施工。開挖段的長度必須根據基坑深度和坡度合理確定，不宜過長。當基坑挖至設計標高后，必須馬上澆筑墊層混凝土，進一步減小基坑變形值。底板混凝土必須在5 d～7 d內完成，相應結構層施工及時跟上，以建立永久的受力平衡體系，從根本上控制住基坑變形。

5．在采用拱圈墻方案時，拱墻本身可采用水平分縫及垂直分縫的逆作拱墻方法施工，拱腳穩定性很重要，設計施工應予重視，挖土時應維持拱圈荷載對稱，受力均衡。

五、結束語

未來的深基坑工程一定會越來越多，深度也會進一步加深，工程建設者均應該珍惜每一次實踐的機會，盡力對設計施工工作做全面細致的分析總結，在做好數據、資料整理積累的同時，提出問題，解釋問題，解決問題，爭取有所創新，有所突破。