高層建筑深基坑淺論

【摘 要】隨著社會和經濟的不斷發展，城市化進程不斷加快，城市建筑逐漸向著高層、超高層的方向發展，而建筑的地下結構也隨之成為了現在城市中不可或缺的一種建筑，房屋建筑工程中的深基坑支護技術也受到了越來越多的重視。本文就主要針對房屋建筑工程深基坑支護施工的相關問題進行簡單的探討。

【關鍵詞】房屋建筑工程；深基坑支護；施工技術

一、深基坑工程特點及現狀：

1、基坑支護體系是臨時結構，安全儲備較小，具有較大的風險性。基坑工程施工過程中應進行監測，并應有應急措施。在施工過程中一旦出現險情，需要及時搶救。

2、基坑工程具有很強的區域性。其工程地質條件越來越差，這一點在某些沿海區域較為突出。同時軟粘土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市不同區域也有差異。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖都要因地制宜，根據本地情況進行，外地的經驗可以借鑒，但不能簡單搬用。

3、基坑工程具有較強的時空效應。基坑的深度和平面形狀對基坑支護體系的穩定性和變形有較大影響。土體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性，作用在支護結構上的土壓力隨時間變化。蠕變將使土體強度降低，土坡穩定性變小。所以對基坑工程的時間效應也必須給予充分的重視。

4、基坑工程是系統工程。基坑工程主要包括支護體系設計和土方開挖兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對支護體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖、步驟和速度可能導致主體結構樁基變位、支護結構過大的變形，甚至引起支護體系失穩而導致破壞。同時在施工過程中，應加強監測，力求實行信息化施工。

5、基坑工程具有環境效應。基坑開挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對周圍建（構）筑物和地下管線產生影響，嚴重的將危及其正常使用或安全。由于重要高層和超高層建筑常集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定，也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。

二、施工階段的控制要點

設計管理設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素，一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。設計人員應具有較強力學知識和地基與基礎等多學科的知識，又要有豐富邊坡支護設計經驗，熟悉當地的水文地質狀況和特點，在結合建筑及周圍環境特點的基礎上，設計出經濟合理的深基坑支護方案。其次，工程人員在施工前應對方案進行認真審核，理解設計意圖，及時與設計人員溝通以掌握方案，在施工組織時，使各個組成部分、各道工序協調有序。

（一）、建筑工程基坑支護結構的選擇

由于高層建筑常位于城市的重要部位，無法采用放坡施工基礎，因此，需要對基坑支護結構采取有效的方法。同時，隨著深坑支護技術的不斷發展，深基坑支護的結構也已經基本形成完成的結構體系，主要有以下幾種：

1.懸臂式支護結構

懸臂式支護結構指的是設置支撐和錨桿的支護體系，其需要有足夠的入土深度作為基礎，同時需要利用錨桿的抗彎強度來做支撐，以此來保證支護結構的安全性和穩定性，因此，懸臂式支護結構一般運用于土質較好，但是開挖深度不深的基坑。

2.拉錨式支護結構

拉錨式支護結構主要是由支護樁組成的支護體系，通常錨桿分為地面錨桿和土層錨桿，地面錨桿需要利用足夠大的土地面積為錨樁的設置提供基礎，而土層錨桿則需要具有較大的土層來提供較大的錨固力，因此，拉錨式支護結構一般應用于土質較好或者是場地較大的建筑工地。

3.內支撐支護結構

內支撐支護結構主要是由支護樁或者是墻與內支撐組成，這種支撐結構對于土層的要求不高，但是由于設置內支撐，因此需要占用很大的空間。

4.重力式擋土支護結構

其主要是利用擋土墻自身的重量來對土體所產生的壓力進行抵抗，以此來達到支護的效果。

5.土釘墻支護結構

由加固的土體、密置的土釘和噴射于坡面的混凝土面板組成。土釘支護適合地下水位以上的砂土、粘性土和碎石土等土質，不適合淤泥或淤泥質土等土層。

6.水泥土樁墻支護結構

利用水泥作固化劑，通過深層攪拌機械在地層深處讓水泥和軟土發生一系列的物理化學反應，凝結成具有整體性和一定強度的水泥土樁。這種支護適合淤泥或淤泥質土等軟土土層的基坑支護。

（二）、深基坑支護技術與方法

1、排樁支護

排樁支護主要是以鋼筋和混凝土作為原材料，通過柱列示的間隔形式進行布置，將多個鉆孔灌注形成的樁基進行順序排列，通常情況下，排樁支護有兩種排列方式，疏散式排列和緊密型式排列。另外，根據支撐的方式不同，也可以分為為懸臂式（常用于Ⅲ級基坑的施工）和支錨式（常用于Ⅰ、Ⅱ級基坑的施工），支錨式又有兩種：單點支錨和多點支錨。排樁支護的優點可疑概括為以下幾個方面：

⑴利用鋼筋混凝土結構作為排樁支護的主要結構，能夠使樁體具備更好的強度和剛度，對于樁體的頂部進行有效的連接，也能夠使樁基整體的穩定性得到有效的提升。⑵施工工藝較為簡單，而且對施工技術要求不高，能夠很容易的完成。⑶排樁支護技術具有很強的防水性能。主要是由于其在施工的過程中通過高壓灌注的方式來實現樁體的形成，因此能夠避免土粒的混入，能夠有效的避免縫隙漏洞的出現。⑷施工產生的噪音較小，在人口密集的城市中施工不會對周圍的環境產生較大的影響。

2、深層攪拌水泥土樁和旋噴樁擋墻

深層攪拌水泥土樁擋墻是用特制的進入土深層的攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌合，制成水泥土樁，硬化后形成水泥土排樁擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。旋噴樁擋墻是用鉆機鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時利用插入鉆桿端部的旋轉噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中，形成水泥樁，樁體相連形成帷幕墻。

深層攪拌水泥土樁和旋噴樁擋墻可設計成各種平面式，有幾排樁互相連接形成整體的也有格柵式相連形成整體的，兩種擋墻按重力式擋土墻設計，其厚度、強度與深度用試算法確定。

3、地下連續墻

地下連續墻現已在高層建筑深基坑支護工程廣泛推廣應用。它是用機械成槽后，放入鋼筋籠，然后澆筑水下混凝土。地下連續墻剛度大、不透水、對周圍環境影響小、對地層條件適應強、墻體長度可以任意調節、施工中可以保持相當的精度，可以作為永久性建筑物的一個組成部分。

地下連續墻作為深基坑支護結構的擋墻，具有抗彎剛度、防滲性等和整體性好等優點。尤其是地下水位高的軟土地基，當基坑深度大且鄰近的建（構）筑物、道路和地下管線相距離近時，往往是首先考慮的深基坑支護方案。目前用于深基坑支護的地下連續墻，已從單一的一字型發展出折板型和n型等多種形式，以便獲得更大的側向剛度。地下連續墻如單純作深基坑的支護結構，費用較高，考慮施工后成為地下結構的組成部分是最理想的方案。

三、深基坑支護的質量監測：深基坑施工的質量問題實質上是基坑的整體剛度和穩定性，即基坑支護結構是否會發生變形、是否會產生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護結構是否有裂縫以及基坑底是否產生隆起和變形，若發生這些問題將導致基坑支護結構的失敗。基坑支護結構信息化管理的主要手段，是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建筑物進行監測，根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或巖土變位等情況，比照勘察、設計的預期性狀，動態分析監測資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率，對照報警標準，預測下一階段工作的動態，及時對施工中可能出現的險情進行預報，超過位移設定的預警值時，應及時采取有效的應對措施，確保工程安全。主要監測：支護結構頂部水平位移；支護結構沉降和裂縫；臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測等。

深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程，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，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，杜絕盲目施工和野蠻施工的現象，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。

參考文獻：

[1]建筑樁基技術規范，JGJ94-2008

[2]葛怕聲.高層建筑基礎的實用設計方法[M].中國水利水電出版社，2006（7）.