高層建筑深基坑的支護設計和施工

摘要：高層建筑的穩定、安全以及持久性與深基坑施工過程是否安全可靠聯系密切。因此，相關技術人員需要從深基坑的支護設計與施工這兩方面著手，深刻理解高層深基坑的支護工程程序，保證施工工程的質量水平。本文著重分析其支護設計與施工注意事項，系統的研究建筑深基坑中支護設計以及施工控制的具體措施。

關鍵詞：施工;高層建筑;深基坑;支護設計;控制

隨著我國經濟水平顯著提高，不少城鎮在建設過程中不斷涌現了高層以及超高層建筑，深基坑工程的范圍逐年擴大。這種建筑深基坑的設計方式能夠將土地資源得以充分利用。同時，建筑物過于密集、基坑過深以及附近過于復雜地下設施，深基坑逐步代替了傳統的放坡開挖基坑技術，很難滿足當今城鎮建設的需求。因此，高層建筑深基坑的施工以及支護設計引起了相關技術人員的重視。

一、高層建筑深基坑的支護設計原則與設計方法、內容

（一）高層建筑深基坑支護設計原則

我國高層建筑深基坑支護設計原則主要有三方面，分別是經濟合理、安全可靠以及施工便利。首先，經濟合理主要體現在環境保護、工程造價以及施工期等多個方面，分析并比較這些方面的經濟技術水平，再確定比較有優勢的方案而逐步實施。其次，確保支護結構設計的安全性以及可靠性是施工的前提，其可靠與安全主要體現在建筑深基坑的支護結構設計需要滿足穩定、變形和強度的要求，以保證高層建筑深基坑施工和附近環境的安全。

（二）高層建筑深基坑支護設計方法與內容

1、高層建筑深基坑支護設計方法

高層建筑深基坑支護結構設計極限狀態主要分為承載能力極限狀態與正常使用極限狀態。前者主要是應對深基坑支護結構的設計已經達到承載能力的最大限度或者深基坑底明顯失穩、管涌直接導致支護或者土體結構發生損壞、支護樁墻錨桿抗拔已經失效、支護結構內支撐壓屈失穩等情況;后者主要是應對深基坑支護結構的表層已經出現損壞、深基坑附近環境的平衡狀態，同時也產生很多不良的影響（例如引起附近相鄰的建筑物出現開裂、傾斜;道路開裂、沉降;附近地下管線沉降變形開裂等多個現象）。

2、高層建筑深基坑支護設計內容

依據相關高層建筑深基坑承載力的極限狀態以及正常使用的極限狀態要求，深基坑支護的設計應該包含五個方面的內容：①深基坑支護結構設計的穩定、強度以及變形計算和基坑內外土體的穩定性驗算;②比較深基坑支護體系的設計方案選型和經濟技術;③基坑止水或者圍護墻的抗滲設計、降水帷幕設計;④符合相關基坑開挖的具體施工方法中的可實施性以及基坑施工中相關監測需求;⑤地下水變化和基坑開挖引起的其內外土層的變形以及其對鄰近建筑物、周邊環境與基礎樁的影響。

二、高層建筑深基坑的支護設計和施工控制的有效措施

工程項目實施的關鍵環節是施工階段，相關建設施工單位的工程管理者應該依據當地水文氣候條件以及地質勘探的資料，并將當地深基坑工程具體的施工經驗、條件相互結合在一起，最終確定高層建筑深基坑工程的主要項目。同時，要求工程施工企業應及時制定相關施工設計方案，并經過監理機構審核后開始實施，在施工前也應制定應急預案，以防突發事件的發生。

（一）加強突發事件的防范，制定應急方案

由于高層建筑施工具有施工周期長、投資成本大、工作人員多的特點，極易在施工中發生難以預料的事件。因此，針對施工，應該充分做好應對突發事件（妨礙止水帷幕施工、坑內流沙、局部裂縫、異常的氣象、開挖土方、降水、打樁等）的相關準備。一旦發生事件，需要及時啟動事先準備好的應急預案，同時與設計、監理、施工勘察等多個單位共同研討解決措施。

（二）深基坑周圍土體止水效果的控制

阻礙深基坑支護的主要因素是水，尤其針對地下水位較高的地區，應當重視地下水，以防其對深基坑工程施工造成危險。這類止水帷幕在施工的時候，需要注意兩個方面：①確保樁的密實度和搭接長度，避免出現蜂窩、樁頭開叉以及空洞等現象，同時，不能隨意在高層建筑深基坑的支護結構上端進行開口，則會嚴重影響支護結構的安全，還會破壞止水帷幕的結構，發生地下水滲入現象;②確保深基坑的樁體質量水平以及確定科學、合理的水泥漿摻加量，以確保深基坑樁體攪拌均勻、樁長并達到相應的設計深度，以免樁頭發生攪而無漿的狀況，尤其是對于土層情況變異大的地方，很容易由于不易控制攪拌樁的樁徑，以致發生止水失效情況。

（三）監測支護結構的施工工程

所觀測的結果需要真實地反映所監測目標的動態趨勢，同時繪出變化曲線圖，用來傳遞險情前兆信息，以致及時找出險情發生的必要條件，例如地下設施、支護結構、臨近建筑物等，并結合開挖施工、地下水變化等誘發條件，再依據基坑支護結構穩定性所得出的計算結果進行合理的決策，從而將險情排除。當開挖基坑比較深的時候，需要符合相關測試支撐的內應力，一旦應力值達到設計值的"90%或者變形達到10mm左右的時候，應該有效的防范措施以應對險情，另外要注意監測點的保護。

（四）高層建筑深基坑的施工以及處理措施

①深基坑施工工程十分復雜且系統化，主要有擋土、圍護、挖土、防水等多個環節，需要嚴格的制定組織設計，并遵守其規程和相關技術規范。比如，當確定好相關土方開挖方案的時候，應該進一步分析附近建筑物、地下設施情況等多種信息，結合研究人員勘察地質的報告進行討論。針對特殊的土質需要精心安排施工，尤其是膨脹土地區最好不要在雨季進行挖土措施，同時，一些軟土地區進行分層開挖的深度不能太大。一旦挖土高差過大或者其工程進度過快，很容易改變土體原本平衡的狀態，從而大幅度減小土體抗剪的強度，繼而使土體出現水平方向的滑移，以致發生坍塌事故。②高層建筑深基坑中的止水控制能對工程施工造成嚴重的影響。需要加強防、排及降水方面的止水方案。從而有效避免附近高層建筑基坑水土流失，導致建筑物不均而發生沉陷、坑底流沙等多個問題，以致工期延長。同時，在高水位地區艙主要選用止水帷幕的止水方式，采用高壓噴射注漿法、粉噴深層攪拌法、漿噴深層攪拌法、以及壓力注漿法等處理措施。

結束語

總而言之，在高層建筑的深基坑施工工程中，應該因地制宜，合理選擇正確的基坑圍護方案，重視深基坑的支護優化設計，依據基坑附近的環境特點，合理施工。

參考文獻：

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