探討高層建筑工程深基坑支護施工技術

鄭永華（福州閩龍鐵路工程有限公司）

探討高層建筑工程深基坑支護施工技術

鄭永華
（福州閩龍鐵路工程有限公司）

隨著我國經濟的快速發展，建筑的數量與日俱增，隨之而來的土地資源的缺乏。所以，建筑結構的主體越來越高，在這種情況下，對建筑基坑的要求也越來越高。建筑工程中對深根基的要求，對施工的管理帶來了極大的困難。如何做好對基坑施工的管理，確保建筑工程結構的施工能夠順利地進行，是當前建筑工程中面臨的一個難題。

高層建筑；深基坑；支護施工技術

1　深基坑支護結構設計以及施工過程中存在的問題

1.1深基坑存在的問題綜述

隨著國土面積的規劃和城市用地越來越緊張，如今的建筑行業都在朝著高層建筑的方向發展。經過大量的建筑實踐表明，高層建筑能夠有效縮小占地面積，并能極大地減少開發商的投資。提到高層建筑不得不說深基坑支護技術，深基坑支護工程是臨時性工程，它主要的作用就是保障建筑物安全、穩定。通常情況下，建筑物越高，需要開挖的基坑的深度就越深、深基坑的支護要求等級越高，只有根基穩固才能夠確保建筑物的質量安全，由此可見，深基坑支護的重要性不可忽視。現階段，深基坑開挖的深度特別深，有的深達20m，支護技術是深基坑工程最重要的技術，它是高層建設工程施工至關重要的步驟。但是，目前有些建筑單位為了減少施工投資、縮短施工天數，對支護工程缺乏應有的重視，有的只是進行簡單的防護，這就導致房屋還沒有建設完成就出現坍塌的事故，一味的求快到最后反而造成了巨大的經濟損失，高層建筑的深基坑工程直接關系到人民的生命和財產安全，因此必須給予高度重視。深基坑問題主要分為兩種問題：①施工中存在的問題；②深基坑支護結構設計存在問題。表1為某工程的基坑詳細情況介紹。

表1　

1.2施工中存在的問題

高層建筑的支護施工技術是一項復雜的技術。在施工過程中，基坑的支護非常繁瑣，施工人員有時并沒有嚴格的按照施工圖紙進行施工，出現了很多欠挖或過量挖土的問題。另外在基坑開挖時，支護結構上的土壓力與經典理論測出的壓力并不完全一直，造成實際結構內力與理論內力不同的有以下幾點原因：①土體的應力狀態及應力路徑的影響。這個問題可分為土發生固結和基坑內存在少量殘余應力，前者是指當地基土是正常的土層，其周圍經過開挖后，平均主應力與周圍壓力減少便導致其出現超固結狀態。后者的影響是一般在計算土方壓力時，基坑中的垂直力是從坑底自重應力計算的，但是當基坑開挖的面積受限時，在在周圍土方上常常會出現額外附加的應力。②孔隙水壓力的影響。在逐層開挖基坑時，由于土體周圍壓力下降，相關的支護結構就會向前移動、土體會發生側向膨脹、基坑土體發生回彈，這樣各土體均會發生膨脹作用，導致孔隙水壓力出現。當滲透系數較小時，這種負孔壓會存在很長一段時間，必將改變支護結構上抗壓和載荷的分布。③邊界條件的影響。支護結構存在三維效應。基坑的長、寬、高之比一般不大，當坑中部的土體向外發生移動，而其兩邊的土保持不動，土層之間便容易產生摩擦力。表2顯示的是某高層建筑物的水文地質條件。

表2　

1.3深基坑支護結構設計存在的不足

（1）設計時沒有考慮地下水對基坑的影響

在進行支護結構的設計時，不管采用的是規范的水土一塊計算的方法還是水土分開進行計算，因為有地下水的存在都會或多或少的影響其載荷的取值，水壓力計算的不精確可能會導致支護結構發生大的移動，嚴重的將使整個支護結構發生失效。另外地下水極易給工程帶來困難，引起錨桿或土釘周圍的土體凝聚力下降，導致抗拔力下降。

（2）沒有對基坑土體進行完全采樣

在高層建筑的坑基支護設計之前，應該首先對其周圍土體進行完全采樣。這主要是因為不同區域的土層狀況不同，得到的土體樣本也不同，如果采樣不完全那么得到的設計方案必定片面化即無法真實的反映處土層的實際情況，給支護設計帶來很多問題，并使后期土層施工與工程實際相差很大。

（3）無法選擇一個適宜的土體物理力參量

實際的工程中，地質的情況千差萬別，而土體所能承受壓力的大小嚴重影響著高層支護結構穩定性的好壞。因此，選擇一個合適的土體物理力參量特別重要，另外也需要準確計算出高層建筑支護結構實際受力的大小。

2　深基坑支護施工的結構類別介紹

2.1鋼板樁支護

鋼板樁支護技術是一項相對簡單的技術，它投資小、穩定性高，因此在建筑行業得到了廣泛的應用。該支護技術屬連續型，且使用范圍是基坑深度不超過五米，其使用的材料是帶鎖口或者熱軋型的鋼板，使用時將鋼板粘到一起形成樁墻，主要用途是擋土或水。鋼材的長度有一定要求，一般長不超過8m、寬不超過3m、厚度不低于25mm。施工支護操作中，首先需要對支護結構進行固定操作，然后用打樁機打下第一個定位樁，其次按照一正一反的原則扣合，最后形成對基坑的完全防護。不足之處是該技術受外界環境影響較大，有些場合不宜使用該方式。

2.2深層攪拌水泥土樁支護

該支護方法是將水泥作為固化劑，應用能夠深入土層的攪拌機將基土與水泥進行攪拌，使得這兩種物質充分混合，進過一段時間的物理凝固達到預期的支護強度要求，這種支護結構不僅可以擋水，而且可以擋土。該技術對土質無特殊要求，無論是粘土還是淤泥土，只要挖掘的深度不是很深就可以應用。

2.3地下連續墻

地下連續墻有很多優點比如整體剛性強、擋水效果好，因此這種方式常被用在各種復雜的環境條件之下如沙土或淤泥土等，特別是需要將深層軟土墻體插入很深時，這種支護防護結構最適宜。

2.4土釘墻支護

該方式是一種邊開挖邊進行鋼筋網鋪設的技術，通過噴射混凝土形成重力式擋墻結構，它可以用來擋土，但是這種技術有一定的使用范圍，它不適于在地下水以下或沒有經過人工降水的土層，而適應于地下水之上和人工降水后的填土、粘土。

3　高層建筑深基坑支護安全施工技術

3.1施工前要注意防水操作

施工之前需要對降水排水工程進行施工建造，并檢查是否滿足設計的要求，然后才可以進行深基坑的開挖。與此同時，還應該在基坑內部適當的位置加設排水溝或積水井，為防止積水對深基坑工程造成影響，應該及時清理工程中的積水。為了防止基坑周邊的地表水滲入坑內，應在工程周邊采用各種防水措施。基坑開挖時，需通過降水來提高土體的水平抗力，這時施工降水的速度不宜過快。同時需要做好周邊地下管道等的監測，當發現監測數據超過臨界警戒值時，必須采取緊急措施，對出現的問題進行詳細的分析并找出合適的解決方法以確保基坑施工的順利進行。這里以某工程采取的場地排水系統為例，根據總體施工布局在在基坑頂設置一道排水土溝和很多個集水坑，排水溝的邊緣遠離坡底部約0.5m左右，坑基的深度與溝底相比低了將近有0.25m，坡度大約為0.1%。另外，在現場設置了六臺排水泵，預防雨水沉積。該工程自建設以來，沒有出現過一次透水問題，防水效果十分明顯。

3.2基坑分層開挖

基坑的開挖應該遵循逐層挖掘、杜絕進行掏挖或超挖，支架的建設應和開挖的進度一致。開挖的長度不宜過長，最好是能與基坑深度相協調。另外，當開挖的基坑超出標定的高度時，需立即進行混凝土澆筑工作，這樣做能夠進一步的減少坑體的形變量。值得注意的是為了防止邊坡發生失衡的問題，施工之前需要對基坑周圍的積土進行處理，防止其積土過厚造成基坑荷載變大而出現塌方事故。這里以某工程基坑開挖為例說明，這項工程開挖時做了以下幾點安全措施：①監測基坑。監測土體水平位移，共布置測斜點22個并且坡頂埋設測點，布點間距15～20m/點。②每天派專人對支護的結構、周邊環境、監測設施等，進行巡視檢查，并做好記錄。在開挖時，采取每1～3d測一次，防止工程事故發生。經過這些防護技術措施，使得該工程在建設階段出現零坍塌事故和零傷亡事故。

3.3必要的后期工作

基坑支護工作完成后，現場工作人員需要對坡面、場地進行細致的修整，由于此時機器也處于工作狀態，為了施工人員的安全，必須限定他們的工作范圍。一般設定在機械工作范圍之外，如果需要對機械工作范圍內作業就要停止機器工作確保施工的安全。另外，基坑周圍要加設各種防護欄措施，并設定各種警示標語，嚴令禁止向坑內投擲各類物品。為了能使工人能在緊急狀態下逃出現場，可在坑內設置人員安全撤離通道。特殊地點應該給予特殊防護，如施工地點處有電纜線，那么在電纜位置兩米處需停止機器開挖，另外機器開挖應該在機器的規定性能下作業，嚴禁機器開挖深度高于機械本身，機器檢修時需將設備降低到最低點。

4　結束語

高層建筑工程中深基坑的支護施工過程中循序漸進的，相關施工單位必須嚴格按照施工規范、設計規范以及后施工的程序進行施工，并且對工程要做到邊施工邊監督。對深基坑的施工要堅持其“分層開挖、隨挖隨撐、先撐后挖、限時限量、對稱均衡”的原則，堅決杜絕施工過程中的盲目以及野蠻施工的現象。整個施工過程中，要時刻嚴格加強對深基坑的施工控制，確保深基坑施工按照相應規范順利進行，高質量高標準地完成施工任務。

[1]黃磊.探討高層建筑工程深基坑支護施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2014（18）.

[2]陳慧麗.探討高層建筑工程深基坑支護施工技術[J].建筑工程技術與設計，2015（12）.

[3]徐雪梅.高層建筑工程深基坑支護施工技術[J].建材與裝飾，2015（27）.

[4]史敏華.探討高層建筑工程深基坑支護施工技術[J].城市建設理論研究（電子版），2014（35）.

TU753

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1673-0038（2015）51-0009-02

2015-11-14