高層建筑深基坑支護方式的研究

【摘要】深基坑支護技術是高層建筑工程施工中的重要部分，深基坑支護方案的設計是否合理直接關系到整個深基坑施工的成敗。本文介紹了深基坑的涵義及特征，介紹了幾種常見的深基坑支護方式，給出了深基坑施工中的幾點注意事項，為今后類似問題的設計與施工提供了參考與借鑒。

【關鍵詞】高層建筑；深基坑；支護技術

隨著人口數(shù)量增長和土地成本的提高，未來我國的住宅發(fā)展將是以高層甚至超高層為主[1]。在我國城市，特別是大城市，高層建筑、超高層建筑如雨后春拔地而起。隨著高層和超高層建筑的發(fā)展，以及人們對地下空間的開發(fā)和利用日益增多，基坑工程不僅數(shù)量增多，而且向更大、更深的方向發(fā)展。由于高層及超高層建筑一般集中在城市的繁華地帶，地形復雜，周邊高樓建筑林立，深基坑支護方式的確定對保證基坑施工質量及安全具有重要作用。在高層建筑施工設計中地下層數(shù)越來越多，以至于基坑開挖的越來越深，與其相應的安全事故亦不斷增多[2]。在這種形勢下，基坑支護工程就顯得尤為重要。由于高層建筑的支護系統(tǒng)結構比較復雜，支護結構如果沒能夠發(fā)揮應有的作用，輕者損壞周圍管線和房屋，嚴重情況還會引發(fā)工程施工質量和安全事故及建筑功能喪失，因而必須對高層建筑的深基坑支護進行科學合理的設計，選擇安全可靠的支護技術。

1、深基坑的涵義和特征

1.1深基坑的涵義

深基坑是指開挖深度≥5m或深度在地下室三層以上的基坑，或是指深度雖然未超過5m，但是其內部的地質條件、地下管線以及周圍環(huán)境復雜的基坑也按深基坑的標準進行設計與施工。將開挖深度超過15m的基坑稱超深基坑，高層建筑或超高層建筑，按使用的功能要求需設置地下室作為停車及設備用房，按建筑抗震設防要求，需埋置H/12的深度，小于或等100m的高層建筑需埋深不小于8.3m。

1.2深基坑的特點分析

（1）基坑深度比較大：由于高層建筑使用功能的復雜性，建筑不僅向地上高層發(fā)展，地下空間也是越來越多，多層地下室已經(jīng)普遍出現(xiàn)在城市建筑中，因而對基坑開挖的深度也是越來越大。

（2）施工環(huán)境復雜：通常高層建筑都是出現(xiàn)在人煙密集和建筑物比較集中的地方，周圍不僅分布大量建筑，而且地上和地下分布各種管線，深基坑施工不僅需要確保工程本身質量，還需保護周圍和地下設施，因此施工環(huán)境變得日益復雜。

（3）深基坑施工危險性大：深基坑的支護結構多為臨時結構，安全性不高，致使深基坑施工面臨著極大的危險性。

（4）基坑支護方法多：目前深基坑工程的支護技術也是越來越多，例如鋼板樁支護技術、深層攪拌支護技術、地下連續(xù)墻支護技術、排樁支護技術、土釘墻支護技術等，不同的支護技術適用于不同類型的建筑，需要工程設計人員酌情使用。

2、深基坑常見支護方式

2.1放坡開挖

放坡開挖是根據(jù)基坑的深度，土質情況，合理的選擇邊坡系數(shù)，確保邊坡土質的整體穩(wěn)定性，但只要求穩(wěn)定，位移控制無嚴格要求。放坡開挖適用于安全等級為三級的基礎，其費用低，作為施工方案的首選。放坡開挖適用于地基土質較好，開挖深度不深，以及施工現(xiàn)場有足夠放坡場所的工程。在城市新區(qū)開發(fā)建設的高層和超高層建筑，由于場地大，周邊無高層和高聳結構，故一般采用放坡開挖方式。

2.2.土釘墻圍護結構

土釘墻支護是在邊坡上打入細長的金屬鋼管，在坡面上鋪設鋼筋網(wǎng)，并在表面噴射混凝土，使鋼管與混凝土結合在一起。根據(jù)眾多的項目經(jīng)驗，形成整體的邊坡基坑深度可延伸到10米左右，同時，它具有施工簡單、工期也較短、成本低等優(yōu)勢。土釘墻支護結構適用于地下水以上或人工降水后的粘性土，粉土、雜填土及非松散性砂土、卵石土等，不適用于淤泥質土及未經(jīng)降水處理、地下水位以下的土層地基中基坑圍護。土釘墻圍護一般宜控制在5～15m深度。

2.3懸臂支護樁圍護結構

懸臂式圍護結構依靠足夠的入土深度和結構的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結構的安全。臂式圍護結構常采用鋼筋混凝土樁排樁墻、木板樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板等型式。懸臂式圍護結構對開挖深度很敏感，容易產(chǎn)生較大的變形，對相鄰建（構）筑物產(chǎn)生不良的影響，因此只適用于土質較好、開挖深度較淺的基坑工程。懸臂支護樁不易用于高度超過6米的基坑，以及軟土層過厚的地層。

2.4重力式圍護結構

常采用深層攪拌法形成，有時也采用高壓噴射注漿法形成。深層攪拌樁重力式圍護結構常用于軟粘土地區(qū)，開挖深度約在6.0m以內的基坑工程。采用高壓噴射注漿法施工還可以在砂類土地基中形成水泥土擋墻。水泥土抗拉強度低，水泥土重力式圍護結構適用于較淺的基坑工程，其變形也比較大。

3、深基坑施工管理中的注意事項

在基坑施工前應對工程的地質勘察報告認真分析研究，根據(jù)挖土深度范圍內不同土質的物理性能和地下水位情況特別是豐水期的水位情況，選擇相應的土方開挖、支護結構及降水方案。根據(jù)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。在基坑土方開挖時應注意采取合理的措施防止基坑內的土體回彈力度隨著基坑開挖而不斷增大；應利用對稱、均衡以及分層等方法挖掘土方，保護好深基坑的支護結構；應合理確定深基坑的土方開挖方案，在高層建筑工程的深基坑施工中，常用的土方開挖方案有：中心島式挖土、放坡挖土、盆式挖土、逆作式挖土等。在深基坑施工的過程中，要加強監(jiān)督管理，落實安全生產(chǎn)責任制，通過責任制度的設立，對深基坑整個施工過程進行管理，以降低安全質量事故的發(fā)生，減少施工成本，提高深基坑施工質量。在施工過程中必須要對基坑支護結構進行嚴密的監(jiān)測。要落實這項工作，首先必須要在深基坑開挖以前制定出完善的變形監(jiān)測方案，同時還要設置好相應的監(jiān)測地點以及位移監(jiān)測基準點等；其次，要合理設計深基坑施工進度的間隔時間，當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變化時，必須增加監(jiān)測的數(shù)量。

4、結語

深基坑支護技術的合理利用能顯著提升高層建筑下部基礎的質量，對房屋建筑安全施工、安全使用有著積極的影響。所以我們應加強深基坑支護技術的研究，確保整體工程的順利實施，減少對周邊的影響，提升高層房屋建筑的施工質量。深基坑施工是非常重要的一項工作，其施工質量的好壞會直接影響到高層建筑的安全性。隨著高層建筑的發(fā)展，高層建筑的高度越來越高，樣式越來越豐富，對深基坑支護技術帶來了嚴峻的考驗。工程技術人員深應合理利用基坑支護技術，確保高層建筑安全施工。

參考文獻

[1]黃建國.淺談高層建筑深基坑施工技術[J].建材發(fā)展導向（下）， 2014（5）： 286.

[2]左勇.試論高層建筑施工中深基坑施工出現(xiàn)的問題及對策[J].建材與裝飾， 2014（35）： 37-38.

作者簡介：岑威威（1989-）男，河南信陽，土木工程專業(yè)，湖北工程學院專升本在讀.