深基坑支護施工技術在高層建筑施工中的運用研究

卜偉元（五礦二十三冶建設集團有限公司，湖南　長沙　410000）

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深基坑支護施工技術在高層建筑施工中的運用研究

卜偉元（五礦二十三冶建設集團有限公司，湖南長沙410000）

根據工程實踐從深基坑施工的特點、施工技術的基本要求和不足之處以及該技術在高層建筑施工中的運動，以期能夠為高層建筑深基坑支護施工技術的發展與進步提供理論借鑒。

高層建筑；深基坑支護；施工特點；技術運用

引言

近些年來，隨著我國國民經濟的快速發展以及城市化水平的不斷提高，我建筑行業也得到了長足的發展與進步。各地高層建筑如雨后春筍般拔地而起，成為了城市外在形態和景觀的構成主體。然而，對于高層建筑而言，堅實的基底是極為關鍵的工程環節之一，必須給予足夠的重視。因此，在高層建筑施工過程中深基坑支護施工技術就顯得極為重要。筆者結合實踐經驗，就深基坑支護施工技術在高層建筑施工中的運用進行初步的分析與研究。

1　深基坑施工的特點

1.1基坑深度不斷增加

為了使用方便，節約土地，滿足人防需求以及城市管理規定等，高層建筑在不斷的向地下進行發展。在過去的數十年間，具有1～2層地下室的建筑在大城市，尤其是在中等城市甚為少見。然而，部分大城市、沿海地區尤其經濟較為發的的地區，高層建筑的地下室往往在3～6層。所以，基坑開挖深度往往在10～16m，甚至20m。

1.2基坑周圍環境復雜

建筑工程地質條件越來越差，基坑周圍環境越來越復雜，尤其是在某些沿海地區，建筑工程地質條件存在的問題更為明顯。高層建筑以及超高層建筑往往集中分布于人口密集和建筑物密集的地方，并臨近重要的市區道路。然而，這些地方的原有建筑結構往往陳舊，且管線密布。因此，基坑開挖不但要保證基坑的穩定性，而且還要確保施工現場周圍原有建筑物以及構筑物等設施的安全。

1.3基坑支護方法多。

現階段，高層建筑深基坑支護施工的方法在不斷的增加，主要有混凝土灌注樁支護、人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌水泥樁支護、鋼板樁支護、地下連續墻、土釘墻支護、錨噴網支護、以土層錨桿支護等，同時還有樁、板、墻、管、撐與錨桿聯合支護的方法。

1.4事故隱患較大

由于高層建筑深基坑支護工程技術比較復雜，且基坑支護失效會導致鄰近建筑、地下管線及道路開裂等，產生工程安全事故糾紛，甚至產生嚴重的破壞，從而造成重大經濟損失及人身傷亡。

2　深基坑支護施工技術的基本要求

2.1施工技術先進

在深基坑支護施工過程中，由于深基坑支護施工特點在一定程度上決定了施工技術，必須確保施工技術的先進性以及深基坑受力安全性，確保基坑圍護體系能起到擋土作用，使基坑四周邊坡保持穩定，從而充分發揮和顯現深基坑支護施工技術在高層建筑施工過程中的優勢。

2.2施工環境安全

由于大多數的高層建筑分布于市中心，在進行高層建筑施工時，應當重視施工現場周圍的建筑物、底下管網以及路線等各種設施的安全性，盡可能降低對周圍居民正常生活和工作的影響。

2.3地下水位可控性

在深基坑支護施工過程中，可以采用明排、截水、以及降水等多種方式以確保高層建筑施工居于地下水位之上，從而保證和提高高層建筑的深基坑支護施工的安全性。

2.4環境友好原則

在高層建筑深基坑支護施工過程中，應當以環境友好為原則，以經濟節約為基點，結合工程時實際情況施工，其確保高層建筑深基坑支護施工技術能夠實現最優化。

3　深坑支護施工技術的不足

3.1土層開挖和邊坡支護不配套

在高層建筑深基坑開挖施工過程中，由于坑基支護施工往往落后于土方施工，必須通過二次回填或搭架等途徑來完成坑基支護施工。在高層建筑土層開挖和邊坡支護施工過程中，土方開挖施工具有技術含量低、工序簡單以及組織管理容易等特點，而深基坑支護結構施工具有技術含量高、工序多而復雜以及施工組織和管理復雜等特點。因此，建筑工程通常由不同的施工隊伍來分別完成土方開挖和邊坡支護工作，且多數為平行合同，從而導致施工過程中協調管理難度增加。土方開挖施工單位為了加快或者拖延工程進度，往往會導致土層開挖順序混亂，尤其是在雨期，施工單位往往會忽視支護施工的工作面要求，導致支護施工的操作面和時間均難以得到有效的保證，繼而引起支護施工落后于土方施工。

3.2成孔注漿、土釘或錨桿受力不符合設計要求

在深基坑邊坡支護施工過程中，使用的土釘或錨桿鉆孔通常為直徑100～150mm的鉆桿成孔，且孔深為5～20m。由于鉆孔穿過的土質各不相同，鉆孔中如果滅有認真分析和研究土體情況，就會產生出渣不盡、殘渣沉積等問題，影響成孔注漿質量，甚至導致成孔困難、孔洞坍塌、無法插筋以及注漿等問題產生。另外，在注漿過程中，由于配料不合理、注漿管插入位置不到位、注漿壓力較低等原因，注漿長度往往不足或者充盈度較低，同時使土釘或錨桿的抗拔力又無法滿足設計要求，從而導致建筑工程質量降低。

3.3噴射混凝土厚度不夠、強度達不到設計要求

從現階段來看，高層建筑基坑支護噴射混凝土多采用干拌法噴射混凝土設備，其主要特點為：①設備簡單、體積小、輸送距離長；②速凝劑可在進入噴射機前加入，操作方便；③可連續噴射施工。但是，操作人員的操作水平各有差異，操作方法和檢查控制等方法不夠全面，導致混凝土回彈較為嚴重，加之原材料質量控制不嚴、配料不合理以及養護不到位等各種因素，往往會降低噴后混凝土的厚度和強度。

3.4施工與設計差異較大

在深基坑邊坡支護結構中，深層攪拌樁水泥摻量不足往往會降低緩凝土的支護強度。在實際施工中，筆者發現深層攪拌樁支護發生水泥土裂縫往往是因水泥土強度較低，地面施工荷載集中于局部位置，導致荷載值遠遠大于設計允許而引起。深基坑開挖是支護結構受力與變形明顯變高的過程，因此，在設計中應當明確開挖程序以降低基坑變形值符合其監控值（表1），同時還有進行圖紙交底。然而，在實際施工過程中，土方開挖單位往往會盲目的加快工程進度和追求經濟效益，而忽視上述要求，從而在很大程度上影響了施工質量。

表1　基坑類別及變形監控值（cm）

3.5工程監理不到位

根據相關規定，重大基建項目工程的深基坑施工應當采用工程監理。從實際情況來看，大多數工程安全事故均與監理單位沒有按規定進行工程監理或者建立工作不到位相關，只管場內工程，不管場外影響，實行包括設計在內的全過程監理的就相對更少。深基坑工程監理要求監理人員具有較高業務水平，在我國現階段主要就只是監控支護結構工程質量、工期、進度，而對于設計監理與對建筑物及周邊環境的監控尚有一定差距，亟待完善與提高。

3.6施工監測較薄弱

在深基坑支護施工中，為了節約工程成本，建設單位不對工程施工進行監測，或者即使在工程施工過程中設置部分測點，但往往由于數據充分，常常不重視檢測深基坑坑邊建筑物，或者不重視監測數據。另外，支護設計中沒有監測方案，發生情況不能及時警報，事故發生后也不易分析原因，不利于事故的早期處理。

4　深基坑支護施工技術在高層建筑施工中的運用

4.1支護設計準備

在設計支護結構時，應對詳細了解和掌握地下結構設計資料，主要包括：①明確建筑工程地下室的平面布置及其與建筑紅線的相對位置，以便于選擇合理的支護結構和支撐布置等。②明確建筑主體工程基礎的樁位布置圖，盡量利用工程樁作為立柱樁以降低工程成本。③明確建筑主體結構地下室層數、各層樓板和底板的布置、標高以及地面標高，為確定土方開挖深度、選擇圍護墻、支撐型式和布置以及換撐等提供基礎資料。

4.2支護樁施工

支護樁是深基坑支護工程中主要承載結構，因此，必須重視支護樁的施工過程。一般情況下，支護樁可以分為人工挖孔樁以及鋼筋混凝土護臂。就灌注樁而言，往往采用吊桶的手法來挖掘樁孔，在施工過程中必須嚴格控制鋼筋籠安裝、混凝土灌注以及成孔等各項施工工藝，否則會直接導致深基坑支護工程失去實際價值，甚至嚴重影響建筑工程主體的建設質量。

4.3土方開挖

土方開挖是指挖掘建筑基坑的過程。在土方開挖施工過程中，應當及時把挖出的土方運出施工場地，同時要及時清理，盡可能降低施工對周圍環境的影響。在土方開挖施工過程中，如果出現異物或者挖斷地下管線等異常現象，應當立即停止施工并及時上報交由相關專業人員進行處理，待處理結束后才可繼續施工。

4.4排樁加環撐

在實際運用排樁的過程中，可以結合使用環撐以支護深基坑。在深基坑支撐過程中，可以先利用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、挖孔樁、工字鋼樁或者H型鋼樁進行規則排布，并以此為基礎來建造地下層級，從而使支護結構呈圓形結構以確保其穩定性。

4.5基坑支護監測

在深基坑支護過程中，必須要嚴格檢測基坑支護，以利于施工方掌握施工效果。在基坑支護監測過程中，應當重點監測支護結構的完整程度、強度、變形及位移情況等重點指標。一般情況下，在基坑開挖施工開始時，每隔2～3d監測1次施工現場。如果發現問題，一方面要及時解決出現的問題，一方面要合理的增加監測頻率，以確保基坑支護工程的質量。

4.6環撐的拆除及換撐

換撐通常在拆除環撐之前進行。在拆除環撐時，應當嚴格根據換撐方案來進行，只有換撐強度滿足設計要求，才能拆除環撐。同時，在拆除環撐以及換撐過程中，應當加強監測，并落實各項安全措施。

5　結語

深基坑支護施工技術是發展潛力和應用前景極為廣闊的高層建筑施工技術。高層建筑工程數量和工程環境的復雜程度的不斷增加為深基坑支護施工技術的發展提供了充足的應用空間。有理由相信，在不斷的工程實踐中，隨著深基坑支護理論和技術的不斷創新與發展，深基坑支護施工技術水平將會不斷的得到提高和發展。

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卜偉元（1979-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工工作。

TU753

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2095-2066（2016）19-0137-02

2016-6-20