高層建筑地下基坑支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

朱冬梅 王卓華

1　常見的基坑支護(hù)類型概述

1.1　鋼板樁支護(hù)

這一支護(hù)類型中又分為兩種：工字鋼基坑支護(hù)與拉森鋼板樁支護(hù)。首先，工字鋼基坑支護(hù)針對(duì)的是砂粒粒徑不大于100mm的砂卵石，或黏質(zhì)土、砂性土，這種方式不僅能夠節(jié)省材料，從而降低工程成本，主要施工操作也比較簡(jiǎn)單，存在的缺陷是止水性效果不佳，在出現(xiàn)地下水位高于基坑底標(biāo)高時(shí)，需要行進(jìn)行基坑降排水處理。其次，拉森鋼板樁支護(hù)相較于工字鋼支護(hù)具有較大優(yōu)勢(shì)，不僅止水效果好，而且剛度強(qiáng)，施工簡(jiǎn)便，材料能反復(fù)使用，通常被應(yīng)用于抗洪或地下隧道中，但因其施工噪音大，城市內(nèi)部建設(shè)鮮少使用。

1.2　地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是一項(xiàng)由國外引進(jìn)的施工工藝，它主要利用各種挖槽設(shè)備，在地下通過特制泥漿的保護(hù)作用下，挖出窄而深的溝槽，并在溝槽內(nèi)放置鋼筋籠，然后進(jìn)行混凝土澆筑，由此形成一道具有防滲擋土功能，且具有一定承重能力的連續(xù)地下墻體，因基施工噪音小，防滲漏性能良好，施工工期短，被廣泛應(yīng)用于大型基坑工程中。

1.3　SMW工法

這一工藝是20世紀(jì)70年代由日本發(fā)明的，主要是利用多軸型鉆探攪拌機(jī)，鉆掘切削土體，達(dá)到預(yù)設(shè)深度后，水和泥漿會(huì)隨著提鉆過程噴出，并與地基土攪拌混合，在水泥混合物凝固前將H型鋼材插入，形成具有一定強(qiáng)度、剛度，而又連續(xù)完整、無接縫的地下連續(xù)墻體，這一施工方法周期短，對(duì)環(huán)境影響小，而且止水性能較好，被廣泛應(yīng)用于地下建筑工程中。

2　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的要求及主要內(nèi)容

2.1　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的要求

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)方案，是基于相關(guān)的資料文檔與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，并結(jié)合施工建設(shè)的地質(zhì)條件和基坑周邊環(huán)境，以基坑深度等為施工依據(jù)，做出合理、先進(jìn)、實(shí)用且安全的發(fā)展建設(shè)環(huán)保計(jì)劃。同時(shí)，為了保證周邊建筑和地下設(shè)施、道路、管道等安全設(shè)施的正常使用，以及對(duì)基坑施工的正常使用，確保原有建筑的地下結(jié)構(gòu)不會(huì)受到建設(shè)施工的影響。

2.2　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的主要內(nèi)容

①在施工基坑在設(shè)計(jì)過程中，需要注明工程名稱，以及業(yè)主的單位與詳細(xì)的地址信息，還要擬定建筑物的層數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高度與基本的建筑形式等。②還應(yīng)注明建筑物地下室的層數(shù)和面積、室外與地面的標(biāo)高、地下室頂板的設(shè)計(jì)標(biāo)高、地下室層高和底板的開挖、基坑的深度、面積、周長(zhǎng)以及周邊的環(huán)境等，同時(shí)還包括采用的支護(hù)方法與結(jié)構(gòu)，基坑擋水及降水措施和預(yù)計(jì)施工的時(shí)間等。③在進(jìn)行等級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)基坑開挖的深度與規(guī)模，以及周邊的地質(zhì)條件和環(huán)境等，按照一定的規(guī)定辦法，依據(jù)建筑基坑的支護(hù)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行使用年限的設(shè)計(jì)，不能小于一年。

2.3　基坑方案設(shè)計(jì)的依據(jù)與圖紙

2.3.1設(shè)計(jì)的依據(jù)

基坑開挖前需要結(jié)合相關(guān)的參考資料，對(duì)巖土工程進(jìn)行詳細(xì)的工程勘察，還要保留相關(guān)的基坑深度現(xiàn)場(chǎng)地形圖與工程路線圖，進(jìn)而擬定建筑平面圖、剖面圖、立體圖，并結(jié)合以上圖紙對(duì)其進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，在相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程指導(dǎo)下，通過相關(guān)的電子處理軟件進(jìn)行基坑開挖的整體設(shè)計(jì)，同時(shí)，對(duì)基坑施工場(chǎng)地的地下水進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，針對(duì)補(bǔ)給與排泄對(duì)地下水層之間的水力進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)，充分掌握地下水的來源、質(zhì)量，以及深埋情況，甚至是變化情況等，以期有效降低基坑支護(hù)施工對(duì)周邊可能造成的環(huán)境影響。

2.3.2基坑方案設(shè)計(jì)的圖紙

在進(jìn)行基坑的圖紙方案設(shè)計(jì)時(shí)：①對(duì)圖紙進(jìn)行目錄設(shè)計(jì)，而且必須根據(jù)總平面設(shè)計(jì)圖進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)；②剖面圖設(shè)計(jì)需要進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，而且要由此判斷排水溝、支撐結(jié)構(gòu)、放坡、標(biāo)高、線管、支護(hù)構(gòu)件等，還包括開挖邊線、基坑深度范圍，以及市政管線、建筑物地下層等其他基礎(chǔ)設(shè)施；③基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖與配筋圖進(jìn)行標(biāo)記，針對(duì)局部支護(hù)結(jié)構(gòu)的立體圖與大樣圖也要進(jìn)行重點(diǎn)的標(biāo)注說明，基層開挖前不僅要繪制出剖面圖，還要對(duì)降水井與觀測(cè)井進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，標(biāo)明其型號(hào)與類型；④監(jiān)督平面布置圖的設(shè)計(jì)對(duì)各元件的預(yù)留平面圖和豎形的結(jié)構(gòu)寬度進(jìn)行監(jiān)督，保證道路通暢與大車行駛荷載量等。

3　高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析

3.1　支護(hù)樁部分施工

高層建筑施工中深基坑支護(hù)施工部分重點(diǎn)是要保證地基建設(shè)的穩(wěn)固性，從而為后期的建筑主體建設(shè)質(zhì)量提高保障，高層建筑施工對(duì)于深基坑支護(hù)施工質(zhì)量、水平具有較高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，因而在工程實(shí)踐中首先需要確保支護(hù)樁施工質(zhì)量。深基坑支護(hù)施工中外力主要承載部分是支護(hù)樁，對(duì)于其中的鋼筋混凝土護(hù)臂和人工挖孔樁部分需要有所區(qū)別，針對(duì)不同的施工環(huán)節(jié)針對(duì)性的應(yīng)用不同技術(shù)方法。灌注樁施工中可以使用吊桶方法，對(duì)灌注樁進(jìn)行挖孔施工，要對(duì)成孔、混凝土灌注和鋼筋籠安裝等工序內(nèi)容施工質(zhì)量予以控制，否則出現(xiàn)質(zhì)量問題就將會(huì)導(dǎo)致深基坑支護(hù)施工失去意義，高層建筑主體結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量也難以得到有效保證。

3.2　開挖土方施工

深基坑支護(hù)施工中的土方開挖主要是指對(duì)建筑基坑進(jìn)行土方開挖，在這一施工過程中要將基坑中開挖出來的土方土體及時(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)以外。高層建筑施工中地基開挖面積較大，基坑開挖出來的土方量較大，若運(yùn)出不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)過度堆積，影響正常的工序安排。開挖土方中可以穿插清理工作，最大限度的減小現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)對(duì)周邊建筑環(huán)境的影響。開挖土方中出現(xiàn)異常情況包括不慎挖到地下電纜或管線需要立即停工并上報(bào)給上級(jí)部分，由專業(yè)技術(shù)人員到場(chǎng)搶修處理。

4　結(jié)束語

總而言之，隨著城市建設(shè)步伐的持續(xù)邁進(jìn)，越來越多的高層建筑、高架公路建設(shè)映入人們的眼簾，同時(shí)，對(duì)地下面積的開發(fā)使用率也呈遞增趨勢(shì)。尤其是在城市環(huán)境的限制性發(fā)展條件下，深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)該區(qū)域的建筑物的安全保護(hù)作用已經(jīng)日漸突出，因此，在未來的研究分析中，我們還將持續(xù)加大研究力度，使這一具有建設(shè)性現(xiàn)實(shí)意義的建設(shè)工程能得到更廣泛的推廣應(yīng)用。

[1]郭 莉.穿越現(xiàn)狀管線的復(fù)雜基坑支護(hù)技術(shù)研究[J].城市道橋與防洪，2016（7）.

[2]楊玉堂.不同基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)下膨脹土基坑邊坡變形響應(yīng)分析[D].西南交通大學(xué)，2016.