高層建筑深基坑工程支護技術

馮杰

摘要：深基坑支護工程在選型、計算以及施工等方面是否滿足工程需求，對高層建筑工程施工的工期、安全性以及經濟效益具有重要影響。高層建筑深基坑工程支護技術，應考慮荷載因素的影響，計算高層建筑深基坑施工中的土壓力，在深基坑多層開挖施工中，保證每層均可建立倒運平臺，進一步解決施工現場地下水滲漏問題，至此完成深基坑施工。

關鍵詞：高層建筑;深基坑工程;支護技術;

引言：近年來，我國建筑行業得到長足發展，房屋建筑工程規模持續擴大，其在有效緩解城市用地矛盾的同時，對建筑基礎結構質量、基坑施工水平的要求更嚴格。高層建筑深基坑支護施工技術較為復雜、系統，其施工質量影響整個建筑工程的經濟效益，加上高層建筑現場環境復雜，深基坑施工環節面臨諸多施工難點，需在施工前進行現場勘察，制定科學的施工方案，保證深基坑的穩定性及安全性。因此，從技術角度著手，重點探討高層房建深基坑工程支護施工技術要點。

1 高層建筑深基坑工程支護施工技術類型

1.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護是使用具備鉗口或鎖口的熱軋型鋼制作樁體，將若干數量鋼板樁依次在深基坑現場指定位置中打入，再按特定順序對鋼板樁體進行連接處理，設置配套的支撐件或拉錨件，從而形成連續性基坑支護結構。其結構造型與U形鋼較為相似，但樁體寬度、埋深值較大。在房建工程深基坑施工期間，鋼板樁支護結構將分擔基坑所承受的水土壓力，改善地層結構穩定性。在深基坑施工結束后，將打入的鋼板樁按順序拔除，清理表面浮土，將樁體進行多次使用。

在應用鋼板樁支護技術時，應根據工程情況與工期要求，選擇搭建臨時性支護結構或是永久性支護結構，合理選擇懸臂板樁、多錨板樁、單錨板樁等結構形式;要求樁體平面結構保持平齊狀態，盡量減小不規則轉角數量;在深基坑施工期間，禁止施工技術人員在支撐結構上開展切割、電焊等操作;在打樁前后，檢查鋼板樁規格尺寸、樁身外觀質量、樁身垂直度與打樁位置。

1.2 土釘墻支護

土釘墻支護是在天然土體結構上打入若干數量的土釘、鋪設鋼筋網，在表面均勻噴射混凝土，形成適當厚度的混凝土面板。在混凝土凝結硬化后，土釘、鋼筋網與混凝土面板將組成類似重力擋墻的土釘墻體支護結構，持續對墻后側土壓力進行抵抗，確保深基坑開挖面結構穩定。這項技術被用于加固基坑斜坡面，適用于黏性土地基或是含水豐富的粉細砂地基。在后續深基坑施工中，土釘墻中各處土釘體將會共同對土層產生作用，有效提高土體強度，形成土層穩定性主動制約機制。同時，土釘墻在承受較大荷載時，并不會出現突發性塌滑等工程事故，可延遲邊坡塑形變形速度、抑制變形程度。

1.3 深層攪拌支護

深層攪拌支護是將混凝土、水泥等材料作為固化劑，施工人員操縱攪拌機對地基進行強制加固，加入固化劑、噴漿，重復開展噴漿提升與攪拌下沉作業。土體顆粒與固化劑接觸后將產生一系列物化反應，最終凝結固化為具有較高強度的整體性結構。這項技術主要適用于處理飽和性土地基問題，如黏土地基、淤泥質土地基等。但是，由于最終所固結地基的抗拉強度提升幅度較小，并不適用于加固開挖深度超過7m的基坑。

2 深基坑土方開挖施工技術

基坑土體采用自穩式支護方式，且以開挖為主。高層建筑深基坑工程在施工過程中存在場地狹小、土方開挖量大等問題。在這種情況下，可采用多級開挖法輔助基坑施工。

在多級開挖法中，第1級開挖至2～2.8 m，土方支護采用自穩式支護結構。在此基礎上，設置倒置平臺進行深基坑施工。應根據工程實際情況，確定所需的深基坑開挖數量，每一深基坑開挖深度控制在5 m內，確保土體得到良好支護，保證中轉平臺的正常使用。

同時，每1層土方開挖時，應保證每一開挖工序的支護強度達到圖紙要求的混凝土強度的80%，以保證施工安全。

開孔前，須準確確定樁位，C25型人工挖孔防撞墻混凝土和灌注樁的厚度應為150 mm，墻欄桿應加固，在坑口安裝軟化裝置，每天檢查坑口有無有毒氣體，以保證坑口結構安全。

挖掘到設計深度后，要對坑的底部進行檢測和驗收。人工挖樁和澆筑樁須定期挖出，相鄰的樁體上應有孔，每次挖樁時須連續將樁體的混凝土澆筑到樁頂;

為保證挖土結構干燥，人工挖樁施工時須及時進行沉降處理。土石須按時運到礦山外。禁止在煙囪周圍3 m內設置坡頂。樁長不得超過15 m。

該工程整體樁的混凝土強度等級為C25，加固框架是按全長布置的，采用鋼接頭焊接，接縫應根據規格錯開。保護層厚度為50 mm。該工程樁身檢查：樁底變形檢測占總樁數的20%，樁位由有關部門共同確定，檢查合格后方可進行土方開挖。

在進行土方多層開挖作業時，容易出現地下滲水的現象，選用TRD工法建設止水帷幕防治滲水。TRD機與傳統的三軸深層攪拌樁機相比高度更低，更適宜土方多層開挖作業。而自穩式支護結構也可保證TRD工法的順利開展。TRD工法中，TRD機刀具水平運動時，會在適當的深度位置灌入固化灰漿，形成防水帷幕。對固化灰漿配合比的選擇會對土方基底的單軸抗壓強度造成影響。使用固化灰漿應按當前地層的土質情況進行配比，其中TRD工法中的固化灰漿典型配合比見表1。

綜上所述，高層建筑深基坑施工時，應根據目前的工程地質條件和深基坑施工中的圖紙要求調整固化砂漿的比例。完成土方開挖和水幕施工，由此實現對高層建筑深基坑的施工。

3 高層建筑深基坑支護施工技術應用建議

3.1搭建支護結構內支撐

為保證深基坑支護結構穩定及使用安全，避免支護結構在受到外力碰撞、承受較大荷載時出現傾斜滑塌問題，技術人員可選擇搭建配套的內支撐體系，將內支撐體與支護結構進行連接。在搭建支護結構內支撐時，應根據工程情況選擇搭建內支撐體系。例如，在采取墻式、樁式圍護結構時，必須搭建配套的內支撐體系，盡量搭設超靜定內支撐結構體系，確保體系具有較大剛度，同時滿足承載力與變形要求。選用內支撐體系應遵循從實際出發、經濟適宜、安全性原則。為保證施工安全，需要遵循“先撐后挖”原則，在內支撐體系搭建完畢后，再開展深基坑開挖作業。

3.2應用基坑支護監測技術

在深基坑工程施工階段，由于現場環境復雜、外部施工環境處于動態變化狀態，因此將會持續產生新的變量因素，從而引發支護結構變形、基坑塌滑等工程事故，破壞施工成果，造成嚴重損失。因此，為保障深基坑施工安全，有效處理各項施工問題，必須應用基坑支護監測技術，持續對深基坑工程施工情況、支護結構使用情況進行監測，具體監測項目包括水平位移監測、土壓力與孔隙水壓力監測、錨桿拉力監測、裂縫監測、傾斜監測等。監測到異常施工現象，要及時采取處理措施，在必要情況下組織人員和設備退場。

總 結：

針對高層建筑施工中的基坑位移，對優化深基坑施工支護技術進行研究，通過實例分析可知，優化后的技術可有效解決上述問題。但是，本研究未考慮開挖過程中鉸鏈的軸向力，產生的水平位移影響。下一步有必要在研究項目中選擇鉸鏈材料和軸向力進行分析，以進一步提高支護技術性能。

參考文獻

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