高層建筑深基坑工程支護施工技術

胡雯

江西省建筑設計研究總院集團有限公司 江西南昌 330046

隨著地下工程的規(guī)模擴大，如何較好的運用深基坑支護技術，已經成為保證施工質量與安全的重中之重。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。

1 高層建筑深基坑支護施工的特點

首先，在深基坑支護施工中容易受到多種地質類型的影響。地質條件是影響支護施工的最主要因素，尤其是在復雜區(qū)域環(huán)境中施工時，地質條件的差異性較大，難以采用統(tǒng)一的方案加以指導，給施工造成了巨大的難度。尤其是在土質結構和地下水等方面，會隨著時間的推移而發(fā)生性能參數(shù)的變化，原先編制的方案無法適用于當前施工中。支護方式也會由于地理環(huán)境的差異而存在較大的不同之處，對材料采購、技術選擇和支護體系等造成影響。其次，對于支護建筑的質量要求較高。支護施工不僅會對質量造成影響，而且也會由于支護不合理而增大施工成本，由于各類自然因素引發(fā)變形和位移等情況，這也是威脅施工安全的關鍵因素。此外，對于地下水的控制難度較大，容易造成滲漏問題[1]。

2 高層建筑深基坑工程支護施工技術

2.1 土釘支護施工技術

在應用土釘支護施工技術時，先進行土釘拉拔實驗，檢測土釘?shù)睦瘟Γ箝_展注漿工作。在注漿過程中，科學把控注漿力度與漿液的體積，嚴格遵循設計要求，明確漿液的水灰比，同時在漿液中增添適量的外加劑。在完成注漿工作之后開展補漿工作，等到漿液初凝時停止補漿。需注意的是，在彎矩作用于拉力作用的影響下，土體容易出現(xiàn)變形的情況，應利用土釘支護施工技術達到加固邊坡的目的，增強土地的抗拉能力和強度，并增強土體的韌性和穩(wěn)定性。若地質條件較差，應采用合適的土釘支護施工技術。在施工時，施工人員根據土方開挖→修整邊坡→測放土釘位置→鉆機就位→鉆孔至設計深度→插拉桿→壓力灌漿→移至下一孔位這一順序施工。之后，施工人員按照立面平整→綁扎鋼筋網片干配混凝土料→依次打開電、風、水開關→噴射混凝土→混凝土面層養(yǎng)護這一順序操作。其中，鋼筋網片采用綁扎方式，網格允許偏差10mm，鋼筋搭接長度不小于一個網格的邊長，并不小于300mm。此外，還有一種更復雜的土釘支護技術，即應用格構梁的支護方式。格構加固技術指的是利用漿砌塊石與現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預制預應力混凝土進行邊坡防護。該技術應用范圍較廣泛，安全效果較好，常見的格構形式有方形、菱形、人字形等[2]。在施工時先設置鋼筋網片，之后噴混凝土，最后設置一層施工格構梁，可以有效增強支護效果，避免邊坡出現(xiàn)問題。在施工過程中科學選擇鋼筋網片，合理配置混凝土材料，增強混凝土的強度與剛度，并嚴格遵循施工順序。例如，在設置格構梁時應先清理坡面并支模，之后制作并安裝鋼筋、澆筑混凝土，最后做好格構梁的養(yǎng)護工作。在格構梁施工過程中注意做好格構梁的測量放線工作，若存在局部不平整位置需人工修邊撿底。

2.2 地下連續(xù)墻支護技術

地下連續(xù)墻技術的應用能夠在很大程度上提升防水效果以及防滲效果，這樣便能夠使基坑機構整體的剛度達到預期。一般情況下，此項技術主要應用在地下水位以下的沙土以及軟黏土地基施工當中。地下連續(xù)墻技術的應用對于施工環(huán)境方面沒有嚴格的要求，此項技術有著很強的適應性。地下連續(xù)墻。除了能夠對深基坑施工起到支護作用，還能夠將其作為土建主體結構的側墻，對提高結構的完整性有利。地下連續(xù)墻技術更多地應用在深度超過10m的深基坑施工當中。如果施工區(qū)域存在很多堅硬的土體以及巖層，那么地下連續(xù)墻技術的應用便會在一定程度上提高施工現(xiàn)場管理工作的復雜程度。因此，此項技術的應用要求施工開展之前必須做好施工區(qū)域周邊環(huán)境的調研工作，實現(xiàn)對地下連續(xù)墻技術的綜合應用，以此來最大限度地保證地基不會發(fā)生變形等問題[3]。

2.3 鋼筋混凝土灌注樁施工技術

鋼筋混凝土灌注樁在基坑支護中也稱支護樁，是深基坑支護當中最常見到和使用的一種基坑施工支護技術,這項施工技術對于深基坑施工的支護質量有著非常重要的決定影響。現(xiàn)階段的深基坑鋼筋混凝土灌注樁支護技術國家規(guī)定了施工流程,混凝土鋼筋灌注樁支護施工也都是需要按照國家規(guī)定的施工流程要求進行支護施工,以達到整個施工流程操作的技術科學性與流程合理性。當前，鋼筋混凝土灌注樁施工在企業(yè)實際操作中主要環(huán)節(jié)是在實際施工時，必須對樁間土體進行有效的加固，以保證工程施工坑壁的可靠性穩(wěn)定性。目前，我國深基坑支護主要采用鋼筋混凝土灌注樁和預應力錨索（桿）相結合的方式，以確保施工坑壁在鉆孔和土方開挖過程中均是牢固的。鋼筋混凝土灌注樁的這種施工工藝方式較為簡單，成本要求也不是太高,這種施工技術不僅能夠有效的降低基坑坍塌的發(fā)生概率，也為現(xiàn)代高層建筑施工的工程質量帶來較大的安全保障。

2.4 護坡樁施工技術

護坡樁施工技術主要是應用在鉆孔壓灌樁的工藝上，此項施工技術十分簡單，很容易上手，噪音和污染也比較小，對于施工環(huán)境要求不高，十分受城區(qū)施工工程單位的歡迎。護坡樁的施工主要是靠鉆孔壓灌，讓水泥漿高效注入到孔洞中，同時加入鋼筋、砂石等，增強護坡樁的質量。具體操作是使用鉆孔機器先在鉆孔點鉆孔，在孔洞形成達到標準后，直接從孔底開始灌漿。水泥漿在壓力下逐漸上涌，直到達到標注的水位線，再將鉆桿拿走并添加鋼筋、砂石等材料，最后再利用高壓補注水泥漿，直至水泥護坡樁成型。護坡樁在施工時，要避免壓力過大造成孔洞塌陷、灌漿失敗，需要細心操作，保障施工的質量。

3 深基坑支護工程施工技術管理方法

3.1 深基坑技術要點

在高層建筑地下工程基坑施工中，特別是在基坑開挖過程中，每次開挖深度及開挖速度直接影響基坑的穩(wěn)定性，在挖至基底時做好防水施工是基坑開挖的防水施工的重中之重。在開挖深基坑之前首先對設計文件中的地質情況完全掌握，同時結合附近大型建筑物、構筑物、河流等既有周邊環(huán)境，同時綜合考慮基坑的整體性，確保基坑開挖一次成型及基坑支護安全可靠。深基坑工程是危險性較大的分部分項工程，在超過一定規(guī)模時需要專家進行基坑穩(wěn)定性驗算論證，確保基坑開挖與支護形式滿足設計及相關規(guī)范要求。施工前期挑選對地下深基坑開挖與支護形式及施工工藝完全掌握的作業(yè)隊進行施工，具體實施前由項目負責人對作業(yè)隊進行安全技術交底，同時進行考核，再通過考核的作業(yè)人員方可進行施工作業(yè)。深基坑施工過程中項目部按照原定組織機構對現(xiàn)場進行管理，在施工中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，同步完善相關的管理體系。施工中嚴格控制施工工藝嚴格按照設計文件及相關規(guī)范進行。在正式開工前項目組織各部門對現(xiàn)場進行實地勘測、實際考察，最后形成文件對后期施工作為指導[4]。

3.2 加強施工現(xiàn)場的控制

要想使深基坑支護施工可以順利地進行，還需要做好施工質量控制方面的工作，可以采用動態(tài)監(jiān)測的方法對施工過程進行全方位的監(jiān)控，從多個方面出發(fā)，比如施工材料、施工安全以及施工人員，使施工現(xiàn)場的管理水平能夠獲得整體上的提高，對施工現(xiàn)場管理工作給予足夠的重視。對于管理工作，可以運用相關的先進儀器設備使施工現(xiàn)場能夠得到實時的監(jiān)督及管理，加快施工的進度，并且嚴格規(guī)范施工人員在施工過程中的行為，對施工過程中遇到的問題以及困難進行合理的分析，采取合理有效的措施給予解決，制訂相應的風險防控方案[5]。

3.3 信息化管理

對于深基坑支護施工中的各類信息進行全面獲取與管理，也是保障支護施工質量和安全的關鍵方法。可以通過各項參數(shù)和信息對深基坑支護施工的質量進行評估，包括了深基坑底部的變形情況、支護結構的變形大小、位移和傾斜狀況等等。在支護施工中應該由專業(yè)人員實施全面控制，制定切實有效的監(jiān)測方案，分析結構穩(wěn)定性和承載力情況，同時了解巖土的形變特點，在動態(tài)化和實時化分析與控制中增強信息化管理實效性[6]。當存在位移狀況時，應該針對位移的大小和變化趨勢等進行分析，實現(xiàn)對未來發(fā)展情況的預測和分析，以便制定相應的預案。根據過往施工經驗和現(xiàn)有參數(shù)等設定閾值，達到相關閾值后及時采取控制措施，避免給企業(yè)造成巨大損失。在支護結構監(jiān)測當中，應該以道路沉降量、頂部水平位移和支護結構裂縫等為重點，監(jiān)測點在布設中應該根據現(xiàn)場情況確定間距，通常在8-10m左右，針對重點監(jiān)測區(qū)域則應該適當縮短監(jiān)測點的間距，監(jiān)測頻次為3次/天。

3.4 地下水控制工作

深基坑開挖深度大，在正常情況下，地下水將直接影響項目。由于其流動性大、難以完全消除，需要采取合理的防護措施，以防止事故發(fā)生后問題及時得到解決，避免更嚴重的損失。當防水工程需要按類型進行時，根據水量制定計劃。如果水量較小，可以選擇填砂，如果蓄水量較大，則需要選擇泵送設施，以防止整體工作受到影響。在采用壓力灌漿、水泥攪拌樁、噴樁等支護結構和方法時，往往會出現(xiàn)基坑底隆起和流砂等現(xiàn)象。為了減少坑底隆起量，可以采用分階段開挖并及時用建筑物荷載替代的方法。此外，底板加固方法可用于提高基坑的抗剪強度，同時發(fā)揮良好的防滲作用[7]。

3.5 科學使用支護方式

深基坑施工技術包含了三種主要的支護方式：懸臂式支護結構、重力式擋土墻支護措施和混合式支護結構。其中，懸臂式支護結構就是利用施工中遭遇的巖層來穩(wěn)固施工結構，這種情況多用在地質較好的工地中，適用于表層工程施工。而重力式擋土墻支護措施則是利用本有的質量，對支護結構提供支撐力，使其在施工中也能保持相對的穩(wěn)固性。混合式支護結構則是借助錨桿來支撐起混凝土面層，形成互相制約、平衡的局面。這三種結構都有其適用的場地和情況，應該根據實地的施工狀態(tài)和土質，來科學選擇支護方式[8]。

3.6 做好基坑監(jiān)控量測工作

高層建筑工程深基坑施工中，需要做好監(jiān)控量測工作，監(jiān)測內容包括（坡）頂水平位移、墻（坡）頂豎向位移、圍護墻深層水平位移、土體深層水平位移、錨桿或土釘拉力、地下水位、墻后地表豎向位移、周圍建（構）筑物裂縫、周圍地下管線變形等項目。針對深基坑施工結構以及周邊的所在環(huán)境進行綜合安全處理，對基坑做好實時監(jiān)控，以便及時掌握結構的外在變化情況以及土層的內力結構變化，確保工程施工的安全進行。監(jiān)控量測單位必須具有相應資質，且由建設單位委托。實施前需要監(jiān)控量測單位編制監(jiān)控量測方案，得到建設、監(jiān)理、設計等相關單位的認可，必要時與交通設施、市政道路、地下管線、河道、人防等相關部門協(xié)商后，在基坑周圍實施。若涉及復雜的地質和環(huán)境條件或深基坑工程與重要建（構）筑物、管線鄰近，應通過專家論證監(jiān)控測量方案。針對達到或超過監(jiān)控量測報警值或異常的點位及時報警標示，監(jiān)測單位應進行原因分析，及時提出合理的施工建議。

4 結語

總而言之，從上面的分析中能夠充分明確，針對高層建筑深基坑支護工程建設而言，著重做好相關技術要點的有效應用和落實工作是關鍵所在，要著重把握相對應的技術要求和應用規(guī)范，切實做好測量工作，嚴格按照不同工程的實際要求進行相對應的技術應用，通過深基坑支護技術的有效應用，在最大程度上提升工程的施工質量。