高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

湯 韜（湖南省沙坪建設(shè)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

對(duì)于深基坑工程而言，在實(shí)際施工過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的很多問(wèn)題都是因?yàn)椴缓侠淼氖┕し椒ㄋ鶎?dǎo)致的，因此在施工之前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作。如果選擇不正確的方法進(jìn)行施工時(shí)，不僅導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量不符合規(guī)范要求，還會(huì)對(duì)樓房的安全性與穩(wěn)定性造成一定的損害[1]。在深基坑工程當(dāng)中需要注意很多的問(wèn)題，任何一個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于整個(gè)施工過(guò)程都是比較重要的[2]。因此，要及時(shí)地掌握施工的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，科學(xué)設(shè)計(jì)施工方案，結(jié)合工程實(shí)際，控制支護(hù)施工質(zhì)量，發(fā)揮支護(hù)施工在建筑工程中的更高效益。

1 高層建筑實(shí)例

所選的高層建筑實(shí)例位于湖南省某地區(qū)，建筑項(xiàng)目概況見(jiàn)表1。

表1 高層建筑概況

掌握此工程項(xiàng)目的基本概況后，對(duì)項(xiàng)目所在地的地質(zhì)環(huán)境、運(yùn)輸條件進(jìn)行分析。

（1）地形地貌：此標(biāo)段施工區(qū)域線路主要沿湘江流域，周邊占地多為商業(yè)住宅、少量廠房、村落和魚(yú)塘；

（2）運(yùn)輸條件：城市道路緊臨項(xiàng)目，可作為物料運(yùn)輸主要通道；另外橫向連接有4 條地方道路，均可為工程施工運(yùn)輸提供支持；

（3）水源：生活用水和拌和用水接駁當(dāng)?shù)刈詠?lái)水；

（4）施工用電：施工中的機(jī)具設(shè)備使用反循環(huán)汽車(chē)鉆機(jī)，自帶發(fā)電機(jī)。

通過(guò)上述分析可知，此工程項(xiàng)目所在地的施工條件相對(duì)較好，無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸或是其他輔助設(shè)施，均可為工程的規(guī)范化實(shí)施提供幫助。因此，在施工過(guò)程中，只需要根據(jù)工程質(zhì)量需求與施工要求，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的施工方案，并按照方案規(guī)范化施工即可。

2 高層建筑深基坑支護(hù)施工

2.1 深基坑支護(hù)排樁施工

針對(duì)上述工程項(xiàng)目，選用反循環(huán)機(jī)械鉆孔灌注樁作為深基坑中的支護(hù)排樁結(jié)構(gòu)，共設(shè)置522 根樁結(jié)構(gòu)。樁結(jié)構(gòu)規(guī)格為Φ1000mm，樁與樁之間的距離為1325mm，每根樁凈長(zhǎng)20m，采用強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土材料制作而成。在對(duì)上述樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，選用工程鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)施工，在完成成孔施工后，按照鋼筋籠安裝——下導(dǎo)管——反循環(huán)二次清孔——灌注混凝土的順序完成施工[3]。根據(jù)不同的地質(zhì)條件，選用不同的鉆頭，可以達(dá)到事半功倍的效果，而且不容易發(fā)生質(zhì)量安全事故。針對(duì)上述項(xiàng)目，擬使用圓錐形的翼形合金鉆具。同時(shí)，這種鉆頭在湖南省地質(zhì)條件下也較為適宜。鉆頭直徑按照樁徑來(lái)確定，在巖層上的樁徑一定要達(dá)到要求，但也要防止出現(xiàn)砂層擴(kuò)大的情況。鉆孔作業(yè)時(shí)用鉆頭的中心交叉點(diǎn)與枕木軌道交叉的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，在作業(yè)中應(yīng)保證誤差不超過(guò)5mm。鉆桿的垂直度誤差不得超過(guò)1%，而水平度則由水平尺測(cè)量，誤差同樣不得超過(guò)1%。

在完成成孔施工后，制作鋼筋籠并完成其安裝。將鋼筋按照300 個(gè)接頭為一批，制作成一組焊接構(gòu)件。鋼筋籠的制造采用焊接技術(shù)，所用的焊條必須具有生產(chǎn)許可證和質(zhì)量保證，并且焊條的類(lèi)型要符合要求[4]。在焊接過(guò)程中，一定要調(diào)節(jié)好焊接電流，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)焊現(xiàn)象，電流太小會(huì)造成虛焊，而且要保證單邊焊的直徑不小于10 倍。在完成鋼筋籠的安裝后，進(jìn)行混凝土灌注施工。采用規(guī)格為Φ250的導(dǎo)管，要求其管壁不得小于3mm，采用絲扣方式進(jìn)行連接，每根導(dǎo)管的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)控制在3.0m～3.2m之間。采用C30商品混凝土，含沙量應(yīng)在40%左右，細(xì)集料是中等粗砂，粗集料直徑不超過(guò)40mm。另外，在商品混凝土灌注前，還要測(cè)試坍落度，控制在200mm以?xún)?nèi)。

2.2 水泥攪拌樁支護(hù)施工

在水泥攪拌樁施工時(shí)，采用三軸水泥攪拌樁，其樁徑為750mm，兩個(gè)樁之間的距離為500mm，樁底部進(jìn)入到強(qiáng)風(fēng)化巖厚度不得小于0.5m。在施工過(guò)程中，可采用套接—孔法施工方式，如圖1所示。

圖1 套接—孔法施工順序圖

按照?qǐng)D1 的順序進(jìn)行施工。再采用挖土機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖溝槽施工，每條溝的寬度和深度均為1.2m，按樁位中心線確定[5]。為了便于打樁，其余的都要搬到合適的地方。施工現(xiàn)場(chǎng)的樁機(jī)要統(tǒng)一安排，在施工之前要注意周?chē)h(huán)境，發(fā)現(xiàn)有障礙要立即清理；在完成移動(dòng)后，要對(duì)位置進(jìn)行檢查，如果誤差超過(guò)50mm，則要及時(shí)校正[6]。樁機(jī)的水平、豎直度應(yīng)在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行檢查。對(duì)于水泥漿液的制備，可結(jié)合下述公式確定單樁的水泥量：

式中S代表單樁水泥量；y代表樁結(jié)構(gòu)的有效長(zhǎng)度；s代表樁面積；m代表水泥摻量；r代表土容重。

對(duì)于水泥漿完成配置后的停滯時(shí)間應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般不超過(guò)2h，若超過(guò)則水泥漿直接作為廢液處理，不得再應(yīng)用到施工中[7]。三軸混凝土攪拌樁的四攪兩噴施工必須保證攪拌均勻，并嚴(yán)格控制在0.6m/min[8]。三軸攪拌機(jī)灌漿下鉆時(shí)，混凝土的使用量約為65%，而在提升時(shí)約為35%。注漿必須持續(xù)、均勻，并與泥漿壓注同時(shí)進(jìn)行。根據(jù)上述施工得到如圖2 所示的深基坑支護(hù)剖面圖。

圖2 深基坑支護(hù)剖面圖

3 實(shí)證分析

3.1 基坑施工準(zhǔn)備工作

首先應(yīng)加強(qiáng)對(duì)周邊環(huán)境的觀察，注意與周?chē)h(huán)境之間的聯(lián)系；加強(qiáng)對(duì)周?chē)叵陆Y(jié)構(gòu)的了解，并結(jié)合工程實(shí)際情況制定出相應(yīng)的措施和方法。

對(duì)于深基坑支護(hù)施工而言，現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)除了要保證在開(kāi)挖時(shí)不影響建筑主體的正常施工之外，還要保證施工質(zhì)量。

因此，在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工時(shí)需要做好以下幾方面工作：一是完善基坑周邊環(huán)境調(diào)查工作；二是選擇可靠方法實(shí)施開(kāi)挖工作。

施工前應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制定周密的施工方案，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全防護(hù)工作，有效保證施工安全。在基坑支護(hù)施工過(guò)程中，基坑工程的施工區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志，并安排專(zhuān)人進(jìn)行看守。在基坑支護(hù)施工時(shí)應(yīng)該使用錨索方法保證工程周邊環(huán)境的穩(wěn)定性，同時(shí)，確保其周?chē)h(huán)境不會(huì)對(duì)基坑施工質(zhì)量和安全造成影響。在此基礎(chǔ)上，選擇該工程項(xiàng)目在施工中所需的多種機(jī)械設(shè)備，見(jiàn)表2。

表2 深基坑支護(hù)施工機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

3.2 支護(hù)施工設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)深基坑施工過(guò)程中管樁與承臺(tái)結(jié)構(gòu)的連接放大樣圖，如圖3所示。

圖3 管樁與承臺(tái)結(jié)構(gòu)的連接放大樣圖

高層建筑施工時(shí)，一般都會(huì)在基坑周邊設(shè)置一些施工圍擋，但是圍擋會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生一定影響。因此，圍擋時(shí)必須要采取一些防護(hù)措施，同時(shí)，還要根據(jù)工程情況進(jìn)行判斷，對(duì)建筑物的高度以及基坑深度進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。

在計(jì)算基坑深度時(shí)，要按照建筑物結(jié)構(gòu)體系以及建筑物地基處理流程計(jì)算。設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，必須嚴(yán)格控制地表以下地層變化情況，不能出現(xiàn)失穩(wěn)情況。

施工時(shí)應(yīng)對(duì)地層穩(wěn)定性做出有效評(píng)估和控制，否則會(huì)導(dǎo)致地下地層出現(xiàn)位移或者沉降現(xiàn)象，造成建筑物無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行以及地基失穩(wěn)，從而發(fā)生安全事故，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致建筑整體安全出現(xiàn)隱患。

開(kāi)挖過(guò)程應(yīng)該按照規(guī)范化的施工流程實(shí)施，按照從下至上的方式，逐層計(jì)算坑寬，在開(kāi)挖到一定深度時(shí)，一定要對(duì)坑內(nèi)土層進(jìn)行排水處理。

3.3 支護(hù)效果校驗(yàn)

對(duì)深基坑支護(hù)施工后的沉降量進(jìn)行測(cè)量，要求連續(xù)測(cè)點(diǎn)之間的沉降差值不得超過(guò)3mm，單點(diǎn)累計(jì)沉降不得超過(guò)10mm，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 深基坑支護(hù)后測(cè)點(diǎn)沉降量

根據(jù)表3深基坑支護(hù)后測(cè)點(diǎn)沉降量統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，連續(xù)測(cè)點(diǎn)之間的沉降差值未超過(guò)3mm，單點(diǎn)累計(jì)沉降未超過(guò)10mm。說(shuō)明所設(shè)計(jì)的支護(hù)施工技術(shù)可以有效控制基坑作業(yè)面的沉降，使支護(hù)施工在建筑工程項(xiàng)目中達(dá)到預(yù)期效果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工程方施工技術(shù)水平的持續(xù)提升、居民群體安全意識(shí)的不斷提高以及建筑行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)在基礎(chǔ)工程建設(shè)施工方面取得了巨大成就，相關(guān)研究成果不僅帶動(dòng)了建筑業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也為未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了良好基礎(chǔ)設(shè)施條件。隨著高層建筑的發(fā)展，早期未關(guān)注到的工程質(zhì)量問(wèn)題逐步受到重視，包括施工中混凝土基坑結(jié)構(gòu)裂縫、滲漏問(wèn)題等。針對(duì)此方面問(wèn)題，施工方需要結(jié)合工程實(shí)際，采取有效的措施對(duì)工程病害進(jìn)行預(yù)防。對(duì)于深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用而言，工程方首先要提高對(duì)建筑物的保護(hù)意識(shí)，完善對(duì)項(xiàng)目安全的管理制度。并且要有專(zhuān)業(yè)人員對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)等方面進(jìn)行正確的分析和研究，在具體實(shí)踐中也要充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)人員的作用，保證施工后投入使用的建筑可以達(dá)到國(guó)家質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求。