高層建筑工程深基坑支護施工技術

忽智敏 柯永猴

（湖北省城市地質工程院，湖北 武漢 430000）

隨著現代建筑行業持續發展，顯著促進建筑業朝著全新的方向發展，施工技術工藝持續創新。根據相關規定要求，在高層建筑工程施工中，必須強化對深基坑支護結構的關注度，嚴格管控建筑項目深基坑支護施工標準。由于深基坑支護施工質量會對后續工程建設產生較大影響，因此，在深基坑支護作業過程中，需選擇合理的施工技術，以保證深基坑支護施工的安全性與穩定性，為后續工程建設提供可靠保障。

1 高層建筑深基坑支護施工要求

深基坑支護結構可在項目初期階段建設并投入使用，屬于一種臨時搭建的基礎，能夠有效保證地下管道施工、基坑施工以及道路施工的順利開展。在高層建筑結構中，深基坑深度約為6m，要求依據防護結構相關要求，結合高層建筑物地下結構勘測結果，采取安全防護技術措施，確保后續項目建設能夠有序開展，改善整個工程施工質量。在高層建筑項目施工中，需明確深基坑建設的具體要求。對項目建設規模與深度進行合理規劃，加強前期現場勘察，制定科學合理的設計方案，避免出現浪費土地資源的情況，優化調整項目建設程序，改善整個工程建設質量與水平。在深基坑規劃設計期間，需依據各個地區的地形地貌特征，制定完善的深基坑支護施工計劃。在深基坑開挖之前，需全面分析地勘報告，判斷是否符合工程建設各方面要求。作業人員需對建筑物四周進行詳細勘察與分析，對施工環節的風險隱患進行評估，判斷是否會對工程建設產生影響。通常在高層建筑建設過程中，四周環境具有一定的復雜性，尤其容易受到雨水管道、地下管線以及通信管道等諸多因素的影響，使得工程建設具有較高的不確定性，容易發生風險事故。在深基坑作業中，需根據現場施工具體情況采取合理的加固技術措施，對溫度、濕度等實施全面評估，據此制定出切實可行的支護作業方案。

2 高層建筑深基坑支護施工技術類型

2.1 土釘支護技術

根據土釘支護相關操作規定，需對項目現場土地與土釘的效應水平展開分析，著重評估現場土體基礎的穩固性、邊坡的固定作用。依據基礎結構加固要求，全面檢測與評估土釘強度與抗拉力，同時還需對土體變形情況進行詳細分析。在施工之前，需做好抗拉力測驗。依據工程建設標準，做好拉拔測驗。在深基坑鉆孔作業時，需依據規定操作流程詳細計算各項數值，保證整個工程施工質量。根據支護施工規定，改善建設水平，提升質量。在灌漿施工時，按照規定要求設計水灰比，保證項目建設質量達到規定要求。與此同時，還需結合土釘支護作業流程進行補漿處理，在土釘支護作業過程中做好保護措施[1]。

2.2 地下連續支護墻技術

在開展地下結構連續墻施工時，需沿著地基基礎四周采用機械設備進行開挖作業，合理布置鋼筋籠，澆筑混凝土材料，并對墻體結構的厚度進行測定，同時還需實施針對性措施做好防水和擋土施工。依據工程項目建設要求，嚴格控制各個施工流程，減少噪音，避免影響到周圍居民日常生活。根據各種地質條件變化狀況，綜合分析施工范圍與施工要求。在地下結構施工中，對連續墻開挖作業時，需明確出導向墻的開挖地點，對地下結構連續墻實際構造進行詳細分析，將導墻深度控制在1.5m 以下。依據深基坑槽，采取泥漿護壁施工措施，提升槽壁光滑度，改善整個建筑結構深基坑結構的安全性與穩定性。

2.3 土層錨桿基礎支護技術

在土層錨桿施工中，需根據錨桿施工的操作流程，合理利用錨桿鉆取設備。確定鉆機具體位置，鉆孔完成后，注入適量泥漿，并對鉆孔穿線區域做好防護工作，然后再實施補漿作業。在工程建設中，需實施鎖定處理，依據支護錨桿工藝要求加強施工控制，確保整個建筑結構的穩定性，并結合標桿具體方位進行詳細分析，根據技術測定相關規定要求，選擇出科學合理的測定計劃。在開展精準測量過程中，明確錨桿具體標高以及角度要求。依據施工要求，對懸空深度進行優化調整，合理控制操作程序，在遇到障礙物時，需及時暫停施工，做好清理工作，避免受到各種障礙物的影響。在施工過程中，需依據支護施工技術標準，組織專業人員對建筑材料進行檢測管理，保證鉆孔灌漿施工質量。在施工期間，需應用適宜的攪拌灌注方法，改善灌注作業的勻稱性以及速度，確保灌注效率。

2.4 鋼板樁支護技術

在鋼板樁支護作業過程中，需采用熱鋼鎖口技術，以確保鋼板連接的穩定性與有效性，直到加工成形。根據深基坑支護相關規定要求，結合基坑板的安裝位置，明確鋼板樁位置。通常情況下，施工為Z型和U型。在鋼板樁作業過程中，為了能夠確保發揮阻隔作用，需預留出充足的空間，防止鋼板柱出現質量問題，依據鋼板樁支護的具體情況，嚴格控制污染，避免噪音對四周居民產生不良影響。在采用支護技術時，需制定適宜的深基坑支護作業流程，綜合考慮施工現場鋼板的具體情況，選擇最優支護施工計劃。

2.5 深基坑攪拌支護技術

在使用深基坑攪拌支護技術時，固化劑主要是由石灰、水泥等材料制作而成，通過深層攪拌設備，均勻攪拌固化劑與軟土，并在各種反應下使得軟土能夠成為具有較高強度、水穩定性的樁結構。在實際施工中，需充分攪拌成樁，樁體直徑約為2m。此技術具有施工周期短、成本投入低以及影響范圍較小的優點[2]。

2.6 深基坑排樁支護技術

在緊密排列的灌注樁施工時可采用排樁支護技術，能夠有效保證地基結構的安全性與穩定性，其主要是由防滲帷幕、支護樁與錨桿所構成。在制定施工技術方案時，需綜合考慮現場周圍環境、地貌特征以及水文情況等諸多影響因素，而通過開展拉錨式和懸掛式支護結構施工，可充分保證排樁的安全與穩定，并還能夠應用于止水帷幕與降水基坑施工中。在深基坑施工中使用排樁支護技術時，需采用鋼筋、混凝土材料，并應用柱列式的間隔分布支護結構，這種支護技術具有一定的靈活性，可依據建筑結構具體情況對排樁長度進行控制，被廣泛應用于軟土地基作業中。結合排樁結構可細分為以下兩種，分別是緊密式與疏散式排列，在選擇排列形式時，需充分依據建筑物的具體情況。另外，懸臂式、支錨式排樁支護結構的應用也較為常見，其中，懸臂式結構為鋼筋混凝土結構，在施工環節需加強開挖深度與現場施工安全控制。另外，如果擋土墻采用支錨式結構，必須加強穩定性控制。

3 高層建筑工程深基坑支護施工實例

3.1 工程概況

該項目為居住區改造工程，建筑面積8.63萬m2，地上24 層，地下為2 層，建筑結構屬于剪力墻結構。其中，基礎總面積為1200m2，抗震烈度為7度。在建筑結構中，基坑平面尺寸為25m×63m，開挖深度為10.3m，設計級別為一級。在基坑開挖過程中，基坑深度較大，周圍較為狹窄，并且市政管道與建筑結構十分復雜，施工期間需避免對基坑、原有建筑、交通方面產生影響。

3.2 深基坑支護方案比選

方案一：采用地下連續墻結構施工方法。在連續墻結構設計時，結構厚度為0.8m，深度為18m，可應用在各種類型的地形地貌，不會對周圍建筑物產生較大影響。在支護結構施工中，連續墻結構具有良好的防水性與抗彎剛度，不但能夠確保基坑的穩定性以及安全性，還可發揮止水效果。由于此項目所在地區基本很少采用這一支護方法，欠缺施工經驗，并且難以控制墻體之間的接縫水平，容易發生塌方事故。此方案成本投入較高，施工環節較為復雜，并具有一定的風險[3]。

方案二：聯合應用內支撐與鋼筋混凝土支護樁，為了對地下水進行有效控制，可使用三軸水泥攪拌樁止水帷幕。項目基坑平面形狀為長方形，基坑平面布置見圖1。內支撐支護施工方法具有施工簡單、成本投入少，并且整個施工方案還有著較強的可操作性。與此同時，在地下水控制方面，通過使用止水帷幕能夠有效阻隔基坑中的潛水。

圖1 基坑平面布置

綜合考慮施工成本和安全方面，選擇方案二。

3.3 基坑支護設計

在支護樁選擇方面可采用鉆孔灌注樁，依據基底具體標高將樁劃分為以下幾種類型：①支護樁的長度為14m，直徑800mm，樁間距為1000mm，混凝土選用C25，基坑底和樁頂標高分別是-7.23m、-2.30m，支護體系剖面見圖2；②支護樁的為18m，直徑900mm，樁間距為1100mm，混凝土選用C25，基坑底和樁頂標高分別是-10m、-2.30m；樁頂冠梁結構截面的長度為1200mm，寬度為700mm，標高為-1.60m，混凝土選用C30。在此項目中，深基坑采用鋼筋混凝土垂直支撐[4]，其中，垂直支撐中的上皮標高為-1.60m，混凝土選用C30；垂直支撐結構的自身重量較大，需合理使用鋼筋混凝土作為支撐立柱，共設置6根，立柱長度為16.50m，直徑為800mm，混凝土選用C25。

圖2 支護體系剖面

在深基坑周圍布置三軸水泥攪拌樁止水帷幕，攪拌樁的規格為Φ850mm@1200mm，單根長度18m，直徑850mm，距離樁心600mm，標高為-1.80m，選擇32.5 普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.5。在設置降水井時，需沿基坑四周布置6 個，每個降水井深度為15m，直徑為700mm。另外，還需設置6個觀測井，深度為10m，直徑為700mm。

3.4 基坑施工過程

此項目深基坑作業具體內容為：①準備工作。在工程建設前，需做好各項準備工作，主要涉及組織人員工作安排、布置安全設施、設備檢查等，保證施工人員、施工設備以及施工材料全部就位，使整個工程項目能夠按照規定要求完成；②攪拌樁止水帷幕作業。首先，需根據相關設計圖紙實施放線作業，明確樁的具體位置，依據樁點實施攪拌樁作業。在完成攪拌樁作業之后，需對施工質量實施全面檢查，保證穩定性與強度能夠滿足設計標準。與此同時，在攪拌樁養護時，需預留充足的時間，在施工完成7d之后組織開展灌注施工；③開挖土方與冠梁底標高施工。當攪拌樁止水帷幕符合穩定與強度控制要求之后，才能夠開展土方開挖以及冠梁底標高施工。在此期間，采用機械設備開展挖掘施工，精準控制挖掘區域與深度，避免出現挖掘不足或者是超挖的現象。另外，對于開挖土方，需第一時間運出，避免影響到施工進程[5]；④鋼筋混凝土內支撐與冠梁施工。當土方開挖施工結束之后，才可開展鋼筋混凝土內支撐與冠梁施工。根據施工設計圖生產和安裝鋼筋骨架，并同步搭建與固定模板。在混凝土澆筑期間，需確保混凝土結構的強度與質量符合規定要求，并做好振搗與養護工作。當支撐結構滿足設計強度要求之后，才可開展支撐施工；⑤在支撐結構滿足規定要求后開展土方開挖作業。對挖掘區域與深度進行嚴格控制，避免發生支撐結構損壞的情況。另外，需及時清運現場土方，避免影響后續施工的順利開展；⑥明確基底標高具體位置。在土方開挖施工結束之后，需對基底進行全面清理，并做好整平處理。依據設計標準明確基底標高，采取有效的控制措施，保證基底的穩定與平整。當基底滿足設計標準后，即可開展下個環節作業。總而言之，在深基坑施工時需對各個施工環節進行嚴格控制，保證項目建設能夠有序開展。與此同時，還需綜合考慮氣候環境、現場條件等影響因素，對施工方式進行優化調整，保證整個工程施工的質量與安全。

3.5 基坑監測

為了能夠保證基坑建設質量，需嚴格監控整個施工環節。①制定出合理的預警值，垂直位移的預警參數為25mm，連續監控3d，平均移速預警數值為3mm/d；周圍建筑結構最高沉降量預警數值為20mm，鋼筋混凝土結構內支撐軸力的預警數值為1100 kN；②對施工現場開展全面檢查，對基坑支護系統的垂直位移、周圍原有建筑結構沉降量以及鋼筋混凝土支撐結構實施動態監測。通過觀測顯示，鋼筋混凝土結構內支撐軸力最大數值361kN，基坑支護結構垂直位移數值為14.50mm，周圍原有建筑結構最大沉降數值為12mm，均滿足規定要求；③在工程施工過程中，未發生止水帷幕開裂的情況，基坑底部處于干燥狀態，未發生地下水滲透；④在基坑開挖作業時，沒有對周圍建筑、管線等方面產生較大影響。由此可見，此項目選擇深基坑內支撐支護施工方案施工效果顯著。

4 結語

綜上所述，在建筑結構深基坑作業過程中，現場周圍條件比較復雜，對施工技術的要求比較高。對此，在實際施工期間，需對各個施工環節予以高度重視，根據項目具體情況制定完善的施工技術方案，在施工環節加強監督、檢查等，合理規避各類風險隱患，保證整個工程建設的安全性，改善項目施工質量。