高層建筑深基坑支護施工技術探討

摘 要：支護是深基坑施工的關鍵，能提高基坑結構的穩定性、安全性，為開挖等創造良好條件。高層建筑施工中深基坑支護尤為重要，施工人員需結合項目實際，科學選擇深基坑支護工藝，構建良好的支護體系。目前深基坑支護技術很多，每種技術都有各自的適用條件，施工人員需參考高層建筑基坑深度、土層特征，合理選擇支護技術及參數。基于此，著重分析了常見的深基坑支護技術，引入工程案例，探究了深基坑支護施工的技術要點，以期為同類型項目提供參考與借鑒。

關鍵詞：高層建筑；深基坑支護；施工技術

中圖分類號：TV554 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0015-03

收稿日期：2024-03-28

作者簡介：王超（1986—），男，陜西咸陽人，本科，工程師，研究方向：工業與民用建筑。

0 引言

深基坑支護與高層建筑的結構穩定與安全存在緊密聯系。各建筑工程中需結合基坑特征，優化深基坑開挖與支護方案，以提高基坑結構的承載力、穩定性。一些高層建筑的深基坑支護施工不佳，存在支護結構不合理、作業不規范等問題，增大了基坑失穩風險，不利于提高工程的質量及安全。為提高高層建筑的建設水平，施工人員需將深基坑支護放在關鍵位置，注重前期的地質勘察，對比多種支護技術，尋找更為適用的支護工藝。工程企業也需嘗試建立多樣且先進的深基坑支護技術體系、管理機制。

1 高層建筑深基坑支護施工技術的特點

1.1 系統性

高層建筑涉及諸多建設施工內容，深基坑支護僅為其中的一個部分，其施工作業具有高度的系統性特征，有關人員需理清各作業流程的關系，協調工序，調配資源。一旦某一環節的施工作業未達標，后續施工無法正常開展，不僅會影響施工進度，還無法達到深基坑支護目的。為此，高層建筑深基坑施工時有關人員需考慮系統性特點，合理規劃工序，調配資源。

1.2 區域性

深基坑支護施工還具有區域性特點，這一特點由現場環境所決定。各高層建筑深基坑支護時，需要了解現場環境，掌握土壤、水文等因素m5X5nL2SHKPZnZ6ze+RSMg==，據此制定技術方案、管理措施。由于每一高層建筑都有各自的建設地點，其項目所在地的地質地形條件有所不同，施工人員需遵循因地制宜原則及要求，選擇與現場環境相符合的支護體系。

2 高層建筑中常見的深基坑支護技術

2.1 水泥土墻支護

隨著基坑開挖、降水等工作的實施，如果深基坑支護施工不到位，基坑易坍塌，從而引發重大事故。水泥土墻支護為深基坑支護的一種，其應用范圍廣、效果佳。利用水泥土墻結構支撐深基坑時，現場需選擇多種切割搭接工藝，以增強支護效果。水泥漿材料尤為重要，施工時有關人員需提前了解支護結構對漿液的需求，科學確定配合比，控制水灰比，以保障水泥漿材料的流動性、強度等與施工要求一致。

為構建性能優越的水泥土墻，施工現場應利用深層攪拌工藝，正式施工前由專人負責試噴試驗，從試驗中獲取最佳參數，在此條件下優化水泥土墻支護方案。各高層建筑中利用水泥土墻支護方式時，需關注地質環境的特殊性，選擇較為適宜的方法，如淤泥質土條件下，應預防水泥漿凝固，以達到良好的置換效果。

2.2 土釘墻支護

在規范的土釘墻支護作業下，土釘墻支護體系的性能優越，能抵御基坑變形、坍塌。為提高土釘墻支護施工效果，相關人員需了解基坑土體特性、變形風險，在原位土中合理布設土釘，保障土釘布設總數，精準控制每一土釘的具體位置、相鄰土釘的間距。在利用土釘墻加固基坑結構時，施工人員需在土體中插入拉筋，將這些拉筋與土體粘結，在此一體化結構上掛鋼筋網并噴射混凝土，以形成支護墻體，提升原位土體強度，抑制其位移。

結合土釘墻支護的原理及施工過程，其優勢表現在以下方面：①利用土體的承受力，使土體與土釘共同受力，提升支護結構的整體性能。②土釘墻支護體系抗震性理想，地震對結構的危害較小。③作業流程簡單，幾乎無安全風險，特別是土釘制作及成孔方面，施工便捷性高。④無嚴格的場地要求，即使現場相對狹小，也能利用土釘墻支護技術[1]。

2.3 排樁圍護結構

高層建筑的高度較大，基礎承受較大的荷載，利用排樁圍護方式，可提高基礎支承力、穩定性。高層建筑中廣泛應用了排樁圍護技術，此技術的本質為采用排樁+錨桿、排樁+內支撐構造，以改善深基坑結構性能。為提高排樁圍護結構的施工效果，有關人員需依據高層建筑對深基坑支護的要求，科學排布鉆孔灌注樁或預制樁，使樁體以一定形式、間距排布于現場，實現擋土。現階段的技術條件下排樁圍護結構包含雙排樁或分離式兩種排列方式，施工期間相關人員需綜合現場情況選擇樁體排布方式。與其他的深基坑支護技術相比，排樁圍護的靈活性好，但對于有較高防滲要求的深基坑項目并不適用。

2.4 地下連續墻支護

高層建筑中采用地下連續墻支護技術，并規范施工作業后，能有效應對基坑塌陷及變形等問題。為構成連續且穩定的地下防護墻體，有關人員需提前了解基坑深度等，分段開挖溝槽，控制分段長度、保障開挖深度。當開挖結束并通過驗收后，需緩慢放入鋼筋籠，使鋼筋籠順利就位，然后澆筑混凝土。

不同于其他支護結構，地下連續墻兼具擋土及防水功能。一些高層建筑利用地下連續墻支護技術時，對支護結構性能有嚴格規定，相關人員需在原有連續墻前提下適當使用受力筋。地下連續墻支護施工的特點為：墻體剛度大，結構整體性好；能被應用在各種地質環境中；施工建設期間幾乎不破壞周邊環境；適合采用逆筑工藝，以提高施工效率，降低造價。

3 案例分析

3.1 工程概況

某高層建筑建筑總面積30.5萬m2，地上部分為2棟46層建筑，兩棟樓相互獨立，建筑總高241 m。地下部分為6層整體地下室，局部地下室為7層結構，地下建筑總面積為9.59萬m2，基坑深度較大，基本在32～45 m，塔內建筑核心筒基坑深度需達42 m。

本項目位于城市中心，周邊交通線路、建筑物密集，施工建設期間無論地上還是地下，都存在較多的干擾因素，無法保障施工作業的高效性、安全性。基于項目現場的環境特點，樁基與基坑支護應保持同步性，有關人員需協調作業流程。

鉆孔時利用GDF-20型樁機設立工程樁或支護樁；采用SPJ-300工程鉆機施工支護樁，利用DZK-850深攪樁機形成三軸深攪樁。因為本項目現場的環境特點，開挖基坑時可能發生局部坍塌問題。為避免基坑失穩，有關人員需采取恰當的支護措施。

3.2 施工關鍵環節

3.2.1 鉆孔灌注樁施工

綜合技術可行性、施工便捷性等因素，本項目最終選擇鉆孔灌注樁。為達到預期的加固目標，有關人員需結合基坑現場條件，確定鉆孔灌注樁數量、樁位、樁徑[2]。在設置鋼筋保護層時需控制其厚度，確保保護層起到保護與隔離作用。隔樁施工有時間間隔規定，有關人員在現場需合理把控作業時機，一般當前一樁體混凝土澆筑結束，初凝后1 d方可進入下一樁體的施工作業，依次循環，逐步完成全部樁體的施工作業。

3.2.2 三軸深攪施工

深攪樁施工期間需配備三軸深攪機，由專人科學操作設備。如存在不規范施工作業，易出現閉合或者冷縫問題。考慮到這些問題，冷縫圍護樁外側應開展專門化處理，設置一定數量的水泥攪拌樁，以最大程度上保障圍護樁的性能，減少外部因素的干擾。相鄰樁施工期間應科學規劃作業時間，主要應關注上一樁體的成型情況。綜合本項目現場的諸多情況，確定樁體直徑為0.5 m，樁徑、垂直度偏差上限分別為5 cm、0.5%。

二重管高壓旋噴樁施工作業中，有關人員需嚴格執行技術規范。噴射注漿堅持先下部后上部，如局部位置有分段現象，應精準控制分段長度，避免分段過長或過短；水泥漿液的水灰比比重盡可能保持在1～1.5[3]。

3.2.3 鋼筋混凝土施工

對于本高層建筑的深基坑支護作業來講，鋼筋混凝土施工尤為關鍵，主要需關注以下方面：①鋼筋型號、尺寸均應與設計圖紙相符合，保障各結構環節的鋼筋質量達標，如主筋間距不超1 cm，箍筋間距2 cm以內，鋼筋籠直徑不超1 cm，各種型號的鋼筋表面嚴禁有任何雜物，以免影響鋼筋性能。②鋼筋被運輸到現場后，有關人員需結合鋼筋質量、長度等設置吊裝點，以應對變形等問題，實現平穩、精準就位。③混凝土澆筑后需及時養護，一般在澆筑后12 h內開始灑水與保溫養護，以提高混凝土成型效果。④混凝土支護樁施工應執行混凝土攪拌樁、灌注樁作業流程，選用C25等級混凝土，并同步配備HRB400、HRB335級鋼筋，按照結構施工要求，確定每一鋼筋的使用方法。

3.2.4 基坑支護監測準備

本高層建筑的深基坑施工中，因為現場環境的復雜性，易出現基坑變形等問題。為預防這些情況，有關人員需進行支護監測，以隨時掌握支護施工期間基坑的狀態，分析基坑是否有變形或者沉降現象。基坑支護監測準備階段，需率先確定圍護結構、周邊建筑物及構筑物等監測對象。

根據基坑施工作業的影響范圍，設置監測點。考慮到監測便捷性與可靠性要求，不僅需確保監測點總數，還需控制每一監測點的位置、相鄰監測點的距離[4]。一般在基坑邊坡每間隔20～25 m布設一個沉降點、位移監測點。正式施工之前，相關人員需在現場進行實地調研，掌握周邊路況、建筑物分布等，及時將這些問題上報施工部門，由技術、施工和管理人員等協商基坑支護施工風險，制定應急預案。

3.3 深基坑支護技術要點

3.3.1 工程樁與支護樁技術

現場環境特殊，施工現場應設置鉆孔灌注樁，相鄰樁體之間相距1.2 m，樁徑為1 m。為符合深基坑支護要求，鉆孔灌注樁施工時有關人員需密切關注基坑狀態，沿基坑周圍設置鋼筋混凝土結構，以起到良好的支撐作用。為提高工程樁、支護樁的施工水平，施工人員在前期應進行測量工作，并分析基坑作業范圍，明確各控制點及導線偏差，為后續的施工作業創造良好條件。為提高測量結果的準確性與可用性，現場應用經緯儀、全站儀作為測量儀器，測量各控制點，記錄測量結果。嚴格控制導線偏差，平面邊長為0.25 km，導線全長2.4 km。

鉆孔灌注樁的施工步驟繁多，成孔處于相對核心的部位，一旦孔徑、孔深或者孔底沉渣厚度等不符合施工要求，后續施工作業無法正常開展，難以體現樁體的作用。為此鉆孔作業中，應由專人負責監督，嚴控鉆進速率，當鉆孔穿透地基層時應預防跑位現象，關注樁基垂直度是否有變化，對比監測結果與設計數值，有異常時盡早控制。在灌入一定的粉砂、回填土壤或其他地層時，出現收縮的可能性較大，此時應嚴格保障泥漿比重在1.25左右。

加工鋼筋籠之前有關人員需了解加工規范，優化操作步驟。各類鋼筋應通過冷拉調直，但需要注意不同型號鋼筋的冷拉率有所不同，如1級鋼筋和2級鋼筋的冷拉率分別應在2%、1%以內。鋼筋籠骨架應采取整體制作工藝，嚴格控制每一截面的接頭數量。主筋內側需布設加強筋，每2 m布設一道。加工場地應分節制作鋼筋籠，每一分節的長度需超4 m。現場安裝時有關人員需采取機械連接或者單面幫條焊接工藝。鋼筋籠保護層厚度應與設計要求相一致。施工人員在吊裝鋼筋籠時，考慮到鋼筋籠體積、形狀、尺寸及質量等，應采用雙點吊放工藝。鋼筋籠的焊接作業中，普遍采用單面焊，有特殊的連接需求時可依據實際情況選擇其他工藝。當按照要求制作鋼筋籠，且焊接驗收結束后，主管人員應按照規定填寫隱蔽驗收，并完成自檢，將其上交甲方驗收通過后方可驗收。

導管就位后需二次清孔，當水壓達到0.7 MPa后灌注混凝土。灌注混凝土之前相關人員也需檢查孔中的沉積物厚度，工程樁與圍護樁的孔底沉渣厚度要求相同，均低于5 cm。灌注混凝土時導管埋深在2～6 m，且混凝土坍落度為18～22 cm。

3.3.2 三軸深攪樁技術

針對本項目的三軸深攪樁工藝，主要流程為定位放線、開挖導向、鉆機定位、樁體作業、成樁保護。開溝導向應由挖掘機沿圍護內邊控制線開挖導溝溝槽，開挖深度、寬度分別為1～1.5 m、1.2 m。

注漿之前有關人員需按照要求準備漿料，不僅需保障漿料配合比，還需PySA8NjNwGhGg2GX/Irhaw==嚴格控制漿料的各項性能指標。啟動鉆機后，有關人員需規范操作鉆機，使鉆機螺桿均勻轉動，充分、均勻拌合漿料。深層攪拌樁施工作業中，樁底標高、鉆桿長度、樁頂標高、樁徑、樁位等都是需控制的關鍵參數。

預攪拌下沉達到設計樁底標高的情況下，緩慢上提0.2 m，啟動壓漿泵進行送漿，此過程中攪拌20～30 s，提升速率為0.5 m/min，直到與設計樁頂標高相一致，不再繼續攪拌和提升。送漿期間保持壓力在0.4～0.6 MPa。第二次攪拌應下沉動作，攪拌的漿液被提升到樁頂標高后，不再繼續送漿，保持0.8 m/min左右的下沉速率，此后提升攪拌，以0.5 m/min的提升速度攪拌20～30 s，達到樁頂標高后結束此操作。第三次攪拌下沉，與第二次的下沉速率、提升速率完全相同。

4 結束語

深基坑支護是高層建筑施工的重難點，雖然深基坑支護技術越發成熟，但每一高層建筑都有其特殊性，施工人員需合理選擇支護工藝，構成穩定、安全的深基坑支護體系。未來的工程項目中相關人員需立足深基坑支護現狀，優化技術形式。

參考文獻

[1] 曾文譚.高層建筑工程深基坑支護施工技術標準分析[J].大眾標準化，2022（24）：128-130.

[2] 甘海濤，張平，王云霞.高層建筑深基坑支護施工工藝的改進[J].四川水泥，2022（11）：160-162.

[3] 黃曼.高層建筑施工中基坑支護施工技術設計與應用實踐[J].工程與建設，2022，36（2）：380-382.

[4] 何霞.高層建筑施工的高層施工技術要點分析[J].中國建筑裝飾裝修，2022（7）：158-160.