基于高层建筑深基坑支护技术分析

基于高层建筑深基坑支护技术分析

汤建华

（中建新疆建工集团第四建筑有限公司，新疆乌鲁木齐830000）

摘要：随着建筑行业的快速发展，人们对高层建筑深基坑施工技术的要求也越来越严。本文简述了当前深基坑施工中存在的问题，并以实际工程案例进行分析，最后对其质量控制提出几点意见，以供参考。

关键词：高层建筑；深基坑支护；施工技术；质量控制

前言

目前，建筑施工水平不断提高，这使高层建筑的深基坑支护施工技术有了进一步发展，但是还需要在其运用的过程中进行不断地改进和完善，从而形成一个完整的深基坑支护技术体系。

1当前深基坑支护施工中存在的问题

1.1设计中难以选择适宜土体的物理力参数。

在高层建筑的深基坑支护工程设计环节，因为其支护结构受土体压力的影响较大，其好坏会影响到整个工程的安全性，基于地质情况的复杂性，对于适宜土体物理力参数的选择需要通过对实际土体压力的精确计算来进行，尤其是参数中的粘聚力、摩擦角及含水率，由于存在的技术方面的局限性，使得其在深基坑开挖后更是一个可变值，这一现状让支护结构实际受力的计算变得更为困难，还有就是土体物理学参数，基于其受到施工工艺及支护结构形式等的影响，使其较难选择。

1.2对基坑开挖后的空间效应进行全面考虑。

高层建筑的深基坑开挖中出现的基坑的四周朝内侧发生水平位移较常出现，进而会显现出两边比中间小的现象，会导致深基坑边坡失稳，而这种情况的存在，势必会使深基坑开挖中的空间问题尤为突出。

1.3对基坑土体取样的不完善。

高层建筑施工中，对应的深基坑支护结构设计非常重要，设计前应对地基土层实施取样分析，但由于建设高层建筑的地方地质情况多变，对于土层的长期实况而言，随机抽样分析显然不能做到完善性，使得其支护设计不能完全符合实际基坑地质情况，对于后续施工有一定影响。

1.4理论计算受力与实际受力不符。

在确定安全系数及设计计算支护结构方面，一般是由设计人员按极限平衡理论来实施的，虽然其具有绝对安全性。却会在一定程度上加大支护结构的假设成本，使得工程的建设花费较大的代价，这显然是不符合建筑企业的利益的，一些工程虽然在支护结构的设计方面，选择规范中较小的安全系数，却在一定程度上暗合了实际工程的需要，所以讲求理论计算受力进而实际受力的相符极为重要。

2高层建筑中深基坑支护技术的要点

要从观念上着手进行革新。就我国目前深基坑支护设计来说，并没有一种标准化和规范化的计算方法，而且对于高层建筑的施工规模也没有明确的规定，所以传统的深基坑设计方式已经不能适应目前高层建筑发展的需求了。为了能与时俱进，设计师就应该破旧创新，根据目前的实际需求来创立一套科学又实用的设计理论，为更好的进行高层建筑深基坑的支护施工提供服务。

在注重技术理论研究的同时，要重视实验研究。深基坑支护施工的设计方案完成之后，在进行实际的施工之前还要进行必要的实验论证，以证明设计方案的科学新和合理性。但是从我国目前的深基坑支护设计情况来看，还没有一个科学完整的实验体系。在进行高层建筑深基坑支护的施工时，虽然工程的设计者一定会对现场环境、地质结构、土壤性质和地下水位等进行必要的数据收集，但是由于这些数据收集的不够，所以很难在实验中对其进行准确的分析，使得实验的结果很难为实际的施工提供参考意见。

3高层建筑深基坑支护施工技术分析

3.1工程概况。

某高层建筑总面积5.64万m2，地上17层，地下1层，工程绝对标高高程88.4m，自然地面标高89.0m工程采用独立桩承台和倒桩承台伐板张作为基础，基坑呈扇形布置，面积约6800m2，开挖深度7～9m，高差4～6m。工程土质主要为以粉土和粉土粘土，地下水水位较高。

3.2施工技术

3.2.1施工前的准备。

由于本工程地下水位较高，在高层建筑深基坑开挖施工前，应首先完成降水排水工程，并在质检人员的质检达标后，才能开展深基坑开挖施工；同时合理位置布设水沟和积水井，对其中的积水进行及时的抽取，确保整个工程的实施免受积水影响，最后，为了施工的应急及安全，应当在深基坑周围地域采用防水措施，使得施工过程中，地表水渗入基坑的现象能得到有效遏制，促进深基坑开挖施工的安全性和高效性。

3.2.2支护桩施工方面。

在高层建筑的施工过程中，作为深基坑支护工程中承载外力的主要部分，工程中的支护桩的施工作用重大，一般情况下，可以将其分为两个部分，分别为人工挖孔桩和钢筋混凝土臂，具体的实施过程中，对于灌注桩而言，在灌注桩进行桩孔的挖掘施工方面需要用到吊桶的手法，并要在全过程中，注重对钢筋笼安装、混凝土灌注等工序实施完善的质量控制，确保其质量，保证整个过程的严格性，因为一旦从环节出现质量问题。势必会影响到整个基坑支护工程的实施质量，严重的情况下，会影响到整个建筑的主体，这是施工单位必须要加大质检的地方。最后，在桩间距的设置方面，传统的确定方法过于保守，本工程中采用土拱效应方法，其公式如下：

其中，B为桩身宽度，m；Lmax则为桩间净距，m；q则为岩土体均布推力，kN。为安全起见，在设计中应当将Lmax乘以安全系数k=0.85，这样，得出的施工桩间距则为L=Lmax穔+B，这种方法下，桩间的土拱效应得到了发挥，在此基础上还使得基坑的安全性得到了保障。

3.2.3土方的开挖施工。

在当前的高层建筑工程施工中，将建筑的基地开挖出来的过程，即称为土方的开挖工程，具体的施工中，首先要做的就是将挖掘机挖出的土方及时运离施工现场，在此基础上，确保在整个土方运输工作中穿插进清理工作，确保清理的完备性，进而使得施工过程中尽量减少对周围环境的影响。结合笔者的施工管理经验看来，开挖过程中，对挖到异物或是地下管线被挖断的异常情况时，应当及时通知所有施工的队伍，及时停止施工，并在评估分析的前提下，将施工场地交于相关的专业人员来处理，确保工地的安全性，等待其处理完善后，再进行继续施工，使得施工人员及相应机械等的安全性得到有效保障。

3.2.4排桩加环撑方面的施工。

建筑施工中的深基坑支护工程施工方面，以某种桩型用队列布置组成的基坑支护结构，即为施工中的排桩，具体的施工过程中，对于高层建筑的深基坑支护，可以配合环形支护来完成，在进行支撑时，第一步是用钢筋混凝土挖孔桩和钻孔灌注桩进行规则排布，当然，其中的挖孔桩也可以用H型钢桩替换，在此前提下，组织施工人员来建造合理的地下层级，这样，就可以使整个支护结构于整个施工承诺场地的中间变为了一个圆形结构，借助这种施工方式，来使得整个支护的稳定性得到保证。

3.2.5基坑支护监测。基于安全性等

多方面的考虑，无必要在深基坑支护施工中实施严格的监测，对施工中的相关情况进行完整的掌握，这样也有助于施工单位对整个施工进度进行了解。具体的实施过程中，首要的便是对重点指标进行重点监测，一般情况下，施工中在基坑开挖后，就需要施工单位每隔2～3天进行一次施工现场的监测，此环节中，对于出现的问题，应当结合其具体实情，及时出具针对性的解决对策，并确保监测的频率应适当加快，工程施工复杂的情况下，可以将监测定为每天一次，唯有如此，方可使得基坑工程施工的准确性得到保障。

3.2.6环撑的拆除及换撑方面。

高层建筑的深基坑支护施工中，对于环撑的拆除，一般采用静爆的方式，而第三道环撑的施工则在地下第四层墙体施工完成后进行，而对应的第二道环撑的施工的基础，则为地下三层施工完成，以此类推，第一道环撑施工，则是在对应的地下二层施工完成后进行。对于后续的拆除施工，施工单位应当注意需要严格按照换撑的方案执行，质检人员应在确保其达到换撑设计强度后，方可开展相应的环撑拆除工作，在此环节中，应当注意一定要加强监测，将安全措施做到位，确保施工的安全性。

4深基坑支护施工的质量控制

4.1在良好气候下施工

气候对深基坑支护施工的质量会产生极大的影响，气候是无法改变的，只能避开一些恶劣气候进行施工，而且在恶劣气候发生之时还要做好相应的防治措施，特别是暴雨过后会产生大量的地表水以及升高地下水位的现象，这都会对深基坑支护施工带来极大的影响。在选择良好气候施工的同时，还要做好地表水、地下水的处理工作，可以通过明沟排水的方式来排除地表水以及坑内的积水；利用帷幕截水的方式来拦截深基坑四周的地下水，从而有效避免地下水对深基坑支护结构带来的影响。特别是在雨季施工中，必须做好排水工作，地表水的排除以及地下水的隔离已成为深基坑支护施工的重点工作。

4.2做好前期的地质勘察工作

通过以上的分析了解到，深基坑支护施工中会受到周边地质的影响，而要降低地质对施工质量的影响，必须做好前期的地质勘查工作。在进行深基坑支护施工之前，必须熟练的掌握工程区域地质的勘察报告，了解深基坑开挖区域的地形、地质、地貌等方面的特点，以便于制定合理的施工方案，同时，能够对可能导致边坡土体滑坡的因素进行全面的分析，在施工过程中能够做好前期的准备工作，一旦发生土体滑坡以便于及时采取有效的措施，从而有效的提升深基坑支护施工的质量。另外，在地质勘察过程中，要对勘察质量进行控制，确保勘察数据能够与实际相符，这样才能将地质勘察的作用充分的发挥出来。在地质勘察工作中需要注意的是，地质勘查各项信息必须详细记录在资料报告上，便于工程施工方案的设计，而且，可靠的地质勘查数据更有利于对设计方案的修订，及时发现施工设计方案中的不足，并采取有效的改进措施，将深基坑支护施工风险降至最低，避免或降低施工事故发生。通过大量的实践发现，一旦深基坑支护施工过程中出现质量问题，后期弥补极为复杂和困难，因此，必须做好前期的地质勘查工作，把好地质勘察的质量关，质量控制人员应与实际进行对比分析，了解是否存在漏洞。

4.3严格按照施工工序进行施工

深基坑支护施工工序的合理性直接影响着施工质量，尤其是在施工各个环节都有可能涉及到计算的环节，如果计算环节出现差错，就会造成深基坑支护施工的质量问题，因此，要做好深基坑支护施工的质量控制工作，必须严格按照各个施工工序进行施工，同时还要保证各个工序的施工质量。首先，要根据各个施工环节的要求，对施工中涉及到的各项计算环节进行严格的审查，确保各项计算数据都是结合实际情况进行结算的，这样才能保障工程中的各项数据计算的可靠性，同时也能保障这些数据能够对深基坑支护施工提供一定的帮助。其次，要结合实际的施工情况合理安排工序和工期，例如，深基坑土方开挖的方法、顺序等都必须遵循着开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则，尽量减少对原有土体产生的扰动范围，有效提升深基坑支护的施工质量。另外，在深基坑支护施工过程中，应加强对施工的规范化管理，防止施工过程中对支护结构碰撞、扰动基低原始土层、碰撞工程桩等现象发生，一旦发现异常应立即停止挖土施工，并对其进行详细的检查，寻找问题的原因，及时采取处理措施，确保没有任何问题的情况下再继续施工。另外，在基坑回填之前不能对支护层进行破坏，尤其是坡脚部分的支护层，要确保其完好性，地下结构工程完成一层基坑应及时回填，这样更有利于提升边坡的稳定性，从而有效的提升深基坑支护施工质量。

4.4积极做好深基坑支护施工的保护工作

通过以上的分析得知，如果深基坑支护施工保护工作做的不好，就会对沉降监测点产生一定的破坏，或是挡住沉降监测点等，不利于对深基坑支护施工的沉降情况监测，而且，沉降监测点作为深基坑支护施工质量控制的关键点，必须对其采取有效的保护措施，这样才能将沉降监测点的作用充分的发挥出来，才能对深基坑支护施工质量提供一定的保障。首先，质量控制人员应对各个施工环节进行管理和控制，尤其是对沉降监测点周围的控制，要防止沉降监测点受到破坏。其次，要做好沉降监测点的及时补修方案，一旦发现沉降监测点遭到破坏，必须及时采取有效的补救措施，包括对检测点进行检查并找到破坏处，同时，技术人员可以对沉降检测维修，从而有效的保障监测点监测数据的准确性，进一步保障深基坑支护施工的质量。

5结语

随着我国经济社会的发展，高层建筑在我国的发展潜力巨大，所以，在未来发展过程中深基坑支护技术的应用将会越来越频繁，并且对其要求也会进一步提高，所以，现代深基坑支护时，我们所考虑的因素也会逐步增多，工序会更加复杂，这就要求我们不断总结施工技术经验，不断创新深基坑支护技术，才能从根本上提高高层建筑深基坑支护技术水平，促进我国高层建筑事业又好又快的发展。

参考文献：

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[3]聂淼，郑玉元．贵阳某深基坑土钉支护设计研究[J]．山西建筑，2009（3）