高层建筑深基坑支护施工技术探析

王伟燊

（南昌市第三建设工程有限责任公司 江西南昌 330038）

高层建筑深基坑支护施工技术探析

王伟燊

（南昌市第三建设工程有限责任公司 江西南昌 330038）

随着我国国土资源的日益紧张，现代化城市建设的加快，高层建筑也就越来越多，而城市地下空间的开发与利用也在逐步加强和完善。本文就主要针对高层建筑工程中的深基坑支护施工技术进行了阐述。并对基坑工程施工中存在的问题进行了分析，供同行参考。

高层建筑；基坑工程；支护施工；问题分析

引言

近年来，随着我国高层建筑在不断发展的同时，我们也要关注到施工技术方面所存在的不足以及存在的问题，只有不断完善技术才能积极的引导其紧随时代的发展潮流。而高层建筑工程基坑支护虽是临时性的，但若不采用合理的支护体系有可能导致严重的后果，因此，其支护工程投资较大，通常沿基坑周边每沿米需上万元。如何在确保安全可靠的基础上，根据不同的土质条件和施工技术、设备水平，选择合理，经济的支护结构方案，一直是深基坑支护问题研究的一个重要内容。因此，科学、合理地组织基坑支护与开挖工程施工，是施工企业提高施工效率、保证工程质量及施工进度的重要举措。对此，本文就高层建筑基坑支护施工技术做一番探析。

1 高层建筑工程施工技术

常见的高层建筑工程施工技术主要有：深基坑支护施工技术、模板工程施工技术、梁柱施工技术、钢筋工程施工技术、混凝土工程施工技术等，在此，下面仅就高层建筑的深基坑支护施工技术做下探讨：

深基坑支护工程的特点：

随着高层建筑的不断发展，基坑也开始朝着大深度的方向发展，为了便于施工，基坑的开挖面积也在不断增加，加上复杂的开挖条件，对于基坑的支护工程提出了更高的要求，也在很大程度上加大了基坑施工的难度。就目前而言，深基坑支护工程的基本特点包括：

（1）随着基坑形式的变化而变化，形式多种多样；

（2）属于临时性工程，贯穿于基坑施工的始终，施工周期长；

（3）施工的规模较大，且成本相对较高；

（4）地质条件复杂多变，施工条件差。

支护工程的作用主要有：①可以确保基坑边坡的稳定性，起到防止坍塌和陷落的作用；②确保深基坑工程在施工过程中，不会受到土体变动产生的影响；③可以通过排水、截水等，促使基坑中的水排出，保证基坑工程可以在地下水位以上进行正常施工，切实保证施工的安全。

2 支护结构类型和方案的选择

支护结构的种类繁多，国内常用的几种支护结构形式如下：

2.1 挡土灌注排桩或地下连续墙

挡土灌注排桩系以现场灌注桩按队列式布置组成的支护结构；地下连续墙系用机械施工方法成槽，在槽内放置钢筋笼并浇灌混凝土形成地下墙体。

特点：刚度大，抗弯强度高，变形小，适应性强，振动小，噪声低，但排桩不能止水，连续墙施工需较多机具设备。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；③当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩与水泥土桩组合止水帷幕或采用地下连续墙；④适用于逆作法施工；⑤变形较大的基坑边可选用双排桩。

2.2 排桩土层锚杆支护

系在稳定土层钻孔，用水泥浆或水泥砂浆将钢筋与土体粘结在一起拉结排桩挡土。

特点：能与土体结合承受很大拉力，变形小，适应性强，不用大型机械，费用低。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②适用于难以采用支撑的大面积深基坑；③不宜用于地下水大、含有化学腐蚀物的土层和松散软弱土层。

2.3 排桩内支撑支护

系在排桩内侧设置型钢或钢筋混凝土水平支撑，用以支挡基坑侧壁进行挡土。

特点：受力合理，易于控制变形；但需大量支撑材料，基坑内施工不便。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级；②适用于各种不易设置锚杆的较松软土层及软土地基；③当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水措施或采用止水结构。

2.4 水泥土墙支护

系由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的连续重力式挡土止水墙体。

特点：具有挡土、止水双重功能；施工机具设备比较简单；使用材料单一，费用较低。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级；②水泥土墙施工范围内地基土承载力不宜大于15OkPa；③基坑深度不宜大于6m；④基坑周围具备水泥土墙的施工宽度。

2.5 土钉墙或喷锚支护

系用土钉或预应力锚杆加固的基坑侧壁土体，与喷射钢筋混凝土护面组成的支护结构。

特点：结构简单，承载力较高；可阻水，变形小，安全可靠，适应性强，施工机具简单，施工灵活，污染小，噪声低，对周边环境影响小，费用低。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地；②土钉墙基坑深度不宜大于12m；喷锚支护适于无流砂、含水量不高、非淤泥等流塑土层的基坑，开挖深度一般不大于18m；③当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或止水措施。

2.6 逆作拱墙支护

系在平面上将支护墙体或排桩作成闭合拱形的支护结构。

特点：结构主要承受压应力，可充分发挥材料特性，结构截面小，底部不用嵌固，可减少埋深，受力安全可靠，变形小，外形简单，施工方便，费用低。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级；②波泥和淤泥质土场地不宜采用；③基坑平面尺寸近似方形或圆形，基坑施工场地适合拱圈布置；④基坑深度不宜大于12m拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；⑤地下水位高于基坑底面时，应采取降水或止水措施。

2.7 钢板桩

系采用特制的型钢板桩，机械打入地下，构成一道连续的板墙，作为挡土、挡水围护结构。

特点：承载力高、刚度大、整体性好、锁口紧密、水密性强，能适应各种平面形状和土质，打设方便，施工快速，可回收使用，但需大量钢材，一次性投资较高。

适用条件：①适用于基坑侧壁安全等级为二、三级；②基坑深度不宜大于10m；③地下水位高于基坑底面时，应采取降水或止水措施。

施工方案选择时，可以选择其中一种，也可多种支护结合使用，特别注意的是选择透水性支护还是止水支护.对于因降水而可能导致固结沉降的软弱地基、细砂层或粘土层组成的软弱的地基以及含水层丰富的砂砾地层，宜优先选用止水式支护。

3 监测

3.1 对周边环境的监护

充分了解包括基坑周围相当于基坑开挖深度的2～3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线、人防、隧道、地铁等设施和障碍物。如发现既有建筑物已有裂损倾斜等情况，应收集其详细资料，并在必要处做出标记或摄像、绘图等。然后对调查对象承受地基变形的性能做出分析鉴定，确定应采取的监护方法，以及对基坑的影响并在基坑支护设计中加以充分考虑。

3.2 开挖过程监测

对开挖过程实施跟踪监测，并将信息及时反馈，充分掌握支护结构和基坑内外土体移动，随时调整施工参数，优化设计，以确保施工安全安全顺利进行。施工监测的作用还在于检验设计的正确性，并有利于积累资料，为今后改进设计理论和施工技术提供依据。

3.3 基础施工过程中的监测

基坑支护施工完成基坑开挖后是支护结构受力最不利的阶段，基坑支护监测应延续到地下结构施工完并回填一定深度的土。在该阶段应密切注意监测数据的反馈信息并对支护结构的安全性有充分的了解，如有异常应及时采取措施，防止意外事故的发生，该阶段的监测内容方法与开挖过程的相同。

4 存在问题

基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验，甚至在一些方面达到国际水平，但仍有一些问题需进一步研究和提高，以适应现代化经济建设的需要。

（1）土体抗剪强度参数cφ值的确定.尽管cφ值可以根据标准实验方法测定，但从理论上说也不一定符合分析方法所需，因为土体的抗剪强度与其受力途径有很大关系，标准实验给出的往往是加载过程下的强度指标，而基坑支护中的土体却是卸载过程下的破坏。

（2）土压力值的确定。土压力大小直接影响支护结构的安全度，但要精确计算土压力目前还十分困难，现在采用的仍是库仑公式或朗肯公式，其虽然可用于工程，但误差较大。另外土体物理力学参数的选择更是一个复杂问题，尤其在深基坑开挖后，参数是可变值，因此很难准确计算出支护结构的实际受力。

（3）排桩、地下连续墙的内力和变形的精确计算是一个比较复杂的问题，其计算模型理应是考虑支护结构、支撑体系和土三者共同作用的空间分析。目前简化为平面问题计算，难以反映空间效应，今后宜发展适用的是三维计算程序，使之更能符合基坑空间形体的计算。

5 结束语

高层建筑是未来城市发展的重要方向，随着我国城市化的不断发展，未来高层建筑施工技术必将拥有广阔的应用空间。加强高层建筑施工技术研究和探析，有利于明确现有施工技术的种类和应用条件，了解施工过程中应当关注的重点，做到施工过程中的趋利避害，从而为我国城市化发展，贡献优质工程。

[1]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）.

[2]张孔修.高层建筑基坑的开挖与支护.钢铁设计，1998.

[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）.

[4]王世平.对高层住宅的房建施工技术的探讨[J].科技创业家，2013，17：46.

TU97

A

1673-0038（2015）45-065-02

收稿日期：2015-10-20