基坑支护施工技术在高层建筑中的应用

王京学

摘要：基坑工程是一个很复杂的问题，它包含的许多不确定的因素和内容，涉及到土力学中的变形、稳定、强度以及防水等方面的内容，需要我们不断地加以研究和在施工中总结经验，使深基坑工程的施工技术得到不断的完善。本文探讨了基坑支护施工技术在高层建筑中的应用，以供参考。

关键词：基坑支护 施工技术 高层建筑 应用

中图分类号：TU74文献标识码： A

高层建筑基坑施工技术是一个涉及多方面、多学科的复杂的系统工程。每个环节都会对基坑的施工质量造成影响，即便是微小的疏忽也会造成严重人员伤亡和财产损失。因此，在施工之前和施工之中都要做好相应的保障工作，确保工程顺利完工。

一、基坑支护施工技术在高层建筑中的应用

1、 土钉墙边坡支护技术

（1）测量是在基坑开挖之前，首先确定整个工程的基准控制点，然后确定基坑工程永久控制点，并测量放线。

（2）基坑开挖是在放线完成之后，按照轴线进行机械开挖，到设定边坡顶30cm 左右采用人工开挖，应严禁超挖，保护原有土体的承载力等，开挖后立即进入下一道施工程序。

（3）钻孔要根据边坡地质条件选取施工机械和成孔方法，常采取钻机、洛阳铲等工具。对局部地质条件较差的土层应采取相应的措施，如用人工抹面等，保证边坡面层有一定的强度。钻孔时注意钻杆的角度、深度控制，要符合土钉施工方案规定。

（4）放入土钉前要把孔内清理干净，确保能混凝土粘结牢固，充分发挥土钉的作用。同时要注意土钉位置是否正确，如果发现土钉没有在钻孔中央，要及时调整固架。

（5） 注浆就是预先按设计配合比规定的混凝土浆体注入孔内，浇筑时要注意速度控制，确保孔内的气体能迅速排出，否则会出现蜂窝、麻面、空洞、断面等。

（6）边坡面层焊接钢筋网就是注浆完成后按设计要求迅速铺设钢筋网，并绑扎或是焊接，确保钢筋网的强度和稳定性。

（7）浇筑混凝土面层是在所有工序完成后，预先湿润边坡，按实验室配合比浇筑面层，要注意控制浇筑厚度，以及混凝土养护问题。开挖之后要及时做好排水措施，在坑底设置降水井、挖排水沟，地下较丰富的要结合其他降水施工方法， 确保边坡面处于较干燥状态。边坡周边顶设置简单的排水措施，一旦有下雨或是下雪等，是地表水能够排到基坑外的排水系统中。土钉墙主要应用于地下水以上或是经人工降水、截水后的较密集人工填土、粘性土、粉土、胶结性较好的砂土等，基坑深度一般小于12米，对软土场地的原位土体并不太适应。

2、 钢板桩支护结构

（1）在进行钢板桩的施工时噪音比较大，不仅会影响基坑周边的环境，还可能导致临近地基变形，不适合在人口较多、建筑物比较密集的地方使用。

（2）钢板桩的柔性比较强，如果锚拉或支撑系统的设置不恰当，钢板桩就会产生较大变形，因而在基坑深度大于7m 时，基坑支护系统不适于采用钢板桩支护结构。

（3）在完成地下室的施工建设后，钢板桩还要拔出来，所以在使用钢板桩支护结构时，还要将取桩过程对周边环境造成的影响进行通盘考虑。

3、 深层搅拌支护结构

深层搅拌支护就是将水泥作为固化剂，然后通过机械搅拌，让水泥和软土产生一些列的化学反映和物理反映，在水泥和软土之间产生硬结，然后就会形成具有一定强度和相应稳定性和整体性的水泥土挡墙。深层搅拌支护结构适用于粘土、淤泥、淤泥质土等土层，但不利于在涵碱度较高的土层中使用。基坑深度不超过6m 时，才能使用深层搅拌支护结构，因而在基坑施工时要通过实验确定泥炭质土、有机质土的基坑开挖深度。

4、 地下连续墙支护结构

地下连续墙支护结构主要适用于地下水位以下的砂土层和软粘土层等多种地层条件和比较复杂的施工环境，尤其适用于基坑底面以下有深层软土而又需要将墙体插入很深的状况。地下连续墙具有良好的防渗水、止水的能力，墙体的整体刚度较大，因而在地下工程的施工中，地下连续墙支护结构在国内外都得到了广泛的应用。在基坑深度大于10m，而且基坑周边环境必须要保护的状况下，一般采用地下连续墙支护结构，在这样的情况下，地下连续墙支护结构与其他支护结构相比具有经济效益好、技术要求低的优点。但是地下连续墙支护结构也有其不利的方面，在坚硬的土体中将地下连续墙挖成沟槽要面对很大的困难，尤其是碰到岩层时，还需要使用专门的成槽工具，增加了施工费用。而且在施工时泥浆会污染施工现场，破坏施工场地。

5、排桩支护结构

排桩支护结构的主要功能是挡土，是以柱列形式间隔布置钢筋混凝土钻孔、挖空灌注桩等为主的一种支护类型。柱列式间隔布置形式包括桩与桩相切的密排布置形式和桩与桩之间具有一定间距的疏排布置形式。排桩支护结构作为挡土围护结构，柱列式灌注桩的刚度比较好，但是各桩之间的联系要靠在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁来进行。选择排桩支护结构时，由于灌注桩可以进行人工挖孔或者进行机械钻孔，不需要使用大型机械，施工要求比较低，不会对周边环境造成危害，与地下连续墙支护结构相比，制造成本比较低。

6、 土层锚杆支护结构

土层锚杆又简称为土锚杆，具有很强的抗拉力。土锚杆的主要特点是能和土体结合在一起，能够承受很大的拉力，可以使用高强度的钢材形成稳定的结构，可以对建筑物的变形量进行有效控制，在施工中不需要使用大型机械，经济效益比较明显，还能够大量节省劳动力，加快施工进度。

二、工程概况

某高层建筑为综合性质的办公楼，有1层地下室、4层裙房，25层主楼，总高度为75．8m，总建筑面积为2．48万m2；地下室顶端板面的标高为一0．7m和一1．65m；在建筑沉降性后浇带、伸缩性后浇带以及膨胀性加强带等位置，地下室底部板面的厚度最大值为1800，mm，承台厚度的最大值为3500mm；建筑梁柱截面高度的最大值为1600mm；地下室顶部梁柱截面高度的最大值为2550mm；建筑框架梁柱截面的最大值为800mmxl800mm；基坑为长131．12m，宽为40．14m：局部开挖深度13m，最小开挖深度为10．2m。经过地质勘查发现，该工程场地地质条件较好，无断层，地层构成一般复杂，具有较好的稳定性。

1、施工技术要点分析

该工程综合各方面因素，制定了相应的施工方案。在进行深基坑支护施工前，应了解施工场地地下及周围管线分布情况，并详细分析施工过程中是否对它们造成破坏，采取相应的措施加以保护。同时掌握施工土层性质及分布情况，对空隙比、含水量等物理特征进行详细分析，根据分析结果选择合适的施工布置方案以及钻孔设备、钻孔方法等。

（1）土方开挖

该工程结合施工现场情况，实施以下土方开挖方案：使用3台挖掘机按照划定好的区域和层次进行挖掘施工，为尽早能够进行土钉墙与锚杆的施工作业，可根据实际情况实行协作开挖施工，要注意将每层土方的开挖程度控制在施工层下的0．5m内；土墙钉根据1：0．3的坡比进行施工，可与锚杆施工相互协作，以加快施工进度，在进行最后一层土方开挖时，注意在下部预留0．3m，采取人工清底的方式进行处理，水平线标示在坑底标高0．5m处，为避免基坑出现积水现象，在坑底周围设置集水坑与排水沟，同时在挖好的基坑上口周围设置围堰，避免雨水流入。

（2）钻孔

该工程根据设计标准要求，并结合施工现场的地质条件，选用XU一600型钻机与C100潜孔冲击器进行配合钻孔，孔径选用~b130mm，供风使用电动空压机，采取干作业法进行作业。由于钻孔施工质量是锚杆承载力的保障 ，因此，必须严格按照要求进行钻孔施工，保证钻孔质量。钻孔施工与土方开挖交叉作业，土方开挖完成2m，钻孔施工进行一次，在钻孔过程中必须严格进行孔身竖向及横向位移的控制，可在每次钻孔施工前在基坑壁上进行标志，确定点的位置。同时确保钻孔的地底部的偏差与深度在设计要求的范围内，钻孔完毕后注意进行孔内清洁。

（3）钢筋放置

在进行钢筋放置前先进行焊接，即将3根钢筋按照设计要求焊接在一起，然后再进行放置，一般情况下，在钻孔内放置好钢筋后，还要在表面进行撑筋设置，确保钢筋能够准确放置在钻孔中心位置，增加钢筋的握裹力，避免钢筋插入时破坏孔壁土质，产生过大挠度。

（4）灌浆

该工程选用一次性灌浆法进行钻孔灌浆，灌浆过程中及时进行数据记录，采用泥浆泵将浆体泵入钻孔内，孔口出浆后，使用浆塞塞住孔口，并封闭孔口处的排气孔，静压时间为5min左右。当浆体强度达到设计的70％以上才能够进行锚杆试验，通过后才能开始进行一下施工环节。

（5）锚杆面板

灌浆完毕后在距边坡约lm处进行钢管脚手架的搭设，以便在进行锚杆面板施工时绑扎钢筋，使用搭接焊接法进行面板的钢筋接头焊接，为方便混凝土浇筑过程中混凝土入模，可选择漏斗型模板。

（6）挡土墙稳定支护

该工程根据实际施工条件对重力式挡土墙进行稳定支护。由于挡土墙的稳定性不能满足设计要求，必须进行挖孔桩提高其稳定性，具体的挖孔桩施工技术为：

a测量。根据场地情况，在需挖孔桩地点设置基准点与十字控制网 ，用以确定桩位轴线。在混凝土护壁与井圈处引入桩位轴线，利用十字控制网中的线进行每节的对中；为确保截面、孔深、桩位的准确性，孔深利用基准点进行测量，并利用孔规确定圆周。

b挖孔桩。在施工前必须做好准备工作，以确保施工安全。即砌筑高度为200mm，厚度为250mm的砖井圈，为确保其稳固性，一般使用水泥砂浆进行砌筑。为避免土块在施工过程掉入孔内，同时也为了方便孔井的截面与中心线作线，砌筑完成后再使用1：3．5的水泥砂浆进行表面涂抹。在施工过程中根据开挖难度选择施工方式，一般开挖难度根据深度逐渐增加，开挖方法也由人工开挖换为镐开挖，开挖顺序一般是先中间、后周边。在施工过程中要注意截面的控制，通常设计允许误差范围在0—30ram以内，可根据护壁厚度与桩直径进行控制。将扩大口挖成圆柱状，然后根据设计要求挖成锅底状，挖孔桩完毕后安装绞车于桩井圈，并在周边设置防护栏加以保护。

c护壁。该工程进行护壁施工，以确保施工人员在基坑中的施工安全。护壁为钢筋混凝土类型，并根据设计要求选择混凝土等级以及护壁厚度；为方便施工过程中能够循环施工，节约材料，模具利用异型钢进行拼装，使用铁丝将钢板拼装处绑扎牢固，并使用上下两道钢筋进行焊接，增加模板连接的稳固性。模板若无法满足施工需要，可利用木方进行替代使用，不影响质量；在施工过程中，上下两部分的钢筋必须进项焊接或相连处理，拆模后用来进行填补休整的混凝土必须比护壁混凝土高一级。

d混凝土浇筑。在进行混凝土浇筑前，先进行钢筋笼的制作，焊接是钢筋笼制作的关键，一般在进行分节制作完成后，再进行整体焊接，焊接时注意将接头错开，接头数目应控制在同截面钢筋总数的50％以内 。吊装时进行节间焊接须注意控制时间，保障质量与长度。在进行钢筋笼吊放时，应准确找准吊点以及垂直度，缓慢下放至孔位，在准确放入孔位后不可进行旋转，且马上固定。安装完钢筋笼并清除基层内多余的积水与虚土后，进行混凝土浇筑。在混凝土浇筑前期，适当减少混凝土配合比中的水含量，下料方式选择串简下料，下料厚度达0．5m后进行振动，振动完毕后再进行下料，循环进行；混凝土浇筑完毕后将项部的浮浆清除干净，待混凝土的强度达到设计标准并检测合格后再进入下一施工环节。

2、深基坑支护施工监测

深基坑支护施工监测主要的目的在于全面掌握施工过程中地下水、地面变形等情况，并根据变化情况及时调整施工方案，以确保深基坑支护的稳定性。在施工过程中应注意以下两个方面：

（1）该工程位于市区，周围建筑及地下管线密集，在施工过程中必须尽量避免对他们造成伤害，必要时采取相应的防护措施。同时，要加强对施工区域地下水的控制，避免地下水对基坑支护施工造成影响，从而确保施工质量，保证施工的安全性。

（2）在进行基坑支护与静压桩交叉施工过程中应注意，在静压桩完成过半时再进行两边推进式搅拌，以保证两边施工的顺利进行，尽量减少基坑支护施工对环境的破坏。对施工过程进行实时监测能够及时发现施工中存在的问题，及时采取相应措施进行解决，能够指导施工工作更好的开展。一般情况下，监测的重点在于围护项部的水平位移情况以及围护结构的强度与完整性。在施工的初期阶段，现场监测的频率为23d一次，然后根据具体的施工情况适当加强监测强度，若发现施工过程中存在较大的问题，例如基坑内壁过度位移等，监测力度必须加强，以确保施工质量符合设计要求。

结束语

总之，在高层项目的施工过程中，要做好深基坑方面的基础性工作，保证施工方案的稳定和完整，同时施工单位要根据当地地质的情况，确定科学合理的施工方案，和各个部门进行有效的联系，确保施工技术的完善。

参考文献：

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