高层建筑深基坑支护施工技术探讨

乐正中（恩施自治州同欣工程建设监理咨询有限责任公司，湖北恩施445000）

高层建筑深基坑支护施工技术探讨

乐正中（恩施自治州同欣工程建设监理咨询有限责任公司，湖北恩施445000）

深基坑支护施工技术随着迅猛发展建筑行业也得到迅猛发展，被广泛应用在现代的高层建筑深基坑支护施工中，在现代建筑工程中的广泛应用不断的完善和改进，深基坑支护施工技术逐步形成完整的深基坑支护技术体系。在目前的建筑工程中，应用的深基坑支护技术要有拍桩支护、土钉支护、搅拌桩支护等。本文通过深入研究高层建筑深基坑支护技术，对高层建筑深基坑支护施工技术进行总结。

高层建筑；深基坑；支护

引言

高层建筑的上部结构大荷载传到地基上时，一般独立基础不能满足技术要求，往往需要建造补偿性基础，补偿性基础埋深大，兼顾充分利用地下空间的原则，常设计有多层地下室，所以高层建筑的基础施工经常会用到的深基坑支护技术。深基坑支护施工技术往往被应用在深基坑工程中，深基坑工程是在大型建筑物的地下室工程。城市中深度大的基坑开挖，给施工带来困难，在软土地区或城市建筑物密集地区尤其如此。施工场地建筑物、邻近的道路、纵横交错的地下管线等，沉降和位移都是很敏感的，所以一般的条件下，不允许采用较经济的放坡开挖，需要在支护条件下进行基坑开挖。支护结构的施工设计，收到了很多的因素的影响，常见的有土层种类及其物理力学性能、周围形境、地下水情况、施工方法、施工条件气候等因素都对支护结构产生不可估计的影响；计算理论、设计时荷载取值等方面也存在同样的问题。实际施工过程中的疏忽都很容易产生严重事故，造成巨大的社会影响及经济损失和拖延工期等后果。虽然支护结构多为施工期问挡土、挡水、保护环境等所采用的临时结构，但设计和施工都应在保证施工安全的前提下，尽力做到经济合理和便于施工。

1　深基坑支护结构设计简介

一般基坑土方的开挖对应的施工方式有两种类型：在支护体系的保护下进行开挖以及放坡开挖两个方式。放坡开挖属于经济简单的方式，在空旷地区的周围可以放坡能保证边坡稳定的情况下考虑优先选用；建筑物密集的城市中心地带，几乎不可能具备基坑放坡开挖条件，因此一般采用在支护结构的支撑之下进行近乎垂直的开挖方式［1］。支护开挖的深基坑主要包括以下内容：基坑支护结构初期的设计以及施工；基坑工程的详细勘察；基坑土方的科学开挖和有效运输；控制基坑地下水位；基坑周围的环境保护；基坑土方开挖过程中的工程监测；一般支护结构必须具备下述功能：挡土。包括地面需要适当堆载，泵车和运输车辆的荷载以及周围建筑物荷载的影响；阻水，防止侧壁的渗漏造成的水土流失，雨季进行施工的话，需要认真的考虑地下水位的升高等因素的不良影响，坑外不允许采取井点的降水相关措施，避免引起周围地面的大面积的下沉；防止坑底流砂的管漏。当坑底以下粉砂或砂质粉土的情况下，需要增大支护结构插入深度、最大程度的避免流砂管涌。采用无支撑形式的支护，实在需要支撑时，应该最大程度的保证其稳定性，留出空间，便于挖土，支撑设施的布置和拆除措施都需要与施工各个工况密切配合［2］。

2　施工过程中存在的问题

我国高层建筑基础类型主要有筏基、箱基、和桩基，其中北京的筏基箱基占80%以上，埋深多为8.0～12.0m；上海采用筏箱基础加摩擦群桩，约占90%以上，埋深多为7.0～11.0m；广东直接采用桩基占到90%以上。高层建筑深基坑支护结构工程中，采用大直径灌注护坡桩的72%，其中70%为刚性悬臂桩（指护坡桩的柔性变形占整体变形的1～3%）；22%为护坡桩或地下连续墙、内支撑钢板桩墙、加锚杆［3］。

根据对工期造价的比较分析，高层建筑地基基础包括深基坑及其支护结构，占结构部分的30%左右。随着城市地价不断攀高，利用地下地上空间是必然选择。由此大中城市内新建高层建筑工程基本全部要采用深基坑及支护结构，发展前景广阔，因此高层建筑深基坑支护结构的施工设计技术越来越重要。深基坑工程支护技术在全国不同的地质条件不同地区下取得不少成功的经验，部分达到国际水平，但仍存在一些问题需要进一步提高改进措施，以适应现代化经济建设需要。深基坑工程支护施工的过程中面对的最主要的困难有：边坡支护与土层开挖精度的不配套，常见的支护施工一般会晚于于土方施工较长的时间，因此采取二次回填方式或搭设架子方式来完成支护的施工。一般来说，土方开挖工序简单，技术要求较低。而挡土支护的工序则比较复杂，技术含量高，施工组织和管理都比土方开挖复杂。边坡修理达不到设计、规范要求。

欠挖超挖现象极为普遍，常规的深基础在开挖时采用的是机械型的开挖、人工简单修坡后就开始进行挡土支护的混凝土初喷工序。实际开挖时，由于技术交底的不充分，施工人员不到位，挖机水平的差异，分段分层开挖高度不相同等因素，使机械开挖后的边坡表面顺直度极不规则，挡土支付后出现欠挖超挖现象。土钉或锚杆受力情况、成孔注浆的不到位等都造成设计达不到要求，孔深约5～6米到20多米，钻孔所穿过的土层质量也不同，如果不认真研究土体情况，会造成出渣不尽，沉积残渣影响注浆，甚至孔洞坍塌成孔困难，无法注浆插筋［4］。

3　高层建筑深基坑支护安全施工技术

①建筑的高层化发展带来了基坑向大深度方向的发展；②基坑的开挖面积逐渐增大，长宽甚至达数百米，给支撑系统的防护带来了很大的难度；③对于软弱的土层中，基坑的开挖会产生很大幅度的沉降位移，对市政设施以及周围建筑物都会产生威胁；④深基坑场地狭窄导致的施工工期漫长，杂物的堆放、长时间的降雨等对基坑稳定性不利；⑤在相邻场地的施工中，降水、打桩、挖土及基础浇注混凝土等制约影响增加协调工作难度；⑥支护型式的多样性。目前为止，支护型式已经发展到数十种。基坑支护结构设计的原则为：经济合理安全可靠；便于施工。坑向着大面积大深度方向发展，周边环境复杂，深基坑支护开挖的难度愈来愈大。因此，从造价工期角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土的方式将逐步取代干式喷射混凝土的方式［5］。用注浆技术、深层搅拌对基坑底部或被动区土体加固，将成为控制变形的有效手段。软土地区，为避免基坑底部隆起，造成邻近建（构）筑物下沉、支护结构水平位移加大，可采用注浆技术、深层搅拌桩对基坑底部土体进行加固，提高支护结构被动区土体的强度的方法。

4　高层建筑深基坑支护施工的注意事项

由于岩土工程规范采用总安全系数，未采用概率极限状态设计原则，而基坑支护技术规程则采用概率极限状态设计原则，这其中结构规范、设计过程规定不一致，给设计带来困扰。在按常规方法设计，会出现安全系数问题，如计算抗滑力、土压力、墙体重力矩等，应按岩土工程总应力法，而计算抗弯、墙体配筋等应按结构规程规定，如果不相不匹配，如果不加以调整，结果很严重。不同的破坏建立在假定具有不同的抗隆起验算方法的前提上。在基坑开挖中，随时要考虑水压力的存在。其危害主要表现为承压水冲溃坑底、管涌的现象。水压力的问题如能得到妥善解决，则基坑稳定就有保障，否则将导致严重的破坏后果［6］。

5　结束语

城市高层建筑对于稳定性或使用的要求很高，往往会设计成深埋的基础形式。基础施工开挖进行时，受道路周围建筑物和地下管网等的空间制约不能进行放坡施工，基坑往往需加支撑措施。基坑支护结构属临时建筑，设计支护结构安全度偏低，因此一旦设计施工不当，将造成塌方或相邻建筑物破坏的严重后果。此类事故。近2～3年在沈阳、大连、铁岭、鞍山等地发生多起，造成了严重的经济损失和威胁人身安全，故提出讨论，总结经验改进工作。

［1］卢梅珠.高层建筑深基坑支护施工控制［J］.中国新技术新产品，2010 （5）：187.

［2］雷 钢.高层建筑深基坑支护施工技术研究［J］.中华民居（下旬刊），2014.

［3］袁均康.高层建筑深基坑支护施工技术分析［J］.科技与生活，2010 （9）：29.

［4］欧阳剑清.高层建筑深基坑支护施工技术探讨［J］.中国新技术新产品，2012（2）：187.

［5］陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述［J］.四川建材，2006（4）：148～149.

［6］黄汉达.高层建筑深基坑支护施工技术探讨［J］.城市建设理论研究，2011，22.

TU753

A

2095-2066（2016）21-0155-02

2016-7-2

乐正中（1971-），男，工程师，大专，主要从事建设工程监理工作。