深基坑支护施工技术在高层建筑施工中的运用研究

卜伟元（五矿二十三冶建设集团有限公司，湖南　长沙　410000）



深基坑支护施工技术在高层建筑施工中的运用研究

卜伟元（五矿二十三冶建设集团有限公司，湖南长沙410000）

根据工程实践从深基坑施工的特点、施工技术的基本要求和不足之处以及该技术在高层建筑施工中的运动，以期能够为高层建筑深基坑支护施工技术的发展与进步提供理论借鉴。

高层建筑；深基坑支护；施工特点；技术运用

引言

近些年来，随着我国国民经济的快速发展以及城市化水平的不断提高，我建筑行业也得到了长足的发展与进步。各地高层建筑如雨后春笋般拔地而起，成为了城市外在形态和景观的构成主体。然而，对于高层建筑而言，坚实的基底是极为关键的工程环节之一，必须给予足够的重视。因此，在高层建筑施工过程中深基坑支护施工技术就显得极为重要。笔者结合实践经验，就深基坑支护施工技术在高层建筑施工中的运用进行初步的分析与研究。

1　深基坑施工的特点

1.1基坑深度不断增加

为了使用方便，节约土地，满足人防需求以及城市管理规定等，高层建筑在不断的向地下进行发展。在过去的数十年间，具有1～2层地下室的建筑在大城市，尤其是在中等城市甚为少见。然而，部分大城市、沿海地区尤其经济较为发的的地区，高层建筑的地下室往往在3～6层。所以，基坑开挖深度往往在10～16m，甚至20m。

1.2基坑周围环境复杂

建筑工程地质条件越来越差，基坑周围环境越来越复杂，尤其是在某些沿海地区，建筑工程地质条件存在的问题更为明显。高层建筑以及超高层建筑往往集中分布于人口密集和建筑物密集的地方，并临近重要的市区道路。然而，这些地方的原有建筑结构往往陈旧，且管线密布。因此，基坑开挖不但要保证基坑的稳定性，而且还要确保施工现场周围原有建筑物以及构筑物等设施的安全。

1.3基坑支护方法多。

现阶段，高层建筑深基坑支护施工的方法在不断的增加，主要有混凝土灌注桩支护、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌水泥桩支护、钢板桩支护、地下连续墙、土钉墙支护、锚喷网支护、以土层锚杆支护等，同时还有桩、板、墙、管、撑与锚杆联合支护的方法。

1.4事故隐患较大

由于高层建筑深基坑支护工程技术比较复杂，且基坑支护失效会导致邻近建筑、地下管线及道路开裂等，产生工程安全事故纠纷，甚至产生严重的破坏，从而造成重大经济损失及人身伤亡。

2　深基坑支护施工技术的基本要求

2.1施工技术先进

在深基坑支护施工过程中，由于深基坑支护施工特点在一定程度上决定了施工技术，必须确保施工技术的先进性以及深基坑受力安全性，确保基坑围护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定，从而充分发挥和显现深基坑支护施工技术在高层建筑施工过程中的优势。

2.2施工环境安全

由于大多数的高层建筑分布于市中心，在进行高层建筑施工时，应当重视施工现场周围的建筑物、底下管网以及路线等各种设施的安全性，尽可能降低对周围居民正常生活和工作的影响。

2.3地下水位可控性

在深基坑支护施工过程中，可以采用明排、截水、以及降水等多种方式以确保高层建筑施工居于地下水位之上，从而保证和提高高层建筑的深基坑支护施工的安全性。

2.4环境友好原则

在高层建筑深基坑支护施工过程中，应当以环境友好为原则，以经济节约为基点，结合工程时实际情况施工，其确保高层建筑深基坑支护施工技术能够实现最优化。

3　深坑支护施工技术的不足

3.1土层开挖和边坡支护不配套

在高层建筑深基坑开挖施工过程中，由于坑基支护施工往往落后于土方施工，必须通过二次回填或搭架等途径来完成坑基支护施工。在高层建筑土层开挖和边坡支护施工过程中，土方开挖施工具有技术含量低、工序简单以及组织管理容易等特点，而深基坑支护结构施工具有技术含量高、工序多而复杂以及施工组织和管理复杂等特点。因此，建筑工程通常由不同的施工队伍来分别完成土方开挖和边坡支护工作，且多数为平行合同，从而导致施工过程中协调管理难度增加。土方开挖施工单位为了加快或者拖延工程进度，往往会导致土层开挖顺序混乱，尤其是在雨期，施工单位往往会忽视支护施工的工作面要求，导致支护施工的操作面和时间均难以得到有效的保证，继而引起支护施工落后于土方施工。

3.2成孔注浆、土钉或锚杆受力不符合设计要求

在深基坑边坡支护施工过程中，使用的土钉或锚杆钻孔通常为直径100～150mm的钻杆成孔，且孔深为5～20m。由于钻孔穿过的土质各不相同，钻孔中如果灭有认真分析和研究土体情况，就会产生出渣不尽、残渣沉积等问题，影响成孔注浆质量，甚至导致成孔困难、孔洞坍塌、无法插筋以及注浆等问题产生。另外，在注浆过程中，由于配料不合理、注浆管插入位置不到位、注浆压力较低等原因，注浆长度往往不足或者充盈度较低，同时使土钉或锚杆的抗拔力又无法满足设计要求，从而导致建筑工程质量降低。

3.3喷射混凝土厚度不够、强度达不到设计要求

从现阶段来看，高层建筑基坑支护喷射混凝土多采用干拌法喷射混凝土设备，其主要特点为：①设备简单、体积小、输送距离长；②速凝剂可在进入喷射机前加入，操作方便；③可连续喷射施工。但是，操作人员的操作水平各有差异，操作方法和检查控制等方法不够全面，导致混凝土回弹较为严重，加之原材料质量控制不严、配料不合理以及养护不到位等各种因素，往往会降低喷后混凝土的厚度和强度。

3.4施工与设计差异较大

在深基坑边坡支护结构中，深层搅拌桩水泥掺量不足往往会降低缓凝土的支护强度。在实际施工中，笔者发现深层搅拌桩支护发生水泥土裂缝往往是因水泥土强度较低，地面施工荷载集中于局部位置，导致荷载值远远大于设计允许而引起。深基坑开挖是支护结构受力与变形明显变高的过程，因此，在设计中应当明确开挖程序以降低基坑变形值符合其监控值（表1），同时还有进行图纸交底。然而，在实际施工过程中，土方开挖单位往往会盲目的加快工程进度和追求经济效益，而忽视上述要求，从而在很大程度上影响了施工质量。

表1　基坑类别及变形监控值（cm）

3.5工程监理不到位

根据相关规定，重大基建项目工程的深基坑施工应当采用工程监理。从实际情况来看，大多数工程安全事故均与监理单位没有按规定进行工程监理或者建立工作不到位相关，只管场内工程，不管场外影响，实行包括设计在内的全过程监理的就相对更少。深基坑工程监理要求监理人员具有较高业务水平，在我国现阶段主要就只是监控支护结构工程质量、工期、进度，而对于设计监理与对建筑物及周边环境的监控尚有一定差距，亟待完善与提高。

3.6施工监测较薄弱

在深基坑支护施工中，为了节约工程成本，建设单位不对工程施工进行监测，或者即使在工程施工过程中设置部分测点，但往往由于数据充分，常常不重视检测深基坑坑边建筑物，或者不重视监测数据。另外，支护设计中没有监测方案，发生情况不能及时警报，事故发生后也不易分析原因，不利于事故的早期处理。

4　深基坑支护施工技术在高层建筑施工中的运用

4.1支护设计准备

在设计支护结构时，应对详细了解和掌握地下结构设计资料，主要包括：①明确建筑工程地下室的平面布置及其与建筑红线的相对位置，以便于选择合理的支护结构和支撑布置等。②明确建筑主体工程基础的桩位布置图，尽量利用工程桩作为立柱桩以降低工程成本。③明确建筑主体结构地下室层数、各层楼板和底板的布置、标高以及地面标高，为确定土方开挖深度、选择围护墙、支撑型式和布置以及换撑等提供基础资料。

4.2支护桩施工

支护桩是深基坑支护工程中主要承载结构，因此，必须重视支护桩的施工过程。一般情况下，支护桩可以分为人工挖孔桩以及钢筋混凝土护臂。就灌注桩而言，往往采用吊桶的手法来挖掘桩孔，在施工过程中必须严格控制钢筋笼安装、混凝土灌注以及成孔等各项施工工艺，否则会直接导致深基坑支护工程失去实际价值，甚至严重影响建筑工程主体的建设质量。

4.3土方开挖

土方开挖是指挖掘建筑基坑的过程。在土方开挖施工过程中，应当及时把挖出的土方运出施工场地，同时要及时清理，尽可能降低施工对周围环境的影响。在土方开挖施工过程中，如果出现异物或者挖断地下管线等异常现象，应当立即停止施工并及时上报交由相关专业人员进行处理，待处理结束后才可继续施工。

4.4排桩加环撑

在实际运用排桩的过程中，可以结合使用环撑以支护深基坑。在深基坑支撑过程中，可以先利用钢筋混凝土钻孔灌注桩、挖孔桩、工字钢桩或者H型钢桩进行规则排布，并以此为基础来建造地下层级，从而使支护结构呈圆形结构以确保其稳定性。

4.5基坑支护监测

在深基坑支护过程中，必须要严格检测基坑支护，以利于施工方掌握施工效果。在基坑支护监测过程中，应当重点监测支护结构的完整程度、强度、变形及位移情况等重点指标。一般情况下，在基坑开挖施工开始时，每隔2～3d监测1次施工现场。如果发现问题，一方面要及时解决出现的问题，一方面要合理的增加监测频率，以确保基坑支护工程的质量。

4.6环撑的拆除及换撑

换撑通常在拆除环撑之前进行。在拆除环撑时，应当严格根据换撑方案来进行，只有换撑强度满足设计要求，才能拆除环撑。同时，在拆除环撑以及换撑过程中，应当加强监测，并落实各项安全措施。

5　结语

深基坑支护施工技术是发展潜力和应用前景极为广阔的高层建筑施工技术。高层建筑工程数量和工程环境的复杂程度的不断增加为深基坑支护施工技术的发展提供了充足的应用空间。有理由相信，在不断的工程实践中，随着深基坑支护理论和技术的不断创新与发展，深基坑支护施工技术水平将会不断的得到提高和发展。

［1］汪福元.高层建筑深基坑支护施工技术探讨［J］.科技创新与应用，2013（21）：62～63.

［2］期 翁，新 芳.浅谈高层建筑深基坑支护施工［J］.城市建设理论研究，2012，12（10）：56～58.

［3］厦门市建设委员会.深基坑支护技术［M］.北京：中国水利水电出版社，1999.

［4］赵锡宏.高层建筑深基坑围护工程实践与分析［M］.上海：同济大学出版社，1996.

卜伟元（1979-），男，工程师，本科，主要从事建筑施工工作。

TU753

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2095-2066（2016）19-0137-02

2016-6-20