高层建筑深基坑支护施工技术研究

汤 韬（湖南省沙坪建设有限公司，湖南 长沙 410000）

对于深基坑工程而言，在实际施工过程当中出现的很多问题都是因为不合理的施工方法所导致的，因此在施工之前应做好充分的准备工作。如果选择不正确的方法进行施工时，不仅导致建筑工程质量不符合规范要求，还会对楼房的安全性与稳定性造成一定的损害[1]。在深基坑工程当中需要注意很多的问题，任何一个环节对于整个施工过程都是比较重要的[2]。因此，要及时地掌握施工的相关技术知识，科学设计施工方案，结合工程实际，控制支护施工质量，发挥支护施工在建筑工程中的更高效益。

1 高层建筑实例

所选的高层建筑实例位于湖南省某地区，建筑项目概况见表1。

表1 高层建筑概况

掌握此工程项目的基本概况后，对项目所在地的地质环境、运输条件进行分析。

（1）地形地貌：此标段施工区域线路主要沿湘江流域，周边占地多为商业住宅、少量厂房、村落和鱼塘；

（2）运输条件：城市道路紧临项目，可作为物料运输主要通道；另外横向连接有4 条地方道路，均可为工程施工运输提供支持；

（3）水源：生活用水和拌和用水接驳当地自来水；

（4）施工用电：施工中的机具设备使用反循环汽车钻机，自带发电机。

通过上述分析可知，此工程项目所在地的施工条件相对较好，无论是现场运输或是其他辅助设施，均可为工程的规范化实施提供帮助。因此，在施工过程中，只需要根据工程质量需求与施工要求，设计科学、合理的施工方案，并按照方案规范化施工即可。

2 高层建筑深基坑支护施工

2.1 深基坑支护排桩施工

针对上述工程项目，选用反循环机械钻孔灌注桩作为深基坑中的支护排桩结构，共设置522 根桩结构。桩结构规格为Φ1000mm，桩与桩之间的距离为1325mm，每根桩净长20m，采用强度等级为C30的混凝土材料制作而成。在对上述桩结构进行施工时，选用工程钻机进行钻进施工，在完成成孔施工后，按照钢筋笼安装——下导管——反循环二次清孔——灌注混凝土的顺序完成施工[3]。根据不同的地质条件，选用不同的钻头，可以达到事半功倍的效果，而且不容易发生质量安全事故。针对上述项目，拟使用圆锥形的翼形合金钻具。同时，这种钻头在湖南省地质条件下也较为适宜。钻头直径按照桩径来确定，在岩层上的桩径一定要达到要求，但也要防止出现砂层扩大的情况。钻孔作业时用钻头的中心交叉点与枕木轨道交叉的交叉点对准，在作业中应保证误差不超过5mm。钻杆的垂直度误差不得超过1%，而水平度则由水平尺测量，误差同样不得超过1%。

在完成成孔施工后，制作钢筋笼并完成其安装。将钢筋按照300 个接头为一批，制作成一组焊接构件。钢筋笼的制造采用焊接技术，所用的焊条必须具有生产许可证和质量保证，并且焊条的类型要符合要求[4]。在焊接过程中，一定要调节好焊接电流，否则会产生过焊现象，电流太小会造成虚焊，而且要保证单边焊的直径不小于10 倍。在完成钢筋笼的安装后，进行混凝土灌注施工。采用规格为Φ250的导管，要求其管壁不得小于3mm，采用丝扣方式进行连接，每根导管的长度应当控制在3.0m～3.2m之间。采用C30商品混凝土，含沙量应在40%左右，细集料是中等粗砂，粗集料直径不超过40mm。另外，在商品混凝土灌注前，还要测试坍落度，控制在200mm以内。

2.2 水泥搅拌桩支护施工

在水泥搅拌桩施工时，采用三轴水泥搅拌桩，其桩径为750mm，两个桩之间的距离为500mm，桩底部进入到强风化岩厚度不得小于0.5m。在施工过程中，可采用套接—孔法施工方式，如图1所示。

图1 套接—孔法施工顺序图

按照图1 的顺序进行施工。再采用挖土机进行开挖沟槽施工，每条沟的宽度和深度均为1.2m，按桩位中心线确定[5]。为了便于打桩，其余的都要搬到合适的地方。施工现场的桩机要统一安排，在施工之前要注意周围环境，发现有障碍要立即清理；在完成移动后，要对位置进行检查，如果误差超过50mm，则要及时校正[6]。桩机的水平、竖直度应在相应的标准下进行检查。对于水泥浆液的制备，可结合下述公式确定单桩的水泥量：

式中S代表单桩水泥量；y代表桩结构的有效长度；s代表桩面积；m代表水泥掺量；r代表土容重。

对于水泥浆完成配置后的停滞时间应进行严格控制，一般不超过2h，若超过则水泥浆直接作为废液处理，不得再应用到施工中[7]。三轴混凝土搅拌桩的四搅两喷施工必须保证搅拌均匀，并严格控制在0.6m/min[8]。三轴搅拌机灌浆下钻时，混凝土的使用量约为65%，而在提升时约为35%。注浆必须持续、均匀，并与泥浆压注同时进行。根据上述施工得到如图2 所示的深基坑支护剖面图。

图2 深基坑支护剖面图

3 实证分析

3.1 基坑施工准备工作

首先应加强对周边环境的观察，注意与周围环境之间的联系；加强对周围地下结构的了解，并结合工程实际情况制定出相应的措施和方法。

对于深基坑支护施工而言，现场支护除了要保证在开挖时不影响建筑主体的正常施工之外，还要保证施工质量。

因此，在进行深基坑支护施工时需要做好以下几方面工作：一是完善基坑周边环境调查工作；二是选择可靠方法实施开挖工作。

施工前应根据现场情况制定周密的施工方案，做好施工现场的安全防护工作，有效保证施工安全。在基坑支护施工过程中，基坑工程的施工区域内应设置警示标志，并安排专人进行看守。在基坑支护施工时应该使用锚索方法保证工程周边环境的稳定性，同时，确保其周围环境不会对基坑施工质量和安全造成影响。在此基础上，选择该工程项目在施工中所需的多种机械设备，见表2。

表2 深基坑支护施工机械设备准备

3.2 支护施工设计

设计深基坑施工过程中管桩与承台结构的连接放大样图，如图3所示。

图3 管桩与承台结构的连接放大样图

高层建筑施工时，一般都会在基坑周边设置一些施工围挡，但是围挡会对地面产生一定影响。因此，围挡时必须要采取一些防护措施，同时，还要根据工程情况进行判断，对建筑物的高度以及基坑深度进行相应的计算。

在计算基坑深度时，要按照建筑物结构体系以及建筑物地基处理流程计算。设计支护结构时，必须严格控制地表以下地层变化情况，不能出现失稳情况。

施工时应对地层稳定性做出有效评估和控制，否则会导致地下地层出现位移或者沉降现象，造成建筑物无法继续运行以及地基失稳，从而发生安全事故，严重时还会导致建筑整体安全出现隐患。

开挖过程应该按照规范化的施工流程实施，按照从下至上的方式，逐层计算坑宽，在开挖到一定深度时，一定要对坑内土层进行排水处理。

3.3 支护效果校验

对深基坑支护施工后的沉降量进行测量，要求连续测点之间的沉降差值不得超过3mm，单点累计沉降不得超过10mm，结果见表3。

表3 深基坑支护后测点沉降量

根据表3深基坑支护后测点沉降量统计结果可知，连续测点之间的沉降差值未超过3mm，单点累计沉降未超过10mm。说明所设计的支护施工技术可以有效控制基坑作业面的沉降，使支护施工在建筑工程项目中达到预期效果。

4 结语

随着工程方施工技术水平的持续提升、居民群体安全意识的不断提高以及建筑行业的发展，我国在基础工程建设施工方面取得了巨大成就，相关研究成果不仅带动了建筑业发展模式的转变，同时也为未来经济发展提供了良好基础设施条件。随着高层建筑的发展，早期未关注到的工程质量问题逐步受到重视，包括施工中混凝土基坑结构裂缝、渗漏问题等。针对此方面问题，施工方需要结合工程实际，采取有效的措施对工程病害进行预防。对于深基坑支护技术应用而言，工程方首先要提高对建筑物的保护意识，完善对项目安全的管理制度。并且要有专业人员对深基坑支护施工技术等方面进行正确的分析和研究，在具体实践中也要充分发挥专业人员的作用，保证施工后投入使用的建筑可以达到国家质量验收规范要求。