探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术

亓荣集

（山西省安装集团股份有限公司，山西 太原 030032）

1 高层建筑深基坑支护施工规范要求

深基坑支护是在施工现场临时进行搭建的地基，对于高层建筑建设的前期很重要，使能够辅助建设基坑，合理建设地下管线。高层建筑建设的深基坑普遍控制在6m 深，基坑建设的必须要符合规范的建设标准。依据地下结构的实际情况做好安全防护，注意周围的损坏问题，能够确保后续工程建设工艺顺利进行，确保高层项目建设的实效性。对于大型较复杂的高层建筑来说，进行深基坑的标准更高，必须要确定好实施要求[1]。按照高层建筑的实际施工面积对深度进行确认，对前期进行充分调查设计，且以节约土地资源为前提，规范设计深基坑。需要依据不同区域的实际地质，采取相适宜的深基坑支护作业方案。在进行深基坑开挖的前期，要对岩土的性质进行重点分析，分析其土质是否均匀，是否符合基坑稳定施工的规范标准。施工人员必须要对建筑周边环境做好调查分析，评估存在的风险，对可能产生的影响进行判断。高层建筑建设的周边条件复杂[2]，包括给水管线、地下管线、排水管线、雨水管线、通信管线、新修旧改等，促使施工的不确定性比例较大，风险性提升。在进行深基坑施工时，必须结合周边实况做好加固，评估地基震动、季节变化、温度等情况，根据深基坑作业的随机性以及时间，规划支护标准的作业方案，确保地基建设的稳固性，提升整体建设质量。

2 影响深基坑支护形式选择的因素

2.1 地下水因素

地下水源是建筑工程施工前需要重点考察的因素，与深基坑施工的安全性密切相关。在特定的施工运行阶段，基坑可能会导致地下水的基础条件发生变化，若水源完全流向基坑方向，基坑的整体质量则会相应降低。地下水的无序渗流必然会对基坑壁的稳定性产生不利的影响，又因砂层的渗透能力较强，极有可能造成地下水涌出。另外，一旦砂层中的压强较砂石的渗漏承载负荷大，就会产生泥石化现象。

2.2 土体因素

基坑支护施工技术的意义在于保障建筑工程周围建筑的安全。从建筑学理论的角度上看，不论施工技术优越与否，均无法避免对整体环境造成程度不一的破坏性影响，其中以土体强度的变化较为常见。深基坑支护施工过程中，周围土体出现变形的情况并不少见，故在选择深基坑支护形式时需要全面分析和管控建设行为对土体的影响，并采取合理的支护施工技术，有效预防建筑工程周围的土体发生变形。

2.3 安全监测因素

任何涉及基坑工程的安全问题，均与施工不规范密切相关。对基坑支护进行标准化的监测，一方面可以保证工程设计工作的科学性，另一方面可以有效地预防工程突发事件的发生。基坑支护安全监控技术的核心，是指在实际施工过程中，严格按照机械设备的使用说明进行操作，并动态化监控基坑施工的各个环节。结合前期基坑作业阶段的监测成果，获得大量与地质体相关的属性数据以及空间数据，将所得数据输入计算机，建立数据库，高效进行对比勘察、规划，评估初步规划的成果，有助于判断深基坑施工方案的科学性。

3 高层建筑深基坑支护施工

3.1 深基坑支护排桩施工

针对工程项目，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。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。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。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3.0～3.2m。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。

3.2 土层锚杆基础支护的技术

在土层锚杆基础支护技术实施的具体过程中，不可以违背锚杆作业的规范要求，要运用适宜的钻取设备开展钻探施工。需要作业人员钻探前期明确好钻机的固定位置，才能够准确的进行泥浆注入，要防护好钻孔具体穿线位置，然后再做好补浆作业。切记作业的具体中，不可以忽略上锁的工作，做好安全防护，确保施工实施稳固作业，并根据标杆的实际位置做好分析，选择科学的技术方案，精确进行测量，控制好锚杆的范围以及角度。必须要由专业人员按照标准要求，对悬空深度进行适当调整，对作业工序严格进行管控，当有障碍物产生后，需要及时停止作业，并做好清扫工作，将障碍物清除干净。选配专业技术人才时，必须符合支护施工技术要求，对材料质量进行严格的监督管理，以达到打孔灌浆施工的基本需要。需采用适宜的搅拌灌注方法，控制好具体的灌注速度，需要保持均匀性，才能够提高灌注安全质量。

3.3 土钉墙支护施工

作为土钉墙支护的核心，增固墙体能够有效增加混凝土的面层厚度。高层建筑工程深基坑施工作业过程中，施工人员务必深入探究土体和土钉之间互为牵制的机制，对可能引起土体变形的风险因素予以管控。深基坑作业期间，施工人员要在技术人员的指导下进行土钉拨拉试验，确定钻孔深度适宜，再钻孔、注浆，注浆期间严格管控水灰比，保证泥浆凝结后能够与土体有效相融，充分发挥深基坑结构的支撑作用。土钉墙支护施工工艺流程为：周边放样→土层开挖→修坡面层→支护内部排水系统施工→初喷混凝土→土钉制作及成孔→安装土钉、注浆、焊连接件→编制钢筋网→复喷混凝土面层→地表排水、基坑排水系统施工。周边放样作业前，需要根据土钉墙的实际施工方案提前进行放样调控，尽可能避免出现偏差，一旦发现偏差，及时开展专项探究。土层开挖作业过程中，技术人员需要把控开挖的深度与施工设计方案的要求一致。支护内部排水系统施工前，首先需要根据设计图纸、基坑上下口线之间的距离要求，对积水沟、积水坑开展开挖作业，如地下水位低、底层松软，可借助微型栓组成超前支护；如地下水位高，则可通过增加隔渗帷幕的方法进行施工。土钉制作及成孔要进行精确测量，使土钉规格规范化，并对深基坑进行实地勘察，选择孔径一致，且有质量保证的土钉。土钉打入前，确定入钉位置的精确性，打入时注意角度，然后根据施工要求开展注浆、焊连接件作业。与此同时，土钉锚管注浆时，注浆管应插至孔底，有序注入，拔管操作需要与注入同步进行，采取口部高压注浆，然后予以封孔操作。进行编制钢筋网时，施工人员需要在技术人员的指导下绑扎或点焊双向钢筋网，控制钢筋网的误差≤20mm，由此保证土钉墙支护施工的整体质量。

3.4 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。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。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。桩机的水平、竖直度应在相应的标准下进行检查。

图1 套接-孔法施工顺序

3.5 混凝土灌注桩

混凝土灌注桩是指在施工现场利用成孔机械或人工成孔，下钢筋笼后灌注混凝土的基桩，具有强化地基、加固基层、优化承载能力的作用。混凝土灌注桩施工工艺流程如下：施工平台整平→测量、放线、定桩位→浆池及浆沟开挖→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔→清除孔底沉渣及废浆→清孔换浆→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼和钢导管→浇筑孔内混凝土→成桩。正式施工前，需要对邻近建筑物、构筑物的位置、距离及地质条件等进行实地勘察，绘制施工场地的剖面图。钻孔作业完毕后，需对孔洞的深度、孔径及位置进行检验，确保其符合要求。采用水下混凝土灌注时，混凝土中适当减少缓凝剂，以延长混凝土的初凝时间，提高其和易性。钢筋笼入孔通常使用吊车，对于小口径桩，可选用钻机钻架、灌注塔架。此外，下钢筋笼要对准孔位中心，使其缓慢、顺直下放，待其就位后即刻使用钢丝绳固定，安放导管、清空及灌注混凝土等施工环节期间避免碰撞孔壁，以防止位移。

4 高层建筑工程深基坑支护施工管理措施

4.1 加强对深基坑支护中变形的观测

施工过程中必须由专业人员对土体变形、深基坑变形及时观察，实时监控相关信息才能够给工程师科学的数据参数，使相关人员能够设计出具有科学性挖掘支撑方案。当有计算出数值无法和工地的实际参数相符合时，必须要有专业人员按照实际需求进行正确修正[3]，以保证能够与工地数值不相冲突。相关人员在检测变形数据的具体中，必须要依据设计方案内容做好测量，提高测量值的精准性，并及时向施工单位反馈测量值。一旦产生变形问题，建设单位应及时进行补救[4]。一旦发生严重变形以及滑移，施工单位要及时安排专人勘察现场，查找问题的主要根源，运用有效途径进行妥善处理。图2 为建筑深基坑支护中变形的观测。

4.2 积极引进最新的支护结构计算方法

当前深基坑支护技术新思路以及新举措相对较多，需要与各种支护方式进行有机合理的结合，需要相关人员不断地引进新的支护结构计算方法[5]，才能够确保边坡支护结构的稳固性，且需要衔接好短期辅助支护结构和长期支护结构，才能够不断的提高支护结构相关数据的精准性。

4.3 严格落实施工技术监管内容，确保施工质量安全

现场施工人员要严格监管工地，一方面，要健全建设组织，根据技术监督规范，进行管控，构建科学技术管理体系。一定要严格管控施工现场的工艺流程，定期进行管理，预防二次出现潜在问题。施工单位可以进行相应的技术培训活动，让参训的人员对深基坑支护施工关键工艺有清晰的认识。另一方面，监理单位要发挥自身的作用，对施工现场的作业工序进行科学管理。若作业人员不按照规范进行作业，一定要严肃处理。另外，建设单位必须狠抓质量管理。如根据质量验收管理制度要求，对深基坑支护施工中出现的质量问题，可反复检查，保证精细化管理落到实处。

5 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。