高层建筑基坑支护质量控制探讨

2012-08-15刘焱

科技视界 2012年5期

关键词：排桩土钉灌注桩

刘焱

（广东宏达建设工程有限公司广东东莞 523000）

深基坑工程是建设工程施工中内容丰富且富有变化的领域，是高层建筑工程施工中最为复杂的技术领域之一。它不仅要保证施工过程中的稳定，而且要严格限制周边的地层位移以确保环境安全。因此，深基坑工程设计与施工必须要引起高度重视。

1 深基坑施工要点

1.1 基坑深度不断增加

为了使用方便、节约土地，为了符合城市管理规定及人防需要等，建筑不断向地下发展。过去建l～2层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。现在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已经很平常，5～6层也很多见。因此，基坑开挖深度多在lOm～16m之间，深度在20m左右的也很多。

1.2 建筑工程地质条件越来越差，基坑周围环境复杂

在某些沿海经济开发区，建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中，高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而一般情况下，这些地方的原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

1.3 基坑支护方法多

现在，深基坑支护的方法越来越多，如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等，还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。

1.4 基坑支护工程的事故隐患较大

深基坑支护工程技术较复杂，而且当基坑支护失效时，会造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。因此，在具体的工程实践中，科学设计和处理深基坑支护结构，并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。

2 深基坑支护类型施工技术

对于深基坑支护类型的选择要综合考虑多种因素，例如，施工技术水平、基坑开挖深度、天气与降水条件、地下水位、场地土质条件、场地周围建筑物以及支护结构的要求期限等。

2.1 周边放坡开挖

所谓放坡开挖，就是将深基坑的周边维护结构进行按一定角度的放坡施工，这种方案施工简单、方便、经济，但是需要开挖大量的土方。当建筑场地可使用的范围比较开阔，地质条件良好，地下水位低，排水条件较好，以及放坡对相邻的建筑物不会造成较大的影响时，可以考虑使用基坑周边放坡开挖的方法，分为基坑完全深度的或局部深度的放坡开挖。

土方边坡的大小，应该根据挖方深度、土质条件、填方高度、水质条件、施工工艺、荷载形式与大小、使用期限等因素综合考虑决定。土方边坡的类型有直线型、折线型和阶梯型。放坡开挖时如果边坡太陡，容易发生土体失稳，引起塌方事故，如果边坡太缓，不仅浪费空间，增加工作量，而且会威胁到其他建筑物的安全，因此，必须合理确定边坡的大小以满足安全可靠、经济合理的要求。

2.2 土钉与复合土钉墙支护

此深基坑支护是以土钉作为主要受力部分的支护技术，土钉是一种用来加固和锚固场地原来土体的细长杆件，主要组成部分有密排的土钉、混凝土喷射表层、经过加固处理的原位土体以及防水部分等，故又称为土钉墙。土钉主要是依靠土体受力变形时与其之间形成的被动粘结力或者摩擦力来发挥作用。

土钉与复合土钉墙支护技术节省材料、工作量小、工期短，施工方便，对周围环境的影响小，而且变形小，利于基坑施工，经济效益明显。当深基坑施工场地较狭小，放坡不方便，相邻的已建成建筑物受影响的程度较低或者基坑周边的土体可以利用，场地地下水位低或者排水条件好等条件成立的时候可以考虑使用。土钉与复合土钉墙支护主要适用于地下水位以上土体或者经过降水处理之后的砂土、粘土和粉质土等。

通常的施工技术为在土体中预先按确定的位置钻孔并且标记编号，放入变形处理的钢筋并且运用设备对钻孔全长进行灌浆，倾斜的孔适宜运用重力灌浆，水平的孔适宜运用高压或低压灌浆，进行二次高压注浆的话可以有效的提高土钉的抗拔承载力，而后在表面铺置08-010的钢筋网片，由下而上在表面喷射混凝土，最后分层开挖土方即可做成。

2.3 排桩支护

基坑排桩支护技术是基坑支护方案里十分常用的类型，利用混凝土灌注桩或者钢桩独立的支挡土体，也可以与锚杆或土体内部设置的支撑构件相互配合共同支挡土体。可根据实际情况作为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式或锚杆式支护结构等。混凝土灌注桩造价经济、施工方便、易于布置，钢桩承载力高，可重复使用，但价格较高。

进行排桩支护的基坑工程，应该支护之后再进行开挖，场地内应有可靠的泥浆输送排放系统，当排桩涉及到含有地下水的土层时，应当采取一定的隔水止水措施，以确保基坑内部与相邻建筑物的安全问题。

排桩支护的施工技术，灌注桩按照施工成孔的方式不同可以分为泥浆护壁钻孔灌注桩、干作业成孔灌注桩和套管成孔灌注桩，灌注桩施工→桩机移位→桩的养护→破桩→冠梁施工。钢桩预制桩按照施工沉桩的方法不同分为单独打入发和围檩打入法，测量→桩机就位→立桩→打桩→接桩→收锤移位→截桩头→冠梁施工。关于监测问题，混凝土灌注桩要对钻孔质量、钢筋放置、混凝土灌注，桩位偏差、垂直度偏差、桩底余渣、桩身完整性等方面进行监测，而对于预制桩，应该对表面缺陷、桩身挠曲度、桩的尺寸位置等方面进行监测。

当基坑的深度较大时，采用排桩支护的费用较高，不经济，可以考虑采用排桩与锚杆相结合的方式，即在排桩墙上设置1-2层锚杆来共同承担土体荷载。

2.4 逆作法与半逆作法施工

逆作法施工目前是高层房屋建筑物最先进、技术较成熟的施工技术方法。这种施工方法采用平行立体操作，节省工期，对天气的依赖性小，同时最大可能的利用地下空间，由于土方开挖与上部施工的交替进行，减小了上部荷载对土体持力层的压力，当基坑的深度较大时多采用，充分利用地下室主体结构进行支护，但是，由于施工方法支撑设置位置受到限制，因此，支撑会是开挖工作变得相对复杂很多。

逆作法的施工技术，沿着地下室的基坑周边间隔一定的间距预先设置混凝土钻孔灌注桩或者人工钻孔桩，然后逐层向下采用逆作法进行施工。

此外，深基坑支护类型还有水泥土墙、锚杆、不设锚杆沿基坑周边设置闭合的挡土拱圈、水泥搅拌柱、喷锚网支护、环形支护等等多种类型。

3 深基坑支护突发意外应急处理

为了保证施工人员的安全，同时确保工程质量，施工现场应该对突发意外有一定的应急处理方案。例如，施工现场应该准备充足的机械设备与材料以防材料短缺或者设备出现故障无法正常运行，发现有漏水事件的时候应该及时采取止水措施并查找源头进行截断处理，当地面或侧壁出现裂缝时应该尽快用泥浆进行灌浆修补，防止地下水的渗透破坏，在施工过程中如监测到土体位移过大时，应暂时停止施工并分析原因、采取适当的补救措施等等。