浅谈高层建筑中深基坑施工技术的应用

2013-08-15高岳蓉舒克勇

中国建筑金属结构 2013年22期

关键词：拱圈土钉深基坑

高岳蓉，舒克勇

（1.沈阳天诚建设工程监理有限公司，辽宁沈阳 110015；2.中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁沈阳 110015）

目前，深基坑支护施工技术成为我国高层建筑的基础工程技术之一，在施工过程中根据不同的施工环境、设备等条件选择合理的支护方案是确保高层建筑工程质量的重要措施。本文结合多年的工作经历，探讨深基坑支护施工技术在高层建筑中的应用。

1 高层建筑深基坑工程的特点

1.1 基坑深度比较大

由于高层建筑使用功能的复杂性，建筑不仅向地上高层发展，地下空间也是越来越多，多层地下室已经普遍出现在城市建筑中，因而对基坑开挖的深度也是越来越大。

1.2 施工环境复杂

通常高层建筑都是出现在人烟密集和建筑物比较集中的地方，周围不仅分布大量各种建筑，而且地上和地下分布各种管线，深基坑施工不仅需要确保工程本身质量，还需保护周围和地下设施，因此施工环境变得日益复杂。

1.3 基坑支护方法多

目前深基坑工程的支护技术也是越来越多，例如钢板桩支护技术、深层搅拌支护技术、地下连续墙支护技术、排桩支护技术、土钉墙支护技术、拱圈支护技术等，不同的支护技术适用于不同类型的建筑，需要工程设计人员酌情使用。

1.4 基坑支护病害影响大

由于高层建筑的支护系统结构比较复杂，支护结构如果没能够发挥应有的作用，轻者损坏周围管线和房屋，严重情况还会引发工程施工质量和安全事故及建筑功能丧失，因而必须对高层建筑的深基坑支护进行科学合理的设计，选择安全可靠的支护技术。

2 高层建筑深基坑支护施工技术

2.1 钢板桩支护技术

钢板桩主要是由带锁扣或者带钳口的热轧型钢制成的，然后将钢板桩相互连接形成钢板桩墙，主要用于挡土和防水，目前钢板桩的常用截面形式有U型、Z型和制服板型等，由于钢板桩的制造和施工比较简单，已经广泛应用到深基坑支护中，但是钢板桩支护技术也存在以下不足：施工噪音比较大，影响建筑周围的环境，可能会导致周围建筑的地基变形，不适合用于人口和建筑密集的地区；钢板桩具有高柔性，如果支撑系统设计不合理，很容易产生变形，基坑深度超过7m，不宜采用这种施工技术；建筑地下室施工结束之后还要将钢板桩拔出来，这过程中需要考虑对建筑本身和周围的影响。

2.2 深层搅拌支护技术

深层搅拌桩支护技术通过机械搅拌技术，将水泥作为固化剂，利用水泥和软土的物理和化学反应，形成具有一定强度、稳定性的水泥土挡墙，这种支护技术主要应用在粘土、淤泥质土等软地基中，但是不适合用于盐碱度较高的地下结构中，并且深基坑的深度不超过6m，因而采用这种支护技术必须要对建筑地基的土质进行试验和考虑基坑的开挖深度。

2.3 地下连续墙支护技术

地下连续墙支护技术主要用于深基坑地下水位以下的粘质土和砂土层等复杂的地质环境下，尤其是需要将深基坑的墙体插入很深的情况下。地下连续墙支护技术对于防渗水和止水具有无可比拟的优势，同时墙体的整体刚难度大，高层建筑的深基坑支护工程已经广泛应用这种支护技术。地下连续墙支护技术具有施工技术要求低和工程成本低等优点，但是不适合用于坚硬的地质环境中，无疑会增加地下连续墙成槽的难度，如果地质条件更为复杂，还需要使用专门施工机械，将会增加工程成本。

2.4 排桩支护技术

排桩支护技术是以柱列形式间隔设置挖孔灌注桩或者钢筋混凝土钻孔的支护技术，主要起到挡土的作用。排桩支护结构主要有桩与桩之间密排布置和桩与桩之间具有一定间隔的疏排布置形式，将具有较好的刚度。这种支护技术的钻孔可以是人工或者机械操作，不需要大量的机械施工设备，施工要求比较简单，对周围环境影响小，要比地下连续墙支护结构的造价低得多。

2.5 土钉墙支护技术

土钉墙支护技术主要用于稳定边坡和开挖土地的情况，具有施工方便、安全性高和经济效益好的优点。土钉作为基坑土体加固的一种细长杆件，依靠土钉墙和土体之间的粘结力或者摩擦力来应对土体变形位移产生的被动承受能力。土钉墙支护结构是由喷射混凝土面层、土钉群和加固土体组成，由于土钉墙支护结构需要土体具有较高的稳定能力，受到较多地质条件限制，复合土钉墙支护技术的出现对应对抗变形、防渗水和挡土作用比较突出。

2.6 拱圈支护技术

拱圈支护技术分为非闭合拱圈和闭合拱圈两种，而拱圈也分为圆拱、椭拱和二次曲线拱等形式。拱圈主要用于挡土，具有较高的水平方向土压力的承受能力，并且施工工艺比较简单，施工速度快。

3 高层建筑深基坑施工的注意事项

3.1 施工前的准备工作

深基坑施工前首先必须对基坑周围的地质进行勘察，对基坑的水文条件和工程地质条件做到充分了解，根据建筑使用功能和周边环境制定深基坑支护施工技术；其次是施工人员要明确施工设计图，熟悉各种施工方案，制定工程施工材料的购买计划，保证工程材料供应，以免影响工程进度；最后是选择经验丰富的施工单位和施工人员参与到深基坑施工中，消除工程隐患。

3.2 施工过程的质量和安全控制

首先做好深基坑施工工作，由于深基坑施工是一个复杂的系统工程，包含很多环节，并且每一个环节都会影响工程质量，一旦疏忽很可能出现重大安全事故，造成重大损失，因而施工单位必须按照施工方案进行施工，不得随意更改施工方案，严格遵守各项法律法规及技术标准和规定，确保工程质量。其次是做好地下水的控制工作，很多深基坑施工都是由于没有做好地下水控制工作而造成地表沉降和坍塌等工程事故，地下水控制主要形式有截水、集水明排、降水、回灌等，一旦发现漏水必须及时采取治水措施，并找到漏水源头进行截断处理，尽量减少地下水对工程施工的影响。最后是随时监测土体位移情况，一旦超过警戒线，必须立即停止施工，进行补救处理。