高层建筑深基坑支护方式的分析

2015-11-03冯周飞

建材与装饰 2015年43期

关键词：土钉深基坑土体

冯周飞

（广西水文地质工程地质队　广西　柳州　545006）

高层建筑深基坑支护方式的分析

冯周飞

（广西水文地质工程地质队广西柳州545006）

随着社会经济的不断发展及城市用地的日益紧张，高层建筑已经成为当前城市的一种主要建筑类型。在这样的情况下，要对高层建筑深基坑开挖的安全性及可靠性形成保障，就应对深基坑的支护方式进行科学合理的设计。不同的支护方式对于深基坑开挖的影响也各不相同，本文特对常用的几种深基坑支护方式进行了分析，仅供参考，欢迎批评指正。

高层建筑；深基坑；支护方式

引言

大量相关工程实践表明，与低层建筑相比，高层建筑在缩减建筑用地、提高社会经济效益方面具有着更为明显的优势。但高层建筑同时也存在着结构复杂、施工工序较多、施工难度较大、施工工期较长等特点，这便向结构设计的专业性及安全性提出了更高的要求[1]。随着当前高层建筑对于基础要求的日益增高，对于深基坑的支护要求也逐渐越来越高，本文特对主要的几种支护方式做出了研究，现总结如下。

1　高层建筑中深基坑支护的常用技术

1.1钢板桩支护

钢板桩主要是由带锁口或钳口的热轧型钢所制成，将这种钢板桩进行相互连接后，便可形成钢板桩墙。挡水与挡土是钢板桩墙的主要应用范围，钢板桩常用的截面形式多为Z型、U型及直腹板型[2]。钢板桩基于其施工工艺相对简单的特点，在高层建筑深基坑中得到了较为广泛的应用。但同时钢板桩也存在着噪声较大、振动较强的弊端，应用的过程中可对施工场地周围环境造成较大影响，或可导致临近地基产生变形现象，因此不宜在人口聚集或建筑物较多的地方应用。

1.2地下连续墙支护

基于地下连续墙止水防渗能力较强、整体刚度较大的特性，在地下水位以下的砂土及软粘土等多种地层条件及复杂的施工环境中较为适用，尤其在基坑地面以下有深层软土的情况下，地下连续墙可将墙体插入较深的地方，具有较高的应用价值。对于深度大于10m或对环境保护要求较高的工程，地下连续墙可作为主要的支护方案进行考虑。

1.3深层搅拌支护

深层搅拌支护主要将水泥作为固化剂，通过机械搅拌来对固化剂与软土剂进行强制拌合，随着软土剂与固化剂的逐渐硬化，便将形成具有稳定性、整体性及一定强度的水泥土挡墙。在粉土、粘土、素填土、淤泥、淤泥质土、粉质粘土等土层，深层搅拌支护可作为一种有效的支护结构，且基坑开挖深度应以不超过6cm为基准[3]。

1.4排桩支护

排桩支护是一种以柱列式间隔布置钢筋混凝土钻孔、挖孔灌注桩为主的一种支护形式。柱列式间隔布置形式可表现为桩与桩相切的密排布置形式，或桩与桩之间具有一定净距的疏排布置形式。柱列式灌注桩作为一种挡土围护结构，其具有着较好的刚度，但同时也需要通过桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁来对各桩进行联系。排桩支护的原理在于可通过桩间或桩背的高压注浆来对搅拌桩、旋喷桩进行设置，或采用在桩后构筑防水帷幕等措施来促使夹带土体颗粒的地下水由桩间孔隙向坑内渗入[4]。机械钻孔与人工挖孔均可用于灌注桩，无需利用大型机械进行操作，具有着施工较为简单的优势，且在震动、噪音及挤压周围土体方面造成的危害相对较小，成本相对低廉。

1.5土钉墙支护

土钉墙支护作为一种新型挡土技术，基于其经济、可靠、便捷的优势，在当前开挖土体与稳定边坡中得到了较为广泛的应用。土钉属于一种细长杆件，多用于对现场原位土体进行加固，制作方法为将其放入变形钢筋后沿孔全长注浆，并对其与土体间的摩擦力或粘结力进行利用，在土体产生变形的状态下承受拉力。喷射混凝土面层、密集的土钉群及被加固的土体均属于其支护体系，在随挖随支的工艺影响下，土体强度可得到有效的维持，对于减少土体的扰动有着重要的意义。进行土钉墙支护时，其位移曲线大致如图1所示。

图1　土钉墙位移曲线

2　工程实例分析

2.1工程概况

以某一高层小区的深基坑开挖工程为例，该小区位于南区A1～A2高层，占地面积约为3676m2，总高为49.45m，共分为地下1层与地上15层，基坑开挖参数如下：平面尺寸约190m×50m；开挖深度为4.7m。该工程东临小河，西临城市污水管，南北两侧各为城市道路，其场地土的基本物理性质详情见表1。

2.2工程处理方法

根据该工程的实际情况，对其进行深基坑开发的具体步骤大致可概述如下：①边坡的处理。a.边坡卸载。在进行边坡处理时，首先应对土钉墙的稳定性及周边环境的安全进行严密考量，将临近人行道旁的部分土进行卸载，一方面可以减轻主动土压力对土钉墙所产生的作用，另一方面可使地下的给水管与通信光缆得以充分暴露，以便于对其有否变形进行密切观察，最后，还可加固一道锚杆，以对卸土边坡的安全形成保障；b.对东侧小河的挡墙进行拆除；c.对西侧的污水管道进行暂时改道处理，直至主体结构完工后再将其恢复；d.为使南侧边坡坡度变缓，可对其进行部分卸土。②基础处理。a.换土处理。将原有的淤泥质土以1：3的砂石进行换填，A1基坑、A2基坑分别换填1.5m、1.8m，将砂石进行换填后，再加入20cm的级配石，以确保送桩机进场时桩头不受到破坏，使地基承载力得以增加；b.静载送桩。对每棵桩实施加载操作，直至120t。在加至120t前，如送桩量>300mm，即可判定为断桩，无需继续加载，如>300mm或<300mm，可进行连续5min的静载，如出现较大沉降可继续进行20min的静载，仍未稳定即可判定为断桩；c.补桩。对被判定为断桩的部位及水平位移相对较大的部位进行补桩时，可将14m+14m的预应力桩作为所补桩，即在每4棵桩中进行1棵预应力桩的补桩，其中A1基坑补桩18棵，A2基坑补桩27棵。