深基坑设计施工在高层建筑工程中的应用

万鹏

深基坑设计施工在高层建筑工程中的应用

万鹏

做好深基坑的设计与施工管理，不仅是高层建筑工程建设过程中的重要环节和保障工程项目实施不可或缺的手段，而且也是工程圆满完成的基础。

深基坑的设计与施工措施有利于确保整个高层建筑工程项目的顺利完成。下面结合工程实例对深基坑设计师在高层建筑工程中的应用进行了分析和探讨。

深基坑设计高层建筑工程中的应用

基坑围护结构设计（SMW工法）

1）在基坑施工过程中，选用的三轴水泥搅拌帷幕是否具备良好的止水效果，一定程度影响了项目的质量水平。为了保障工程质量，本次全部引进日本进口的水泥搅拌头。

2）根据施工的实际情况，本次选择全断面套打法进行水泥搅拌桩施工，其中止水帷幕的选用型号为Φ850@600三轴水泥搅拌桩。

3）本次施工项目的水泥搅拌桩原料均为P42.5级硅酸盐水泥，掺入20%的水泥，将水灰比严格控制为1.5～1.8范围内，注意保持水泥的干燥性，避免产生结块。另外在水泥中分别掺入0.15%的SN201-A型固化剂以及1.5%的生石膏。如果已经搅拌均匀的水泥浆液闲置超过2h未使用，则作为废浆处理，不得再次用于施工。

4）按照本次施工的具体要求，应将水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度控制在0.8MPa以上，同时在成桩施工时合理把握钻具的下沉速度和提升速度，杜绝出现孔内负压现象，影响成桩质量。在下沉与提升过程中保持均匀的速度，采取连续性施工作业方法，其中下沉速度控制为1m/min之内，提升速度控制为1.5m/min之内。另外，成桩施工过程还要控制相邻桩的施工时间，一般两根桩的施工间隔时间要在12h之内，特殊情况需及时采取补强措施。

5）搅拌桩的成桩过程要保持连续性，避免出现断层或者颈缩等问题。尤其控制提升喷浆的质量，一旦发生断浆问题必须重新返工。一般情况下，要求将水泥搅拌桩与内插型钢的垂直偏差控制在1/200范围内，为了确保顺利插入，应在型钢表面涂抹一层减摩剂，制作完成搅拌桩之后快速插入型钢，控制型钢的定位误差，要求垂直度偏差小于1%，底部标高误差小于20cm。

6）选用型号为Q235B的内插型刚，严格采取措施保证焊接，要求焊缝质量等级高于二级以上，保持接头部位的焊缝工整与严密。

7）施工之前需进行浆液试块强度试验，验证水泥搅拌桩的强度质量。要求每台班至少抽检水泥搅拌桩1根以上，每根搅拌桩要选取不少于2个取样点并分别制作3个试块。

内支撑体系设计

1）施工中的压顶梁和支撑都采取现浇钢筋混凝土结构，要求混凝土的强度等级设定为C30。在压顶梁中穿插H型钢，要求H型钢的高度超过压顶梁面0.5m。

2）选用厚度80的C15素混凝土原料，铺设一层隔离油毛毡作为支撑梁的垫层，开始土方开挖作业之后，要将垫层清除干净。

3）在竖向立柱的上方，设置“井”字型钢结构柱子，下部采用钻孔灌注桩等工程桩，其它部位则采用800型号的钻孔灌注桩。其中焊条为E43，钢构架角钢为Q235，采用围焊方式处理缀板和角钢部位，要求焊缝的高度不少于8mm。分别在钢架构的上部与下部插入500mm的支撑和2500mm的支撑。在竖向立柱施工过程中，先根据设计的标高要求钻孔，将钢筋笼及钢构架放入其中，最后浇筑混凝土即可。

4）将钢构柱穿过地下室的底板位置，要在此处放置止水片，一般放置的位置应在地下室底板厚度的1/2部位，同时焊接止水片和角钢。

5）如果需要将钢构柱的四根角钢延长，可采取熔透焊的方式处理接头，各个角钢的接头部位应错开间距至少500mm以上。

6）如果现场的支撑钢筋较多或者地梁铺设复杂，这种情况不利于穿过钢构柱，可考虑在角钢上方开设小孔，一般角钢开孔的面积不能超过其截面的30%。

深基坑施工高层建筑工程中的应用

1.：注意避免基坑边发生超载现象，要求在基坑周围的10m范围内，将施工超载量控制在15kPa范围内。在正式开挖土方作业之前，要将基坑周围的场地处理干净，保持符合规定的平整标高。在基坑周围的围墙基坑正式作业之前，全部调整为轻质围墙，并了解周边管线的埋设位置与埋设深度，施工车辆进场时要绕开基坑部位，严格按照制定路线行驶和停放。

2.：土方开挖宜采取分块、分层作业模式，保持基坑的合理空间，同时也能避免基坑长时间暴露在外。在土方开挖时，土坡的高度应在2.0m之内，且坡度大于1:2.0，这样能更好地避免坑内发生土体滑坡问题。

3.：基坑挖土作业过程要遵循“五边”原则，即边挖、边凿、边铺、边浇、边砌。同时要求坑底不能长期暴露在外，应尽快开始地下室底板的施工作业。

4.：施工现场的围囹、支撑和压顶梁等材料不能进行堆载运输，挖土机械也不能直接在支撑上方作业；如果需要通过挖土机械，需在支撑的两侧将填土高度大于支撑顶面0.5m以上，同时放置一层路基箱。

5.：将基坑开挖到底板的标高位置后，再分别采取人工作业方式开挖承台、地梁、电梯井等其他位置。

6.：为了确保各道工序有条不紊地进行，保证施工进度，要求施工单位根据具体的施工要求制定土方施工计划，由专家组论证作业计划可行性，通过后方可投入使用。

7.：在受力较强的部位应加强基坑围护结构，如塔吊作业位置、混凝土泵车作业位置以及出土口等；尤其出土口部位要注意保护道路管线，应加铺路基板。

8.：在土方进行挖土作业之前，要提前准备加强基坑降水，要求土方开挖面高于地下水位至少1.0m。

综上所述，随着我国在基础设施建设方面投入的逐渐增加，对高层建筑工程深基坑的设计与施工管理提出了更高要求。在实施高层建筑工程建设时，深基坑设计与施工是其中的关键要素，有助广泛普及整个高层建筑工程深基坑的设计与施工管理，决定了整个高层建筑工程项目品质是否能提高。

南昌轨道交通集团有限公司）