探析高层建筑的基坑支护技术运用

2018-02-14王亚南

建材与装饰 2018年8期

陈艳王亚南

（中机国际工程设计研究院有限责任公司湖南长沙 410000）

现阶段，高层建筑工程较为普遍，工程建设标准也不断提高，因此加强深基坑技术的研究，为提高工程质量，提供理论基础，有着重要的意义。现结合具体实践，总结技术应用要点。

1 高层建筑深基坑支护新技术

从技术类型角度来说，主要包括以下几种：①GPS基坑变形监测技术。在具体应用中，应用GPS技术，开展基坑支护监测，结合应用数据分析以及数据处理技术等，对基坑动态变化，进行数据信息实时采集和分析，借助三维定位技术，监控以及预测基坑变形以及地质灾害。从实际应用效果角度来说，GPS基坑监测技术具有动态性以及实时性特点，能够达到高层建筑深基坑支护监测工作需求，不过测量精度有着一定的限制。②PCMW工法支护技术。工法基坑支护也被称作为管桩水泥土复合挡墙，属于新型支护形式，已经被广泛应用。PCMW工法支护技术的应用，发挥着挡土和截水作用，不同于灌注桩+截水帷幕支护形式，不仅能够节省支护结构的占地面积，还能够节约建筑材料，造价成本较低。在具体利用中，借助机械设备和构件开展施工作业，不仅具有便捷性，而且具有环保性。③SMW工法的深基坑围护技术。此工法为新型水泥土搅拌桩墙，在具体应用中，通过在水泥土桩内插入H型钢，使得承受荷载以及防渗挡水相互结合，使其能够成为高性能的围护墙。从技术应用效果角度来说，应用此技术，支护的安全性和可靠性较高，而且具有较强的防渗性以及防水性能[1]。

2 高层建筑中基坑支护技术应用实例分析

2.1 案例概述

A建筑工程主楼总计28层，裙楼总计4层，地下室总计2层，为框架剪力墙结构体系。建筑基础为桩基础，为钻孔灌注桩。建筑基坑总开挖面积在4680m2左右，周长在290m左右，开挖深度处于11.1～11.7m范围内。建筑工程特点如下：①地质条件差；②土体含水量大；③周边环境条件差；④支护方法新颖。使用的是PCMW工法，属于新型建筑基坑支护技术。

2.2 地质条件

依据建筑场地勘察报告显示，拟建场地的地面标高处于10.50～11.35m范围内，相对高差为0.85m。场地地下水主要存在于①层填土和②层等位置，属于浅水层，以大气降水和地表水补给为主。初见水位埋深处于1.80～2.20m范围内，标高处于8.50～9.01m范围内。稳定水位埋深处于1.60～2.20m范围内，标高处于8.72～9.53m范围内。基坑周围环境较为复杂，距离马路和建筑较近，而且地下管线较多。

2.3 支护结构设计

该工程基坑支护设计方案如下：①采取PCMW工法桩，采用二道钢筋混凝土支撑，管桩使用GZH-Ⅲ800（180）@1200，使用 φ850@200三轴深搅桩作止水帷幕，有效长度为23.7m，AB以下12.2m，排桩埋深7.5m；DEF-GHU段的止水帷幕入坑深度为12.1m，排桩入坑深度为7.4m；JA段止水帷幕入坑深度为12.1m，排桩入坑深入为6.9m。②坑中坑位置的挖深设计为3.65m，采取混凝土钻孔灌注桩支护技术，有效长度为9m，埋深为5.35m。③剩余浅坑采取放坡方式，按照1：2.0标准执行。④基坑顶部设置排水沟，发挥截水作用；基坑内部使用疏干井进行降水。

2.4 基坑支撑体系设计

该工程基坑支护，竖向采取设置两道钢筋混凝土支撑的方式，使用C35的混凝土。首道支撑中心标高为-1.400m，次道支撑中心标高为-7.000m。具体参数如下：①首道支撑。圈梁为1200×800mm；主撑700×800mm；八字撑 600×700mm；联系梁 500×600mm；栈桥梁 800×1000mm。②二道支撑。圈梁为1400×800mm；主撑900×800mm；八字撑700×800mm；联系梁600×700mm。在具体施工中，支撑构件的轴线偏差要控制在合理范围内，浇筑要平整，单根支撑不可以留有施工缝。对于圈梁和支撑钢筋，要通长布置。混凝土支撑锚入圈梁至少要35d。

2.5 立柱桩设计

该工程使用的是角钢格构柱，立柱桩使用钻孔灌注桩。对于栈桥立柱和支撑立柱使用角钢格构柱钢，规格分别为540×540mm、480×480mm，基坑地面以下是钻孔灌注桩，规格为φ800mm。在底板范围内，钢立柱要设置止水片。打入立柱桩时，方向要和支撑方向相同，合理选择打入位置，避开工程桩和地梁等[2]。

3 高层建筑中基坑支护技术应用要点

3.1 准确计算相关参数

目前，在高层建筑工程中，基坑支护技术的应用较为成熟，为了更好的发挥其功能作用，还需要进一步完善。在具体应用中，保证技术参数和相关数据的真实性以及准确性。在计算数据时，要采用统一的数据，使用相应的计算方法，保证数据的真实性。为了避免发生错算或者漏算的情况，要多次进行计算，最好是借助信息技术，保证数据计算的经准确，进而提高基坑支护数据计算的准确性。高层建筑施工中，基坑支护工作的开展，需要大量的数据信息支撑，包括地质信息和支护体系参数等，因此在实际工作中，要全面的把控数据信息的质量。从前期调查环节入手，采取相应的措施，做好基坑支护技术应用质量的把关，保证工程建设的质量。

3.2 做好支护实验

高层建筑工程的开展，基坑部分的质量把控是重点，因此需要慎之又慎。在进行基坑支护设计时，要科学合理的安排基坑支护实验，选择最佳的支护方法，保证实验体系的完善性。为了保证基坑支护实验的真实性和可靠性，要严格按照实验制度和标准开展。针对基坑支护工作实施存在的风险，要进行综合分析，及时排除风险，进而保障基坑支护结构的安全性[3]。通过支护实验，来保证高层建筑支护方案选择的合理性，进而保证工程建设的质量。需要注意的是，在进行实验的过程中，需要做好详细的记录工作，为后续工作的开展，提供资料数据支持，保证工程建设的质量，达到工程建设的效益目标。

3.3 制定完整的支护方案

开展高层建筑施工，为了保障工程的质量和安全性，需要制定完整的支护方案。在具体设计过程中，根据工程实际情况，分析基坑施工面临的主要问题，做好综合分析，提出有效的应对方法。完整的施工方案，能够为后期基坑支护作业的开展，提供有力的保障。在施工作业中，要始终遵循施工原则。在建筑工程深基坑支护作业中，安全和质量把控是重点。基于此，工程施工方案中，要最大限度上提出工程安全高质量施工的措施，做好全面防护，充分利用深基坑技术，保证基坑支护作业的质量和安全性。需要注意的是，高层建筑所处的环境几乎都是不相同的，深基坑支护技术面临多样化的施工环境，因此需要实现方案和施工管理的有效配合，进而保障工程施工目标得以实现。

3.4 优化基坑支护技术

为了充分发挥基坑支护技术的作用，使其更好的服务于高层建筑，需要不断优化深基坑技术。在具体优化的过程中，需要做好以下要点的把控：①合理分配下管线和管道，为深基坑支护技术应用，奠定坚实的基础，明确是否存在障碍物，进而做好相应的处理，确保工程施工作业顺利完成。②加强基坑支护施工影响的研究。高层建筑工程中，基坑支护技术的应用，存在着一些问题，比如环境破坏问题和干扰居民问题等，因此需要强化技术研究，提出技术优化措施。③基坑支护技术的应用，除了要保障施工作业顺利开展外，还需要做好环境治理工作，避免或者减少化学物质污染或者其他污染，实现绿色环保施工作业，保证工程建设的效益。基于此，要做好技术应用方案设计的把关，同时要严格落实技术方案，保证工程建设的质量和安全性。

3.5 做好基坑支护监测

高层建筑工程中，应用基坑支护技术，开展施工作业，若想保证技术运用的效果，需要做好施工环节的把控工作。开展基坑监测，要从支护结构、相关自然环境、施工工况等方面入手，做好全面的把控工作。在施工作业的过程中，对于基坑部分，要充分利用支护新技术，比如GPS基坑监测技术。依托此技术，及时掌握基坑的情况，了解基坑动态变化，以便于及时发现工程质量问题。目前，高层建筑工程中，可运用的监测方法较多，比如专家系统和可视化监测软件等，反应时间可以控制在1s范围内，采样频率能够达到100Hz，实现实时监测，为高层建筑工程建设，提供了信息化支持。

以水平位移监测为例，可以采用视准线法和小角度法等，根据实际情况，布置监测点。对于监测点的布置，可采取前方交会法和自由设站法等。若基准点距离基坑的位置比较远，可以采用GPS测量法或者三角测量法等。若基坑监测的精度较高，则可以使用微变形测量雷达，开展自动化全天候动态监测。对于水平位移监测基准点，应该埋设在基坑开挖深度3倍范围以外，选择不受施工作业影响的区域，或者利用具有较强稳定性的施工控制点，不可以埋设积水或者冻胀等影响范围内。在进行基准点埋设时，要严格按照测量规范以及规程开展。使用专业的仪器设备，做好误差控制，误差要＜0.5mm。监测内容如下：①深层水平位移监测；②倾斜监测；③裂缝监测等。比如裂缝监测，要做好裂缝位置和走向等的监测，根据实际情况确定监测数量，重点监测变化大的裂缝。