超高层房屋建筑基坑支护施工技术研究

2018-02-14李联巍

建材与装饰 2018年21期

关键词：排桩土钉深基坑

李联巍

（广西中马钦州产业园区开发有限公司广西钦州 535000）

引言

目前，城市建筑正向高层和超高层的方向快速发展，基础埋深随之大幅增加，在基础施工中需要开挖出超深的基坑，这不仅施工难度很大，而且对支护也有着极高的要求，需要对基坑支护进行完善和改进。

1 研究超高层房屋建筑基坑支护施工技术现实意义

超高层建筑一般都设有多层地下室，用于地下车库与设备用房，这既能充分利用地下空间，又能进一步丰富建筑的使用功能。但在施工中需要开挖超深基坑，这样不仅会增加施工难度，而且为保证施工安全，还要对深基坑进行有效支护，根据工程实际情况，结合地质、地形、地下水等因素，采取合理可行的支护技术。通过对深基坑的有效支护，能使基坑周围土体保持稳定，为地下室的使用提供充足空间，这也是进行基坑开挖与地下室施工作业的前提条件；确保基坑范围内及周围既有建筑、管线和其它设施不会因为基坑开挖或地下室施工受到影响、破坏，防止基坑内壁的土体发生变形，无论是地面土体还是地下的土体，在垂直与水平方向上的位置都应严格控制在规范限度以内；根据基坑施工现场地下水情况，通过对排水措施、截水措施及降水措施等的合理应用，使基坑的施工面始终处在地下水位上部，减少或直接避免施工受地下水的影响。可见，深基坑支护在建筑施工中具有十分重要的现实意义，必须得到设计、施工、技术等多方人员的高度重视[1]。

2 超高层房屋建筑基坑支护施工技术的应用问题

2.1 基坑开挖深度超深

如今，很多超高层建筑都设3层地下室，一方面是为了要满足基础施工要求，而另一方面则是提供更大的地下空间。在这种情况下，基坑开挖深度将变得很大，这对施工无疑提出了很高的要求，如果缺乏有效的支护，则在开挖施工中必定出现土体崩塌，对施工质量与安全都造成较大影响。因此，在实际的施工过程中，只采用一种支护措施往往很难达到预期的支护要求，需要以现场地形地质条件与水文地质的前期勘察报告为依据，采用多方法相互结合的方式进行基坑支护，只有这样才能达到理想的支护效果，确保基坑始终处在安全和稳定的状态。

2.2 开挖难度大

基坑开挖是建筑施工建设的首要步骤之一，对基坑安全和稳定，以及后续地下室结构施工和主体结构施工有直接影响，需要引起相关人员的高度重视。对超高层建筑角度讲，如前所述，基坑设计开挖深度很大，除了要穿越表面的覆盖层，还要穿过众多不同的土层，不同土层往往具有不同的特点和力学性质，使开挖施工中需要采用相应的方法，只有这样才能保证开挖施工达到理想的效果。此外，开挖还有可能穿过含水层，如果穿过含水层，则必然会对基坑后续施工造成影响，导致施工无法进行。所以要根据水文地质条件提前进行降水和排水处理，确保地下水文标高始终处在开挖面以下。

2.3 技术要求高

虽然深基坑的开挖和支护工作量较大，但在施工中同样要满足所有技术标准和要求。除了质量要达到要求，而且在施工过程中不能产生太大的噪声；对周围既有建筑与环境不能造成太大影响；支护结构保持稳定且强度足够；支护结构应有良好的防渗性，避免水体从支护结构渗透，对基坑内的施工造成影响；当基坑实际深度较大时，应考虑布置多道支撑。此外，在施工中还应注重绿色、环保与人员和设备安全。

3 超高层房屋建筑基坑支护施工技术的应用控制要点

3.1 排桩支护

排桩是指将特定的桩型按照队列的形式进行布置，以此形成一个稳定可靠的支护结构，目前应用最为广泛的桩型包括以下两种：①挖孔桩；②钻孔灌注桩[2]。另外，近几年H型钢桩与工字钢桩也得到了越来越多的应用。在应用这项支护技术时，应达到以下技术要求：对于悬排式排桩而言，其桩径应控制在600mm以上，相邻两个桩之间的距离以排桩实际受力情况为依据，结合桩间土所处稳定状态等进行确定；在排桩结构的顶部布置钢筋混凝土冠梁连接，对于冠梁，其水平方向上的宽度应达到桩径以上，而竖直方向上的高度应达到梁宽的0.6倍以上。此外，无论是桩顶部的冠梁，还是排桩结构，所用混凝土的强度等级必须达到C25以上，如果采用冠梁为支护结构的连系梁，需要按照构造要求进行配筋。该支护措施可在侧壁安全等级为1～3级的基坑中使用，而悬臂式的排桩结构，其在软土区域当中不能超过5m，如果场地的地下水位比基坑底面高，则要进行有效的降水，在排桩结构基础上采用其它的降水措施[3]。

3.2 地下连续墙支护

借助挖槽机械沿基坑轴线在做好泥浆护壁的基础上，挖出一条长度很大的深槽，并在清槽完成后，于槽中进行钢筋笼的吊放，再用导管法进行灌筑施工，形成若干单元槽段，以此逐段循环，于地下形成稳定墙壁，发挥挡水、承重等重要作用。对于地下连续墙，它主要有以下作用：①在进行沟槽挖掘时，与地表相近的土十分不稳定，易发生塌陷，同时泥浆无法起到理想的护壁作用，所以在槽段开挖完成前，导墙即可起到挡土墙具有的作用。②可作为工程测量工作的基准，能对沟槽具体位置进行规定，也可为挖槽实际标高、测量精度等提供基准。③可为重物提供可靠支承，不仅能为机械轨道提供支承，而且还能为接头管及钢筋笼等的放置提供支点；④导墙可对泥浆进行存蓄，使泥浆液面可以保持稳定。对于泥浆的液面，需要始终保持在墙面下部20cm，同时比地下水位至少高1.0m，以保证槽壁的稳定性；⑤避免泥浆漏失，防止地面水进入槽中。这种支护方法具有以下优势：施工效率高、质量易于保证、能取得很高的经济效益；施工过程中不会产生较大的振动与噪声，在城市建筑施工中极为适用；占地相对较少，能充分利用红线内空间，得到理想投资效益；具有良好的防渗性，通过对施工方法与接头形式等的改进，能使墙体基本不透水[4]。

3.3 复合土钉墙与土钉支护

复合土钉墙是指对土钉墙和其它支护技术进行结合，形成新的复合式基坑支护体系，其构成要素包括土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。在深基坑开挖的坡面，使用机械设备进行钻孔，也可运用洛阳铲成孔，在孔内放置钢筋，同时进行注浆，设置钢筋网，喷射厚度为80～100mm的C20混凝土，确保混凝土、土体和钢筋能够形成一体，实现对深基坑的有效支护[5]。

3.4 基坑观测

为确保深基坑周围既有建筑、管网及其它设施在施工过程中的稳定性与安全性，不仅要使用合理可行的方案，还要在施工中做好监测，能为施工和事故的预防提供正确指导。基于此，项目施工中应对基坑周围具有建筑发生的沉降、位移等实施检测，均匀布置测点，做好记录，通过数据统计和分析，判断基坑施工造成的影响，为保证施工安全与质量提供依据[6]。基坑观测一般包含以下内容：水平位移监测、竖向位移监测、深层水平位移监测、倾斜监测、裂缝监测、支护结构内力监测、土压力监测、孔隙水压力监测、地下水位监测和锚杆拉力监测。不同的监测内容需要用到不同的测量方法，也有不同的监测精度。为保证观测到准确的实际情况，除了要选择正确、适宜的方法，还要采取有效质量保证措施。