高层建筑深基坑工程支护技术

冯杰

摘要：深基坑支护工程在选型、计算以及施工等方面是否满足工程需求，对高层建筑工程施工的工期、安全性以及经济效益具有重要影响。高层建筑深基坑工程支护技术，应考虑荷载因素的影响，计算高层建筑深基坑施工中的土压力，在深基坑多层开挖施工中，保证每层均可建立倒运平台，进一步解决施工现场地下水渗漏问题，至此完成深基坑施工。

关键词：高层建筑;深基坑工程;支护技术;

引言：近年来，我国建筑行业得到长足发展，房屋建筑工程规模持续扩大，其在有效缓解城市用地矛盾的同时，对建筑基础结构质量、基坑施工水平的要求更严格。高层建筑深基坑支护施工技术较为复杂、系统，其施工质量影响整个建筑工程的经济效益，加上高层建筑现场环境复杂，深基坑施工环节面临诸多施工难点，需在施工前进行现场勘察，制定科学的施工方案，保证深基坑的稳定性及安全性。因此，从技术角度着手，重点探讨高层房建深基坑工程支护施工技术要点。

1 高层建筑深基坑工程支护施工技术类型

1.1 钢板桩支护

钢板桩支护是使用具备钳口或锁口的热轧型钢制作桩体，将若干数量钢板桩依次在深基坑现场指定位置中打入，再按特定顺序对钢板桩体进行连接处理，设置配套的支撑件或拉锚件，从而形成连续性基坑支护结构。其结构造型与U形钢较为相似，但桩体宽度、埋深值较大。在房建工程深基坑施工期间，钢板桩支护结构将分担基坑所承受的水土压力，改善地层结构稳定性。在深基坑施工结束后，将打入的钢板桩按顺序拔除，清理表面浮土，将桩体进行多次使用。

在应用钢板桩支护技术时，应根据工程情况与工期要求，选择搭建临时性支护结构或是永久性支护结构，合理选择悬臂板桩、多锚板桩、单锚板桩等结构形式;要求桩体平面结构保持平齐状态，尽量减小不规则转角数量;在深基坑施工期间，禁止施工技术人员在支撑结构上开展切割、电焊等操作;在打桩前后，检查钢板桩规格尺寸、桩身外观质量、桩身垂直度与打桩位置。

1.2 土钉墙支护

土钉墙支护是在天然土体结构上打入若干数量的土钉、铺设钢筋网，在表面均匀喷射混凝土，形成适当厚度的混凝土面板。在混凝土凝结硬化后，土钉、钢筋网与混凝土面板将组成类似重力挡墙的土钉墙体支护结构，持续对墙后侧土压力进行抵抗，确保深基坑开挖面结构稳定。这项技术被用于加固基坑斜坡面，适用于黏性土地基或是含水丰富的粉细砂地基。在后续深基坑施工中，土钉墙中各处土钉体将会共同对土层产生作用，有效提高土体强度，形成土层稳定性主动制约机制。同时，土钉墙在承受较大荷载时，并不会出现突发性塌滑等工程事故，可延迟边坡塑形变形速度、抑制变形程度。

1.3 深层搅拌支护

深层搅拌支护是将混凝土、水泥等材料作为固化剂，施工人员操纵搅拌机对地基进行强制加固，加入固化劑、喷浆，重复开展喷浆提升与搅拌下沉作业。土体颗粒与固化剂接触后将产生一系列物化反应，最终凝结固化为具有较高强度的整体性结构。这项技术主要适用于处理饱和性土地基问题，如黏土地基、淤泥质土地基等。但是，由于最终所固结地基的抗拉强度提升幅度较小，并不适用于加固开挖深度超过7m的基坑。

2 深基坑土方开挖施工技术

基坑土体采用自稳式支护方式，且以开挖为主。高层建筑深基坑工程在施工过程中存在场地狭小、土方开挖量大等问题。在这种情况下，可采用多级开挖法辅助基坑施工。

在多级开挖法中，第1级开挖至2～2.8 m，土方支护采用自稳式支护结构。在此基础上，设置倒置平台进行深基坑施工。应根据工程实际情况，确定所需的深基坑开挖数量，每一深基坑开挖深度控制在5 m内，确保土体得到良好支护，保证中转平台的正常使用。

同时，每1层土方开挖时，应保证每一开挖工序的支护强度达到图纸要求的混凝土强度的80%，以保证施工安全。

开孔前，须准确确定桩位，C25型人工挖孔防撞墙混凝土和灌注桩的厚度应为150 mm，墙栏杆应加固，在坑口安装软化装置，每天检查坑口有无有毒气体，以保证坑口结构安全。

挖掘到设计深度后，要对坑的底部进行检测和验收。人工挖桩和浇筑桩须定期挖出，相邻的桩体上应有孔，每次挖桩时须连续将桩体的混凝土浇筑到桩顶;

为保证挖土结构干燥，人工挖桩施工时须及时进行沉降处理。土石须按时运到矿山外。禁止在烟囱周围3 m内设置坡顶。桩长不得超过15 m。

该工程整体桩的混凝土强度等级为C25，加固框架是按全长布置的，采用钢接头焊接，接缝应根据规格错开。保护层厚度为50 mm。该工程桩身检查：桩底变形检测占总桩数的20%，桩位由有关部门共同确定，检查合格后方可进行土方开挖。

在进行土方多层开挖作业时，容易出现地下渗水的现象，选用TRD工法建设止水帷幕防治渗水。TRD机与传统的三轴深层搅拌桩机相比高度更低，更适宜土方多层开挖作业。而自稳式支护结构也可保证TRD工法的顺利开展。TRD工法中，TRD机刀具水平运动时，会在适当的深度位置灌入固化灰浆，形成防水帷幕。对固化灰浆配合比的选择会对土方基底的单轴抗压强度造成影响。使用固化灰浆应按当前地层的土质情况进行配比，其中TRD工法中的固化灰浆典型配合比见表1。

综上所述，高层建筑深基坑施工时，应根据目前的工程地质条件和深基坑施工中的图纸要求调整固化砂浆的比例。完成土方开挖和水幕施工，由此实现对高层建筑深基坑的施工。

3 高层建筑深基坑支护施工技术应用建议

3.1搭建支护结构内支撑

为保证深基坑支护结构稳定及使用安全，避免支护结构在受到外力碰撞、承受较大荷载时出现倾斜滑塌问题，技术人员可选择搭建配套的内支撑体系，将内支撑体与支护结构进行连接。在搭建支护结构内支撑时，应根据工程情况选择搭建内支撑体系。例如，在采取墙式、桩式围护结构时，必须搭建配套的内支撑体系，尽量搭设超静定内支撑结构体系，确保体系具有较大刚度，同时满足承载力与变形要求。选用内支撑体系应遵循从实际出发、经济适宜、安全性原则。为保证施工安全，需要遵循“先撑后挖”原则，在内支撑体系搭建完毕后，再开展深基坑开挖作业。

3.2应用基坑支护监测技术

在深基坑工程施工阶段，由于现场环境复杂、外部施工环境处于动态变化状态，因此将会持续产生新的变量因素，从而引发支护结构变形、基坑塌滑等工程事故，破坏施工成果，造成严重损失。因此，为保障深基坑施工安全，有效处理各项施工问题，必须应用基坑支护监测技术，持续对深基坑工程施工情况、支护结构使用情况进行监测，具体监测项目包括水平位移监测、土压力与孔隙水压力监测、锚杆拉力监测、裂缝监测、倾斜监测等。监测到异常施工现象，要及时采取处理措施，在必要情况下组织人员和设备退场。

总 结：

针对高层建筑施工中的基坑位移，对优化深基坑施工支护技术进行研究，通过实例分析可知，优化后的技术可有效解决上述问题。但是，本研究未考虑开挖过程中铰链的轴向力，产生的水平位移影响。下一步有必要在研究项目中选择铰链材料和轴向力进行分析，以进一步提高支护技术性能。

参考文献

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