探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术

2021-04-03甘保兴

建筑与装饰 2021年24期

甘保兴

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引言

深基坑支护技术企业是近年来不断发展壮大起来的，与高层建筑工程有着密切关系。深基坑支护工程本身比较复杂，其施工质量优劣关系着基坑开挖与降水等，因此对其技术要求较高。在大型建筑深埋层基坑支护施工中，需要根据建筑工程实际应用情况与建筑支护基坑施工相关技术特点，科学合理安排支护施工各关键环节，确保工程可以在有限施工时间、条件和空间下完成施工，保证高层建筑自身与周边建筑稳定性。

1 深基坑支护技术概述

所谓深度开挖管道基坑主体基础结构支护，是为了有效的保证地下管道主体结构安全以及保护基坑周围环境的稳定性而采取的一系列地坑支护加固措施。高层建筑的出现与发展催生了深基坑技术，深基坑技术的价值可以体现在多个方面，比如基坑边坡中应用支护技术能够将发生坍塌等问题的概率降低，有助于提升边坡土体的整体性和工程质量，避免对施工进度安全等产生影响。在深基坑施工时为了保证作业安全还要充分做好排水、截水措施，避免水体影响基坑稳定[1]。

2 高层建筑深基坑支护施工技术中的难点

2.1 极具复杂性

为了确保安全，在深基坑支护工程开始施工之前，通常都必须要进行地质勘察，并且得出相应的地质勘察数据。但是，在具体操作的过程中，由于勘察结果可能会受到人为因素、仪器因素等方面的影响，所以得出来的数据也始终都比较保守，并不能切实地反映出土壤的性质。因此，在这个时候，若是不加分析就直接根据勘察数据来进行部署和施工，那么就很有可能带来安全隐患。因此，从这个角度来看，深基坑支护工程的施工其实是极具复杂性的。

2.2 基坑深度大

近几年，中国随着城市经济发展建设速度越来越快，建筑物的使用楼层面积也变得越来越少，因此，高层建筑设计开始越来越多地受到人们重视。但是，高层建筑的前期施工工程难度比较大，需要非常坚固的建筑基坑进行工程，所以如果住宅高层建筑的施工楼层高度越高，基坑的工程深度就要扩大越深[2]。

3 高层建筑工程深基坑支护施工技术应用

3.1 支护技术的设计

为了保证建设施工质量，在设计之前需先进行地质勘察，必须具有良好的稳定性和易变形性。应根据实际情况确定深基坑的支护形式。随着现代科学工程技术的不断发展，现代开基坑支护技术已经衍生发展出了多种形式，在选择各种支护施工形式时，一定要结合施工现场周围环境，保证支护结构整体性不会受到底层结构、地下水位等影响，要注意观测对施工过程所产生震动的承受力等。除此之外，深基坑支护施工技术的实际设计应用过程中还应特别注意：一是正常支护使用处于极限限制状态，基坑支护施工过程造成的其支护主体结构受到破坏、边坡堆积土体过大或者变形而不再有利于正常使用，但其支护结构仍处于具有良好的运动稳定性的支护状态；二是支护承载能力处于极限限制状态，支护主体结构发生倾覆、位移、损坏或者因周围环境条件恶化而可能产生的受力失稳。

3.2 锚杆施工技术

在高层建筑基坑支护层的施工中，应用碳钢锚杆支护技术可以有效预防深埋层基坑墙体变形，确保支护层的结构稳定，提升高层建筑物在整体工程基础设施工程中的支撑能力。将地基锚杆的一端直接联结在钢结构物或者建筑挡土墙，另外一端锚固在墙体地基基础岩石，通过基础岩石与地基锚杆间的锚结合可以有效承受外向物体倾覆的应力。深基坑锚杆支护安装施工中，开挖的深基坑在达到基层锚杆强度标高之后，施工时基层面的锚杆强度需先进行钻孔、穿锚索、注浆，之后再继续穿外钢桁架台座等支护安装，并张拉锚固，依据建筑工程建设技术标准要求进行基层锚杆强度试验用以确认其是否达标。因此，锚杆施工技术对于我国高层建筑的施工进度有着重要的影响和意义。

3.3 土钉支护施工

土钉支护施工技术主要用来对深基坑的边坡结构进行加固，对于提升施工的安全性有着重要的作用。这一技术主要就是利用土钉和土壤产生的摩擦力，在增加了摩擦力以后就会有更高的载荷力，这样深基坑支护的强度以及稳定性就能够得到提升。土钉支护施工由以下流程组成，首先做好施工前的准备工作，然后进行测量放线，接下来进行土方开挖的挖槽施工，之后进行基坑土钉支护施工，再者就是基坑土方开挖，最后竣工验收。在正式进行施工前需要分析施工图纸以及方案并进行审查；之后就是勘测现场周边的管线和障碍物，对其进行定位；然后是确定基坑开挖的位置以及深度；再按照要求将障碍物清理干净、平整场地、铺设临时道路和供电管线；检查施工材料、施工设备的质量、数量是否符合要求。在进行施工的时候应该先开挖边坡，使用的是反铲挖土机，不过要预留出20cm～30cm厚的土层由人工进行挖掘，进行修坡；开挖深度应该在土钉孔位下面的50cm，宽度则要超过10cm，为土钉成孔机械钻机提供足够的空间。利用人工来进行边坡修整，如果边坡土层含水量比较大的话，应在支护的背面插入水平排水管包滤网，长度 400～600mm，直径在440mm以上，间距为2m。在进行定位放线的时候，必须严格按照设计图纸进行放置，钢筋的长度为30cm。在进行成孔施工的时候，利用机械螺旋钻机来钻孔，钻好后要及时清理，然后设置土钉钢筋。在注浆的时候要缓慢、匀速地将导管拔出来，出浆口不能漏出孔内浆液的表面，确保孔中不会留下气体。在完成浇筑以后还需要有专门的人员对其进行养护，一般养护时间为7d[3]。

3.4 合理选择支护方式

不同的深基坑支护方式在适用范围上有明显差别，实际运用效果也存在差异性，应结合实际情况、工程要求以及施工条件考虑，选择科学合理的支护方式。例如，钢板桩支护在基坑施工中具有流程简单、成本较低等优势，多用于软土地区的工程建设，但钢板桩支护也存在容易挤压变形、柔性大等缺点，因此在深基坑施工区并不适合使用。地下连续墙刚度较大，并具有很好的防渗性，适用于地下软黏土层以及水位以下等潮湿复杂的施工环境，应用范围较为广泛，但地下连续墙容易对地面交通以及周围环境产生影响。

3.5 钻孔灌注桩支护施工技术

这一技术是利用设备或是采取人工处理的方法进行钻孔，即在深基坑中进行打孔，再利用设备放入钢筋笼，使用混凝土对其浇灌。此种方法虽然显得较为简单，但是在实际操作中还会遇到较多困难。在施工过程中要对现场具体情况加以了解，特别是要对现场的地质情况进行有效分析，明确周围的实际环境，如此才能明确设备打孔的具体位置。此外，由于支护桩之间的距离较密，在施工过程中需要严格按照要求进行施工，并且按照设计方案对其水泥砂浆的比例进行控制，确保孔壁稳定，不会影响工程的正常施工。与此同时，由于不同地区的实际地质情况各不相同，如果在施工过程中发现地下水位较高，而且存在多层承压水层的情况，就应该使用水泥搅拌设备连续进行施工，桩与桩之间要确保能够咬合，间隔时间不能够超过6h，并确保在水泥硬化前完成，从而达到理想的止水效果。

3.6 旋喷桩挡墙支护技术

在土木工程施工中，旋喷桩挡墙支护技术也应用比较广泛，其技术原理是在支护桩的底部设置旋喷桩，然后进行浆液的调配，再利用支护桩底部的旋喷桩，将调配好的浆液喷出。在浆液喷出的过程中，充分利用钻杆进行浆液喷口的旋转，这样在旋转过程中能够充分进行浆液的拌和，从而形成坚固的支护桩结构，有效提高地基的稳定性。需要注意的是，旋喷桩的制桩质量直接影响在这一技术的有效应用，因此在采用这一项技术进行深基坑支护施工时，相关的施工技术人员应当严格控制浆液喷射的量及旋喷桩的旋转速度，确保旋喷桩挡墙支护技术的应用效果得以充分发挥，从而有效保证地基结构的稳定性。此外，旋喷桩挡墙技术也有着施工工期长、施工难度大、施工成本大的特点，因此在深基坑支护施工时，应当充分考虑该项技术应用的可行性[4]。

3.7 护坡桩施工技术

在深基坑支护相关作业实施中，护坡桩施工技术的运用较为普遍，主要对钻孔压浆相关技术手段的运用，完成对深基坑作业的支护。护坡桩施工技术具有操作简便的特征，可在地质复杂的施工段进行施工，护坡桩技术对周边环境影响较小，可在城市区域进行施工。与土钉墙作业实施技术手段相比较，护坡桩施工技术主要采用钻孔压，经过水泥浆的实际浇筑，可高效完成对基坑壁的防护。进行水泥浇筑后，应在其中加入砂石与混凝土，可保障护坡桩基础的质量。在作业实施中需要运用钻孔机进行钻孔，达到规定深度，在孔底处进行浆液的灌注，使护坡桩施工技术在压力作用下持续前行，满足预设的施工要求，再将钻杆撤走，并加入骨料与钢筋笼，进行高压补浆作业，将水泥护桩固定成型。在施工过程中，应加强对工程质量的监管，避免产生灌注孔坍塌的现象。

3.8 维护结构的支撑系统技术

对于建筑工程深基坑面积较大的项目，在支护桩上应增加支撑，确保支护桩施工后不会因为受到周围结构的影响而出现变形。选择合适的支撑结构才能减少成本投入，避免影响工期。一般情况下，可以将其分为对撑和圆撑，如果条件允许，可以将这两种形式相结合。圆撑的作用具有较大的支撑力，不同的结构还能分开施工，提高工程施工进度。对于圆撑无法实现的地方，可以采取对撑的方法加以解决。为了更好地保证支撑的安全性，还应设计应力计，在支撑结构上增加沉降位移观测点，让其形成完整的监测体系。在土方开挖和结构施工过程中，都能够对支护结构的具体情况进行监测，有效地保证深基坑的稳定。