探讨高层建筑深基坑施工技术

陈永铜

（浙江新华建设集团有限公司，浙江 永康 321300）

1 深基坑施工的特点

1.1 复杂性

在高层建筑深基坑施工中，必须在实际施工过程中对建筑环境进行全面检测，包括地质状态检测和地形条件检测。确保施工的最终真实质量。目前，在地压测试过程中主要有两种检测方法：①兰金土压力检测方法；②库仑地压检测法。以上两种土压力检测方法具有很大的理论价值，但在实际应用过程中，由于施工环境复杂，应用效果难以发挥，这体现在深井施工的复杂性上[1]。

1.2 地区性

区域因素对施工环境的影响存在明显差异。影响最大的因素是土壤的结构。因此，在施工过程中，为了保证施工质量，我们需要深入研究土壤结构和建筑环境的地质条件。根据不同的建筑条件设计相应的建筑方案。例如，在东北地区的施工过程中，由于东北地区的土壤主要是黑土，因此有必要根据黑土的地质特征制定施工设计。在实际施工过程中，不可能只使用一个建筑方案进行施工。由此可见，深基础的实际施工过程中必须充分考虑区域因素[2]。

2 高层建筑深基坑支护技术的应用

2.1 深基坑搅拌支护技术

深基坑搅拌支护技术是我国常见的深基坑支护技术。一种特殊的方法是在软土层中加入一定量的硬化剂，充分搅拌，然后产生一定的化学反应，具有良好的加固效果，有效地提高了地基的硬度和承载力。处理后的土壤也具有良好的渗透性，有效地提高了基础施工质量。在这个过程中，我们需要特别注意基础的开挖深度。

2.2 支护桩技术

支护桩是深基坑支护施工中的关键技术，是提高承载能力的关键因素。在传统的深基坑施工主要采用板桩锚固和板桩支护，板桩支护完成后再进行。这种方法不仅可以有效地节约成本，而且会产生大量的建筑垃圾，可以保护自然环境[3]。然而，经验和实践表明，当移除盘桩时，很容易形成深底孔，甚至导致重复再加工。因此，应充分结合地质环境选择不同类型的援助。例如，钢板桩支护的施工成本较低，操作简单，支护效果很好。支撑过程中使用的钢板通常为6～9m 长、25mm或3m 厚的L 型钢板。实践证明，它能达到最佳的保障效果。此外，深基坑支护的钢筋混凝土灌注桩主要用于水土保护。此外，该技术的施工成本较低，但施工过程复杂，对操作人员的要求相对严格且桩间易出现裂缝，因此未得到广泛应用。

2.3 基坑支护监测技术

为确保深基坑支护的安全稳定，施工单位必须安排专业人员对整个支护过程进行实时监控。井的开挖深度越高，发生偏差的可能性越大。施工人员应结合深基坑支护的现状和未来发展。监测技术在这一过程中起着关键作用，可以确定更合理的支护体系，有效地提高深基坑支护结构的稳定性。一般来说，深基坑支护系统出现偏差前会出现一些迹象，这是监测工作的主要起点。监测必须在基础井开挖完成3d 后开始。如果检测到异常，则应相应增加监测频率。监测结果可能反映现场土壤变化，以便评估地基井对相邻道路和建筑物的潜在影响，并开发相应的处理系统[4]。

3 高层建筑深基坑支护施工注意事项

在高层建筑深基坑开挖过程中经常采用不放坡的方法来减少开挖面积。基坑开挖深度逐渐加深，导致基坑边坡成为深基坑施工过程中的首要目标。

3.1 高层建筑深基坑支架施工难度大，风险因素高

工程技术人员必须在施工阶段开始时制定并演示一个选择最佳施工方案的特殊系统。除结构设计外，深基坑支护还必须考虑周围环境条件、土壤、含水量和建筑区域内周围建筑分布等综合信息[5]。众所周知，深基坑支护的中心指导指标是控制基坑周围土体或围岩的扰动和落差，防止基坑底部隆起、土体变形等。施工前对施工条件进行全面检查。在施工过程中，必须及时识别支架和周边环境的变化。

3.2 城市高层建筑深基坑支护施工中的注意事项

城市建筑物的深基坑支护施工需要高水平的环境保护措施。在为宪法机构选择支持类型时，必须尽可能避免污染和噪音。例如，避免使用钢板桩，以防止支撑过程中产生的噪音污染和周围振动。还必须考虑支持过程中产生的化学污泥和工业废物对城市的潜在影响。尽量减少对城市正常生产和生活的干扰。此外，必须及时调查施工现场周围建筑物的收缩、不均匀沉降和环境变化，并及时采取对策。

由于周边环境的限制，城市建筑深基坑支护施工条件往往比较苛刻。例如，基础井周围有密集的其他高层建筑，各种复杂的管道分散在各层之间。这对基础开挖和支护提出了很高的技术要求。必须经常进行挖掘和支撑。开挖和支护必须交替进行，在狭窄的施工现场必须进行彻底检查，以实现施工过程的合理安排。

4 工程实例

本项目总面积44774m2，地上30 层，地下3 层；室外屋檐高达905m，基础平均埋深12.5m。项目西侧靠近市政输气管道，拟建地下结构西侧距离现有红线围栏1.5m。墙外道路为社区道路，南侧地下车库楼外线距住宅仅12m，施工现场临时道路及项目部办公楼位于东侧。

4.1 地质条件

根据现场调研和现场试验综合分析，项目场地土质较差，一般填土区厚度为（-0.5～5.3）m，分布范围广。全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩广泛分布于平坦路堤区以下，厚度（-0.6～3.0）m。地质报告还表明，地下水位较高，平均水位为-2.3m，对土壤稳定性构成了很大威胁，必须进行支护。

4.2 水文地质条件

根据区域水文地质和技术地质资料分析，该地区浅层土壤中有地下水储存空间。一般深度为3～5m，主要由大气降雨渗漏、地下水侧向径流和管道渗漏产生，主要由蒸发和地下水侧向径流引起。自然动力类型包括入渗蒸发型和径流型。年水位波动规律为6—9 月水位较高，其余月份水位较低，年变化范围通常为2～3m。

4.3 基础井设计的主要施工技术

4.3.1 施工工艺

施工工艺流程：土方开挖→基坑边坡修整→放点→成孔（钻孔）→放人锚筋及注浆管→注浆→设置泄水孔→墙面布筋→喷射混凝土→养护。

钻机定位成孔。成孔设备采用两套地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50 型回转式钻孔机，为了满足土钉施工倾角的需要，进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式，挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工，避免土坡暴露时间过长。

土钉锚钉的安装与孔内注浆。孔内注浆采用水泥浆灌注，胶结材料选用425 号普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45:1～0.5:1，用气压式注浆方式，将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆，待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出，以保证孔中气体能全部逸出，直至全孔灌注浆注满浆液为止。

锚固端处理与喷射混凝土板墙。布置完面层钢筋网后，先在距锚钉端头200mm 处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm 的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根通长加强钢筋互相焊接，使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2，内掺速凝剂及早强剂，要求混凝土强度达C20 以上。

喷射前，先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志，以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm 厚的板墙分两次喷射，每次厚道控制在50～60mm；120mm 厚的板墙分3 次喷射，每次厚度控制在40～50mm。在继续下步喷射混凝土工作时，要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿，待混凝土终凝后2h，立即开始连续喷水养护5～7d。

倾斜保护杆施工工艺流程如下：施工准备→桩的测量定位→钻机就位→孔底钻孔→混凝土起钻抹灰→清孔→钢筋室振捣铺设→混凝土振捣→桩身养护→桩头拆除。主要过程如下，杆位的测量和放置必须准确。当再次检查桩的位置时，使用粗钢筋标记桩中心的垂直孔。根据本项目研究报告，桩端位于砂土层中，为确保桩的有效长度，钻孔速度必须缓慢，以避免桩体破裂。抹灰混凝土必须及时且连续。粗混凝土粒径不大于20mm，砂速大于45%；浇筑钢筋笼时，应确保钢筋笼的准确位置和垂直度，防止与孔壁碰撞。钢筋笼下降时，应启动振动器，以感受混凝土的帮助，振捣时间不应小于5min。

预应力锚杆施工工艺流程如下：施工准备→钻机就位→孔角校正→钻孔和泵送→送料杆→抹灰和抹灰→杆体维护→钢梁紧固件安装→拧紧和锁定→钢梁拆除。主要过程：按计划孔深钻孔后停止钻孔，但继续旋转钻杆1min，并缓慢拔出钻头，以防止孔端土壤坍塌和实际孔深不足；砂浆管和杆体必须一起铺设在孔底。用砂浆缓慢拉出管道，直到开口处可见水泥。然后砂浆必须每10min 重复一次，每个孔必须抹至少两次，以确保地脚螺栓孔的砂浆饱满；只有在地脚螺栓孔的补强大于75%时，才能拧紧钢芯。

4.3.2 基坑降水

地下水对深基坑的安全和稳定性以及地下规划的建设有重大影响。针对深基坑支护受到地下水影响较大的问题，要在进行支护作业前对地下水的水位进行严密的监控。地下水位测量需要在施工前安排进行。如果水位较高，不能满足支护需求时，可采取抽水等措施使地下水水位降低至安全施工的范围内。保证水位与基坑底部至少保持一米的距离。此外，由于地下水的流动性较强，变化速度较快。在施工过程中也可能因降雨量增大的原因造成水面猛涨。为此，有条件的施工单位可以设置水位的实时监控装置，以此保证支护工作能够在安全可靠的环境中顺利进行。

根据工程实际情况，建立安全可靠、技术可行、经济合理的雨水系统。在基坑上边构筑排水沟，流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后，在基坑侧面插入长度为500mm，直径为60mm 的UPVC 排水管，使其外端伸出支护混凝土板墙外50～60mm，管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。结合以往的设计经验和项目特点，将采用环形密封井排水。在安装和施工过程中，应适当调整井的位置，使边坡防护杆的预加载地脚螺栓不会穿透管道。同样，在土钉墙和预压锚杆领域也应注意这些问题。

4.3.3 基坑监测

对于深基坑支护施工来说，做好实时监测是非常关键的。深基坑支护结构变形监测的内容包括基坑边坡的变形观测、周围建筑物及地下管线变形与沉降观测、水位观测等。通过对监测数据分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际施工中的情况，分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况。对设计中存在的偏差，及时校正设计参数，对已施工的缺陷部位采取恰当的补救和控制措施，以防止其恶化。在具体的监测上，我们应该对于深基坑支护施工当中，整体沉降、水平位移、裂缝以及变性等情况进行充分的掌握，在发现参数变化时第一时间做出处理。从动态化的角度做好相应的管控，围绕不同的监测指标做好相应的应对，可以提前对险情进行预警，规避损失，及时配合有效措施进行处理应对，保障安全。本工程根据委托的监测单位提供的专业方案，基坑位移监测基点6 个，位移监测点17 个。高程监测点可采用位移监测点。本工程基坑深度为12.3m，根据相关规范确定基坑的变形监控按一级基坑处理。

5 结语

通过工程案例施工技术实践表明，深基坑施工前的设计、排水排水、基础井控制等各项支护措施安全、经济、可行。这是未来类似项目的一个例子。换言之，深井支护技术已成为高层建筑施工中不可缺少的技术。在具体应用中，要充分结合施工现场的特殊环境和技术施工的特点，制定合理的支撑体系，做好对建筑各个环节的严格控制和管理，确保支撑效果，提高高层建筑施工质量，确保后续使用过程的安全稳定。