高层建筑深基坑支护施工技术

2023-02-17陈小雷肃南裕固族自治县祁隆建筑安装有限责任公司甘肃张掖734000

砖瓦 2023年2期

陈小雷（肃南裕固族自治县祁隆建筑安装有限责任公司，甘肃张掖 734000）

为满足高层建筑结构在投入使用后的安全性需求，在房屋建设之前，必须做好施工现场的基坑开挖和支护，从而保证房屋的质量。总之，对于高层建筑来说，深基坑支护施工是一项十分重要的环节，但由于高层建筑在建造过程中，深基坑位置离建筑主体比较近，因此，在施工中经常会出现质量方面的问题[1]。为解决此方面问题，需要深入工程实际，制定与建筑工程项目相契合的施工作业方案。

1 高层建筑实例

1.1 概况

该项目位于城市西北角，由14栋建筑组成，包括高层建筑、小高层建筑、商业裙房建筑。其中，1#～3#为17层；4#～10#为15层；11#～14#为21层。总建筑面积107745.86m2，地下建筑面积24599.41m2，地上建筑面积83150.45m2，上部结构为框剪结构，基础采用预应力桩基础，基坑开挖深度2.35m～8.55m。

1.2 场地条件

通过工程方的现场勘查发现，场地现阶段的“三通一平”工作已经基本完成，施工场地内的临时用水、用电线路已经接通到位，为保证施工中道路的通畅，在施工前已经完成了场地的平整处理[2]。但在进一步现场勘查时发现，施工现场的土质较差，因此，在此区域进行深基坑施工难度较高。

对于土质比较差的基坑，技术人员要在现场进行科学勘查。通常情况下，深基坑支护技术都是要经过多次勘测才能够确定施工方案，因此，在施工前要根据现场实际情况进行土质的采样和分析[3]。例如，在使用深基坑支护技术时，首先要对地下土质进行详细分析，根据地下土的分布情况，判断土层当中是否有地下水流动，如果存在地下水，很大可能就是深坑中出现了断层或者是存在很多淤泥，因此，施工前要提前进行土质的测试以避免地下水对深基坑施工造成干扰。

2 高层建筑深基坑支护施工技术

2.1 深基坑围护结构施工

在对深基坑围护结构进行施工时，采用分层分段的开挖方式。每一层的开挖深度不超过500mm，分层长度应在25m以内。采用边开挖边支护的方式，保证开挖和支护的紧密结合[4]。在对围护结构中的锚杆进行施工时，采用浆囊袋注浆的方式完成，图1为浆囊袋注浆预应力锚杆构造图。

图1 浆囊袋注浆预应力锚杆构造图

在灌浆袋灌浆预应力锚杆之前，每根锚杆的浆囊袋都要进行检验。如有破损，应立即进行维修或更换。当钻孔出现塌陷、缩颈等情况时，要进行扫孔，扫孔要配合钻头、钻杆多次清扫，以排除渣土，保证孔径和深度符合要求，避免堵塞[5]。在预应力张拉、锚固时，在锚固端的张拉强度应超过15MPa，并完成腰梁位置的加固。提出了用喷砂灌浆法浇筑腰梁和护桩间的间隙，并在养护期混凝土强度达到80%后进行施工。张拉需要按照20%、40%和100%的比例分级加载，锚杆的预应力张拉设计值设置为70kN。在完成对围护结构的施工后，需要对其进行严格的质量验收，确保各检验内容符合要求，才能够开展后续的施工工序。

2.2 土方开挖与回填

土方开挖的基础标高要与结施图配合，如结施图与基础支护段的标高不一致，则以结施图图纸为准，并向相关各方汇报[6]。开挖前要做好桩位交接，并采取相应的防护措施。在施工过程中，要有专门的人员进行统一的指挥和安排[7]。在土方开挖之前，由工程技术主管进行施工技术交流，确定开挖顺序、施工方法、施工要求，并及时进行硅垫层的施工，以保证施工过程中的施工安全。基坑工程施工必须按分层、分段原则进行。在挖土之前，按照设计的桩位图，在第一层土方开挖之前，在每个桩位上洒上石灰，以标明施工桩的位置。在基坑开挖时，在桩与桩之间要注意挖掘机械的运行，不得用挖掘机撞击桩，否则会造成桩体的错位，导致发生质量事故[8]。在开挖过程中，将剥落的土壤进行分层，削去的土壤厚度不得大于1.2m。最后300mm的土方、地梁、承台等局部深挖时，宜采用手工开挖，以减小对基坑的干扰，禁止超挖，承台部位要跳挖。开挖到坑底后，要分段进行，72h以内必须铺设素混凝土垫层。图2为施工作业面土方开挖示意图。

图2 施工作业面土方开挖示意图

根据图2的内容进行土方开挖，各层间的分层厚度不得超过250mm，使用蛙式打夯机或用挖掘机进行分层夯实。地基和管线段回填采用在两侧均匀回填的方式进行，以避免基坑中心线的偏移。回填时，要充分考虑到气候变化对回填体的影响，如有需要，可采用暂停回填或采用防水覆盖等方法。严格控制回填土的质量，不得采用含水量太高或已达到饱和或被雨淋湿的土料。在回填区的表面被雨水浸泡或淋湿时，在回填之前，必须先把表面的土层清除，然后再进行填筑。在回填过程中，若发现有机杂质，应及时清理，清理后才可继续填筑。在碾压回填时，要对地基或外墙防水进行防护。

2.3 深基坑降水、排水施工

该工程项目地质条件不利于此次支护施工，开挖范围内土层的渗透性能总体较差，因此，根据这一特点提出以下施工方案：

在基坑内采用明渠排水，在离放坡点lm以外的地方，挖深300mm～500mm的明渠，每20m布置一口收集井，共计22口，用潜水泵进行24h抽水，确保基坑洁净。基坑外排水渠采用300mm×500mm的砖砌排水沟，并在外侧涂上水泥砂浆，防止地表水渗透。此外，在排水渠的周围布置集水井，并在此基础上设置15口收集井，收集地表的雨水和施工用水，然后通过沉淀池进行沉淀，最后排入污水管网。

在施工过程中需要注意，及时观测集水井中水位的变化情况，避免土方开挖受到地下水的影响；密切关注基坑边坡的动态，及时反馈资料，调整设计方案，保证基坑工程的正常进行；定期检查水泵设备，保证正常的降水量；安装发电机，以保证在断电情况下能够正常地进行降水，从而保障基坑的安全。在完成基坑降水后，需要对降水设施进行封堵。在建筑结构围护底板之前，可以将部分集水井封住，其余的在底板施工中做适当的防护和处理，待基坑工程完成后，可以用砂砾填充集水井，并进行压实。

3 实证分析

以上述工程为例，对该工程项目展开深基坑施工。为确保工程的顺利实施，施工前，根据场地条件设计深基坑梁腰与围护桩的连接方式，如图3所示。

图3 深基坑梁腰与围护桩的连接方式

根据施工现场技术人员提供的基准施工点，在完成测量放样工作后，使用中心线对控制线的施工展开控制工作，其中支护桩的控制示意图如图4所示。

图4 支护桩桩位控制示意图

基坑降水工作是施工中的一项非常重要环节，此环节可以保证深基坑周围土体的稳定性，也可以避免深基坑出现施工质量方面的问题。因此，可从现场工作入手，对施工现场进行安全技术管理，施工人员要根据现场实际情况，对深基坑进行有效加固，防止发生塌方事故以及其他破坏形式事故。

施工中，要明确基坑的支护结构类型和支护形式，明确各个支护结构的优劣势，以此为依据，对施工的安全性进行合理设计与分析，并根据不同工况采用不同的支护形式展开施工。同时，需要明确基坑中不同地质情况下对支护结构的要求。

由于深基坑一般比较长且深，所以需要结合现场施工情况做好相应的支护结构方案设计，通过合理安排人员、机械投入及施工质量保证措施，以保证施工人员和设备的安全。在整个施工过程中，还可能出现一些不良因素直接影响到支护结构的性能以及稳定性等，所以对这些因素要引起重视，并采取相应的措施以保证施工质量和施工安全；同时，还要做好相关的管理工作，充分考虑后期可能出现的情况。另外，在施工过程中还要合理安排工作时间，针对复杂情况进行合理分析处理，如果遇到不利因素（如雨水、地下水等）影响基坑施工的正常进行，必须制定相应的措施。

完成上述措施后，设置深基坑监测点，在监测中，连续三天的总位移量应小于3mm，总位移应小于30mm，当不满足上述条件时，触发预警，即工程需要返工。按照上述方式，展开连续16d的监测，监测结果见表1。