高层建筑工程深基坑支护施工技术要点分析

姜铁波

（中铁建设集团有限公司,北京 100040）

0 引言

由于土地面积的局限性以及人们对于城市居住需求的增多，我国建筑高度持续攀升，城市建筑规划中多以高层建筑为主，这对深基坑支护技术应用的标准化、功能的完善程度提出了更高的要求。基坑深度越深，其存在的风险越高，但受限于场地面积，工程施工时不能采取放坡式基坑开挖，为减少甚至消除安全隐患，高层建筑工程的基坑支护方式逐渐多样化。基坑支护是一种专项施工技术，可保证建筑地下结构施工、基坑侧壁及周围环境的安全，能提高建筑的整体安全性及平稳性。本文从高层建筑工程深基坑支护的注意事项出发，对其支护施工技术的选择依据及具体运用进行分析。

1 高层建筑工程深基坑支护的注意事项

（1）深基坑的支护结构在满足高层建筑的稳定性和强度要求的前提下，必须从整体上确保地下空间及周围环境的安全性，把“安全第一”的思想贯彻落实于深基坑工程的建设过程中，对原有施工规章制度进行细化，完善责任制，以此促进深基坑施工的安全与标准化。

（2）进行深基坑开挖作业前，不仅要考虑设计结构的规划性，还要保证整体支护结构的稳定性。另外，深基坑作业时经常会出现噪音、尘土等环境污染，对施工场地周围居民的工作和生活造成较大影响，基于此，在施工过程中，必须重视对周边环境的有效管控，采取综合措施尽可能减小噪音及尘土等环境污染问题所带来的负面影响。

（3）在保证基坑工程质量和施工人员安全的前提下，严格把控工程的施工周期，加强对施工各个环节的监督，及时发现潜在风险，并合理运用技术以及机械设备予以针对性处理。

2 影响深基坑支护形式选择的因素

2.1 地下水因素

地下水源是建筑工程施工前需要重点考察的因素，与深基坑施工的安全性密切相关。在特定的施工运行阶段，基坑可能会导致地下水的基础条件发生变化，若水源完全流向基坑方向，基坑的整体质量则会相应降低。地下水的无序渗流必然会对基坑壁的稳定性产生不利的影响，又因砂层的渗透能力较强，极有可能造成地下水涌出。另外，一旦砂层中的压强较砂石的渗漏承载负荷大，就会产生泥石化现象。

2.2 土体因素

基坑支护施工技术的意义在于保障建筑工程周围建筑的安全。从建筑学理论的角度上看，不论施工技术优越与否，均无法避免对整体环境造成程度不一的破坏性影响，其中以土体强度的变化较为常见。深基坑支护施工过程中，周围土体出现变形的情况并不少见，故在选择深基坑支护形式时需要全面分析和管控建设行为对土体的影响，并采取合理的支护施工技术，有效预防建筑工程周围的土体发生变形。

2.3 安全监测因素

任何涉及基坑工程的安全问题，均与施工不规范密切相关。对基坑支护进行标准化的监测，一方面可以保证工程设计工作的科学性，另一方面可以有效地预防工程突发事件的发生。基坑支护安全监控技术的核心，是指在实际施工过程中，严格按照机械设备的使用说明进行操作，并动态化监控基坑施工的各个环节。结合前期基坑作业阶段的监测成果，获得大量与地质体相关的属性数据以及空间数据，将所得数据输入计算机，建立数据库，高效进行对比勘察、规划，评估初步规划的成果，有助于判断深基坑施工方案的科学性。

3 深基坑支护施工技术及控制要点

3.1 土钉墙支护施工

作为土钉墙支护的核心，增固墙体能够有效增加混凝土的面层厚度。高层建筑工程深基坑施工作业过程中，施工人员务必深入探究土体和土钉之间互为牵制的机理，对可能引起土体变形的风险因素予以管控。深基坑作业期间，施工人员要在技术人员的指导下进行土钉拨拉试验，确定钻孔深度适宜，再钻孔、注浆，注浆期间严格管控水灰比，保证泥浆凝结后能够与土体有效相融，充分发挥深基坑结构的支撑作用。

土钉墙支护施工工艺流程为：周边放样→土层开挖→修坡面层→支护内部排水系统施工→初喷混凝土→土钉制作及成孔→安装土钉、注浆、焊连接件→编制钢筋网→复喷混凝土面层→地表排水、基坑排水系统施工[1]。周边放样作业前，需要根据土钉墙的实际施工方案提前进行放样调控，尽可能避免出现偏差，一旦发现偏差，及时开展专项探究。土层开挖作业过程中，技术人员需要把控开挖的深度与施工设计方案的要求一致。支护内部排水系统施工前，首先需要根据设计图纸、基坑上下口线之间的距离要求，对积水沟、积水坑开展开挖作业，如地下水位低、底层松软，可借助微型栓组成超前支护；如地下水位高，则可通过增加隔渗帷幕的方法进行施工。土钉制作及成孔要进行精确测量，使土钉规格规范化，并对深基坑进行实地勘察，选择孔径一致，且有质量保证的土钉。土钉打入前，确定入钉位置的精确性，打入时注意角度，然后根据施工要求开展注浆、焊连接件作业。与此同时，土钉锚管注浆时，注浆管应插至孔底，有序注入，拔管操作需要与注入同步进行，采取口部高压注浆，然后予以封孔操作。进行编制钢筋网时，施工人员需要在技术人员的指导下绑扎或点焊双向钢筋网，控制钢筋网的误差≤20mm，由此保证土钉墙支护施工的整体质量。

3.2 钢板栓支护构造

钢板栓支护施工技术具有操作简便、经济性等优点，常被运用于高层建筑工程的施工作业中，其中以软弱地层建筑施工应用最为广泛。热轧型钢以及钢板栓是钢板栓支护施工的关键，采用钢板墙的模式进行稳固操作，可以获得良好的挡水效果。倘若深基坑的深度≤8m，且土体较软，建议合理运用钢板栓支护施工技术。开展作业前，应将钢板拔出，全面勘察周围地基土与地表土环境，取多个土层样本进行检验，及早发现区域性土体变形问题，进一步优化深基坑钢板栓支护构造。

3.3 地下连续墙支护

在高层建筑工程施工过程中，可能需要面对一些特殊的地质结构,因此，深基坑施工前务必重视施工地质结构的实地勘验，并对支护结构的平稳性进行全面分析。对于密度较大的地质构造，往往选用地下连续墙支护结构，在沉降要求标准较为严格的情况下，地下连续墙支护结构的使用价值相对于大多数的支护结构而言较为突出。基于此，可以考虑将地下连续墙支护结构与不同类型的土质环境相结合，不仅能减小施工对周围环境造成的消极影响，还能增加高层建筑的刚度，保证建筑的安全及稳定性。需要格外注意的是，地下连续墙支护技术仍然存在局限性，即深基坑施工区域的土质硬度越高，对连续墙支护技术的要求会相应提高，导致工程建设成本投入增加。另外，运用地下连续墙支护技术会产生大量废浆，因此，工程技术人员必须制定方案合理排放废浆，减少甚至消除废浆对地下施工区域造成的不良影响。

3.4 水泥挡土墙支护

采取重力式水泥土挡墙支护技术，可以在搅拌桩基底和软土加固的基础上，全面提高建筑工程的整体质量。受自身的重力作用影响，搅拌桩能够维持良好的侧向力，对整体结构的抗滑移能力和防控多种墙体变形问题均具有积极意义。水泥挡土墙支护技术的环保性和平稳性较强，防渗透性良好，支护效果显著，在实际运用时需要进行科学规划，并对可能影响支护效果的因素进行综合判断。

水泥挡土墙支护施工质量的整体提升可以从以下几个举措进行：

（1）测量方向细分为3个环节进行，首先，将工程线放出，等候工程建设负责人以及相关单位的确认；其次，根据工程轴线，将加水泥搅拌桩墙的轴线放出，并等待确定轴线与水泥土轴线之间的距离；最后，根据已确认的轴线，确定水泥搅拌桩施工沟槽的具体方位[2]。

（2）水泥土搅拌桩需要进行工艺化试桩操作，保证搅拌机械设备的钻孔下沉，精准把控喷浆速度、下沉速度与增速的有效配合，由此提高施工的整体效率。

（3）一旦发现输入浆液管道堵塞，必须立即停泵处理，处理完毕后上提或下沉搅拌钻具，搅拌钻具的移动距离约为1m，而后继续开展浆液输入作业。

（4）严格按照操作要求插入型钢，非必要情况下，型钢表面的摩擦药剂使用量应适当减少。此外，插筋作业必须在桩顶运行完成后即刻进行，且施工人员需要确保插筋材料的插入及探出深度均达到规划方案中的要求。

（5）水泥土搅拌作业完成后，需要进行型钢起吊，并配合专业化设备对其垂直度予以精准调整，以规范型钢的插入深度。

3.5 锚杆支护

锚杆支护主要通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态而达到支护的目的。为了保证高层建筑深基坑的平稳性，避免深基坑施工期间以及竣工后出现严重变形的情况，施工单位往往会合理运用锚杆支护施工技术，通过立壁钻孔获得精确的钻孔深度，逐步扩张，直至钻孔底端，以改善整个基础工程的支撑性能，从而全面提高高层建筑工程的质量[3]。

深基坑的锚杆支护施工工艺流程为：基坑立壁土层开挖→修整立壁→测量与放线→钻机就位、孔位校正→钻孔→下锚杆→压力注浆[3]。使用锚固孔钻机等相关设备开展钻孔作业前，需要预先设定钻孔位上调节钻杆的水平位置与倾角，确认完毕后方可开始钻孔操作。开展钻孔作业的过程中，根据实际情况适当调整设备的速度，若遇到障碍物则立即对其进行清除，障碍物完全清除后继续钻孔。钻孔完毕后，对形成的孔洞进行全面清洁，而后将锚杆插入稳定的岩层中，另一端连接其托板。锚杆插入后，对多次补充的水泥浆进行全方位的检查，确保锚杆与岩层紧密相连，为深基坑的稳定性打下良好基础。另外，深基坑支护作业结束后，应对周围建筑物进行实时监测，并检测周围建筑的平稳性，以降低深基坑工程对周围建筑物的不利影响。

3.6 排栓支护

排栓支护施工技术的主要特征为灵活性强、施工范围广，常应用于土质较为松软的地基施工中。需要注意的是，排栓支护施工技术的操作流程较为复杂，开展作业前，施工人员必须学会并能熟练运用。在施工过程中，应重视以下问题：

（1）事先准备好规格适宜的挖孔桩，并按标准形成排列柱；

（2）采取有效的排水措施，最大程度减小排栓支护作业开展期间地下水的不利影响；

（3）实施密排钻孔桩作业期间，尤其需要技术人员根据深基坑的实际情况，对具体作业深度进行确认[4]。

当前我国的高层建筑可以分为密排设计、疏排设计形式，排栓支护技术对施工人员的要求极高，施工过程中，任何一个环节的失误，均会带来巨大的经济损失。排栓支护的平稳性对于深基坑的整体工程质量具有积极意义，施工人员开展作业时，要确保混凝土的密实性，有条件者可采用高压注浆法进行施工，如此既能防止地下水渗入基坑结构，又能降低安全风险，保证建筑的安全。

3.7 混凝土灌注桩

混凝土灌注桩是指在施工现场利用成孔机械或人工成孔，下钢筋笼后灌注混凝土的基桩，具有强化地基、加固基层、优化承载能力的作用。混凝土灌注桩施工工艺流程为：施工平台整平→测量、放线、定桩位→浆池及浆沟开挖→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔→清除孔底沉渣及废浆→清孔换浆→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼和钢导管→浇筑孔内混凝土→成桩[5]。正式施工前，需要对邻近建筑物、构筑物的位置、距离及地质条件等进行实地勘察，绘制施工场地的剖面图。钻孔作业完毕后，需对孔洞的深度、孔径及位置进行检验，确保其符合要求。采用水下混凝土灌注时，混凝土中适当减少缓凝剂，以延长混凝土的初凝时间，提高其和易性。钢筋笼入孔通常使用吊车，对于小口径桩，可选用钻机钻架、灌注塔架。此外，下钢筋笼要对准孔位中心，使其缓慢、顺直下放，待其就位后即刻使用钢丝绳固定，安放导管、清空及灌注混凝土等施工环节期间避免碰撞孔壁，以防止位移。

4 结束语

随着高层建筑的建设规模与施工体量的持续增大，深基坑支护技术的应用频率明显提高，施工方需要熟悉深基坑施工技术的类型，结合实际选择合理的施工工艺，制定规范化施工方案并严格实施，确保工程质量和施工的安全性。