高层建筑工程深基坑支护施工技术

忽智敏 柯永猴

（湖北省城市地质工程院，湖北 武汉 430000）

随着现代建筑行业持续发展，显著促进建筑业朝着全新的方向发展，施工技术工艺持续创新。根据相关规定要求，在高层建筑工程施工中，必须强化对深基坑支护结构的关注度，严格管控建筑项目深基坑支护施工标准。由于深基坑支护施工质量会对后续工程建设产生较大影响，因此，在深基坑支护作业过程中，需选择合理的施工技术，以保证深基坑支护施工的安全性与稳定性，为后续工程建设提供可靠保障。

1 高层建筑深基坑支护施工要求

深基坑支护结构可在项目初期阶段建设并投入使用，属于一种临时搭建的基础，能够有效保证地下管道施工、基坑施工以及道路施工的顺利开展。在高层建筑结构中，深基坑深度约为6m，要求依据防护结构相关要求，结合高层建筑物地下结构勘测结果，采取安全防护技术措施，确保后续项目建设能够有序开展，改善整个工程施工质量。在高层建筑项目施工中，需明确深基坑建设的具体要求。对项目建设规模与深度进行合理规划，加强前期现场勘察，制定科学合理的设计方案，避免出现浪费土地资源的情况，优化调整项目建设程序，改善整个工程建设质量与水平。在深基坑规划设计期间，需依据各个地区的地形地貌特征，制定完善的深基坑支护施工计划。在深基坑开挖之前，需全面分析地勘报告，判断是否符合工程建设各方面要求。作业人员需对建筑物四周进行详细勘察与分析，对施工环节的风险隐患进行评估，判断是否会对工程建设产生影响。通常在高层建筑建设过程中，四周环境具有一定的复杂性，尤其容易受到雨水管道、地下管线以及通信管道等诸多因素的影响，使得工程建设具有较高的不确定性，容易发生风险事故。在深基坑作业中，需根据现场施工具体情况采取合理的加固技术措施，对温度、湿度等实施全面评估，据此制定出切实可行的支护作业方案。

2 高层建筑深基坑支护施工技术类型

2.1 土钉支护技术

根据土钉支护相关操作规定，需对项目现场土地与土钉的效应水平展开分析，着重评估现场土体基础的稳固性、边坡的固定作用。依据基础结构加固要求，全面检测与评估土钉强度与抗拉力，同时还需对土体变形情况进行详细分析。在施工之前，需做好抗拉力测验。依据工程建设标准，做好拉拔测验。在深基坑钻孔作业时，需依据规定操作流程详细计算各项数值，保证整个工程施工质量。根据支护施工规定，改善建设水平，提升质量。在灌浆施工时，按照规定要求设计水灰比，保证项目建设质量达到规定要求。与此同时，还需结合土钉支护作业流程进行补浆处理，在土钉支护作业过程中做好保护措施[1]。

2.2 地下连续支护墙技术

在开展地下结构连续墙施工时，需沿着地基基础四周采用机械设备进行开挖作业，合理布置钢筋笼，浇筑混凝土材料，并对墙体结构的厚度进行测定，同时还需实施针对性措施做好防水和挡土施工。依据工程项目建设要求，严格控制各个施工流程，减少噪音，避免影响到周围居民日常生活。根据各种地质条件变化状况，综合分析施工范围与施工要求。在地下结构施工中，对连续墙开挖作业时，需明确出导向墙的开挖地点，对地下结构连续墙实际构造进行详细分析，将导墙深度控制在1.5m 以下。依据深基坑槽，采取泥浆护壁施工措施，提升槽壁光滑度，改善整个建筑结构深基坑结构的安全性与稳定性。

2.3 土层锚杆基础支护技术

在土层锚杆施工中，需根据锚杆施工的操作流程，合理利用锚杆钻取设备。确定钻机具体位置，钻孔完成后，注入适量泥浆，并对钻孔穿线区域做好防护工作，然后再实施补浆作业。在工程建设中，需实施锁定处理，依据支护锚杆工艺要求加强施工控制，确保整个建筑结构的稳定性，并结合标杆具体方位进行详细分析，根据技术测定相关规定要求，选择出科学合理的测定计划。在开展精准测量过程中，明确锚杆具体标高以及角度要求。依据施工要求，对悬空深度进行优化调整，合理控制操作程序，在遇到障碍物时，需及时暂停施工，做好清理工作，避免受到各种障碍物的影响。在施工过程中，需依据支护施工技术标准，组织专业人员对建筑材料进行检测管理，保证钻孔灌浆施工质量。在施工期间，需应用适宜的搅拌灌注方法，改善灌注作业的匀称性以及速度，确保灌注效率。

2.4 钢板桩支护技术

在钢板桩支护作业过程中，需采用热钢锁口技术，以确保钢板连接的稳定性与有效性，直到加工成形。根据深基坑支护相关规定要求，结合基坑板的安装位置，明确钢板桩位置。通常情况下，施工为Z型和U型。在钢板桩作业过程中，为了能够确保发挥阻隔作用，需预留出充足的空间，防止钢板柱出现质量问题，依据钢板桩支护的具体情况，严格控制污染，避免噪音对四周居民产生不良影响。在采用支护技术时，需制定适宜的深基坑支护作业流程，综合考虑施工现场钢板的具体情况，选择最优支护施工计划。

2.5 深基坑搅拌支护技术

在使用深基坑搅拌支护技术时，固化剂主要是由石灰、水泥等材料制作而成，通过深层搅拌设备，均匀搅拌固化剂与软土，并在各种反应下使得软土能够成为具有较高强度、水稳定性的桩结构。在实际施工中，需充分搅拌成桩，桩体直径约为2m。此技术具有施工周期短、成本投入低以及影响范围较小的优点[2]。

2.6 深基坑排桩支护技术

在紧密排列的灌注桩施工时可采用排桩支护技术，能够有效保证地基结构的安全性与稳定性，其主要是由防渗帷幕、支护桩与锚杆所构成。在制定施工技术方案时，需综合考虑现场周围环境、地貌特征以及水文情况等诸多影响因素，而通过开展拉锚式和悬挂式支护结构施工，可充分保证排桩的安全与稳定，并还能够应用于止水帷幕与降水基坑施工中。在深基坑施工中使用排桩支护技术时，需采用钢筋、混凝土材料，并应用柱列式的间隔分布支护结构，这种支护技术具有一定的灵活性，可依据建筑结构具体情况对排桩长度进行控制，被广泛应用于软土地基作业中。结合排桩结构可细分为以下两种，分别是紧密式与疏散式排列，在选择排列形式时，需充分依据建筑物的具体情况。另外，悬臂式、支锚式排桩支护结构的应用也较为常见，其中，悬臂式结构为钢筋混凝土结构，在施工环节需加强开挖深度与现场施工安全控制。另外，如果挡土墙采用支锚式结构，必须加强稳定性控制。

3 高层建筑工程深基坑支护施工实例

3.1 工程概况

该项目为居住区改造工程，建筑面积8.63万m2，地上24 层，地下为2 层，建筑结构属于剪力墙结构。其中，基础总面积为1200m2，抗震烈度为7度。在建筑结构中，基坑平面尺寸为25m×63m，开挖深度为10.3m，设计级别为一级。在基坑开挖过程中，基坑深度较大，周围较为狭窄，并且市政管道与建筑结构十分复杂，施工期间需避免对基坑、原有建筑、交通方面产生影响。

3.2 深基坑支护方案比选

方案一：采用地下连续墙结构施工方法。在连续墙结构设计时，结构厚度为0.8m，深度为18m，可应用在各种类型的地形地貌，不会对周围建筑物产生较大影响。在支护结构施工中，连续墙结构具有良好的防水性与抗弯刚度，不但能够确保基坑的稳定性以及安全性，还可发挥止水效果。由于此项目所在地区基本很少采用这一支护方法，欠缺施工经验，并且难以控制墙体之间的接缝水平，容易发生塌方事故。此方案成本投入较高，施工环节较为复杂，并具有一定的风险[3]。

方案二：联合应用内支撑与钢筋混凝土支护桩，为了对地下水进行有效控制，可使用三轴水泥搅拌桩止水帷幕。项目基坑平面形状为长方形，基坑平面布置见图1。内支撑支护施工方法具有施工简单、成本投入少，并且整个施工方案还有着较强的可操作性。与此同时，在地下水控制方面，通过使用止水帷幕能够有效阻隔基坑中的潜水。

图1 基坑平面布置

综合考虑施工成本和安全方面，选择方案二。

3.3 基坑支护设计

在支护桩选择方面可采用钻孔灌注桩，依据基底具体标高将桩划分为以下几种类型：①支护桩的长度为14m，直径800mm，桩间距为1000mm，混凝土选用C25，基坑底和桩顶标高分别是-7.23m、-2.30m，支护体系剖面见图2；②支护桩的为18m，直径900mm，桩间距为1100mm，混凝土选用C25，基坑底和桩顶标高分别是-10m、-2.30m；桩顶冠梁结构截面的长度为1200mm，宽度为700mm，标高为-1.60m，混凝土选用C30。在此项目中，深基坑采用钢筋混凝土垂直支撑[4]，其中，垂直支撑中的上皮标高为-1.60m，混凝土选用C30；垂直支撑结构的自身重量较大，需合理使用钢筋混凝土作为支撑立柱，共设置6根，立柱长度为16.50m，直径为800mm，混凝土选用C25。

图2 支护体系剖面

在深基坑周围布置三轴水泥搅拌桩止水帷幕，搅拌桩的规格为Φ850mm@1200mm，单根长度18m，直径850mm，距离桩心600mm，标高为-1.80m，选择32.5 普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5。在设置降水井时，需沿基坑四周布置6 个，每个降水井深度为15m，直径为700mm。另外，还需设置6个观测井，深度为10m，直径为700mm。

3.4 基坑施工过程

此项目深基坑作业具体内容为：①准备工作。在工程建设前，需做好各项准备工作，主要涉及组织人员工作安排、布置安全设施、设备检查等，保证施工人员、施工设备以及施工材料全部就位，使整个工程项目能够按照规定要求完成；②搅拌桩止水帷幕作业。首先，需根据相关设计图纸实施放线作业，明确桩的具体位置，依据桩点实施搅拌桩作业。在完成搅拌桩作业之后，需对施工质量实施全面检查，保证稳定性与强度能够满足设计标准。与此同时，在搅拌桩养护时，需预留充足的时间，在施工完成7d之后组织开展灌注施工；③开挖土方与冠梁底标高施工。当搅拌桩止水帷幕符合稳定与强度控制要求之后，才能够开展土方开挖以及冠梁底标高施工。在此期间，采用机械设备开展挖掘施工，精准控制挖掘区域与深度，避免出现挖掘不足或者是超挖的现象。另外，对于开挖土方，需第一时间运出，避免影响到施工进程[5]；④钢筋混凝土内支撑与冠梁施工。当土方开挖施工结束之后，才可开展钢筋混凝土内支撑与冠梁施工。根据施工设计图生产和安装钢筋骨架，并同步搭建与固定模板。在混凝土浇筑期间，需确保混凝土结构的强度与质量符合规定要求，并做好振捣与养护工作。当支撑结构满足设计强度要求之后，才可开展支撑施工；⑤在支撑结构满足规定要求后开展土方开挖作业。对挖掘区域与深度进行严格控制，避免发生支撑结构损坏的情况。另外，需及时清运现场土方，避免影响后续施工的顺利开展；⑥明确基底标高具体位置。在土方开挖施工结束之后，需对基底进行全面清理，并做好整平处理。依据设计标准明确基底标高，采取有效的控制措施，保证基底的稳定与平整。当基底满足设计标准后，即可开展下个环节作业。总而言之，在深基坑施工时需对各个施工环节进行严格控制，保证项目建设能够有序开展。与此同时，还需综合考虑气候环境、现场条件等影响因素，对施工方式进行优化调整，保证整个工程施工的质量与安全。

3.5 基坑监测

为了能够保证基坑建设质量，需严格监控整个施工环节。①制定出合理的预警值，垂直位移的预警参数为25mm，连续监控3d，平均移速预警数值为3mm/d；周围建筑结构最高沉降量预警数值为20mm，钢筋混凝土结构内支撑轴力的预警数值为1100 kN；②对施工现场开展全面检查，对基坑支护系统的垂直位移、周围原有建筑结构沉降量以及钢筋混凝土支撑结构实施动态监测。通过观测显示，钢筋混凝土结构内支撑轴力最大数值361kN，基坑支护结构垂直位移数值为14.50mm，周围原有建筑结构最大沉降数值为12mm，均满足规定要求；③在工程施工过程中，未发生止水帷幕开裂的情况，基坑底部处于干燥状态，未发生地下水渗透；④在基坑开挖作业时，没有对周围建筑、管线等方面产生较大影响。由此可见，此项目选择深基坑内支撑支护施工方案施工效果显著。

4 结语

综上所述，在建筑结构深基坑作业过程中，现场周围条件比较复杂，对施工技术的要求比较高。对此，在实际施工期间，需对各个施工环节予以高度重视，根据项目具体情况制定完善的施工技术方案，在施工环节加强监督、检查等，合理规避各类风险隐患，保证整个工程建设的安全性，改善项目施工质量。