高层建筑深基坑支护施工技术探讨

摘 要：支护是深基坑施工的关键，能提高基坑结构的稳定性、安全性，为开挖等创造良好条件。高层建筑施工中深基坑支护尤为重要，施工人员需结合项目实际，科学选择深基坑支护工艺，构建良好的支护体系。目前深基坑支护技术很多，每种技术都有各自的适用条件，施工人员需参考高层建筑基坑深度、土层特征，合理选择支护技术及参数。基于此，着重分析了常见的深基坑支护技术，引入工程案例，探究了深基坑支护施工的技术要点，以期为同类型项目提供参考与借鉴。

关键词：高层建筑；深基坑支护；施工技术

中图分类号：TV554 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2024）09-0015-03

收稿日期：2024-03-28

作者简介：王超（1986—），男，陕西咸阳人，本科，工程师，研究方向：工业与民用建筑。

0 引言

深基坑支护与高层建筑的结构稳定与安全存在紧密联系。各建筑工程中需结合基坑特征，优化深基坑开挖与支护方案，以提高基坑结构的承载力、稳定性。一些高层建筑的深基坑支护施工不佳，存在支护结构不合理、作业不规范等问题，增大了基坑失稳风险，不利于提高工程的质量及安全。为提高高层建筑的建设水平，施工人员需将深基坑支护放在关键位置，注重前期的地质勘察，对比多种支护技术，寻找更为适用的支护工艺。工程企业也需尝试建立多样且先进的深基坑支护技术体系、管理机制。

1 高层建筑深基坑支护施工技术的特点

1.1 系统性

高层建筑涉及诸多建设施工内容，深基坑支护仅为其中的一个部分，其施工作业具有高度的系统性特征，有关人员需理清各作业流程的关系，协调工序，调配资源。一旦某一环节的施工作业未达标，后续施工无法正常开展，不仅会影响施工进度，还无法达到深基坑支护目的。为此，高层建筑深基坑施工时有关人员需考虑系统性特点，合理规划工序，调配资源。

1.2 区域性

深基坑支护施工还具有区域性特点，这一特点由现场环境所决定。各高层建筑深基坑支护时，需要了解现场环境，掌握土壤、水文等因素m5X5nL2SHKPZnZ6ze+RSMg==，据此制定技术方案、管理措施。由于每一高层建筑都有各自的建设地点，其项目所在地的地质地形条件有所不同，施工人员需遵循因地制宜原则及要求，选择与现场环境相符合的支护体系。

2 高层建筑中常见的深基坑支护技术

2.1 水泥土墙支护

随着基坑开挖、降水等工作的实施，如果深基坑支护施工不到位，基坑易坍塌，从而引发重大事故。水泥土墙支护为深基坑支护的一种，其应用范围广、效果佳。利用水泥土墙结构支撑深基坑时，现场需选择多种切割搭接工艺，以增强支护效果。水泥浆材料尤为重要，施工时有关人员需提前了解支护结构对浆液的需求，科学确定配合比，控制水灰比，以保障水泥浆材料的流动性、强度等与施工要求一致。

为构建性能优越的水泥土墙，施工现场应利用深层搅拌工艺，正式施工前由专人负责试喷试验，从试验中获取最佳参数，在此条件下优化水泥土墙支护方案。各高层建筑中利用水泥土墙支护方式时，需关注地质环境的特殊性，选择较为适宜的方法，如淤泥质土条件下，应预防水泥浆凝固，以达到良好的置换效果。

2.2 土钉墙支护

在规范的土钉墙支护作业下，土钉墙支护体系的性能优越，能抵御基坑变形、坍塌。为提高土钉墙支护施工效果，相关人员需了解基坑土体特性、变形风险，在原位土中合理布设土钉，保障土钉布设总数，精准控制每一土钉的具体位置、相邻土钉的间距。在利用土钉墙加固基坑结构时，施工人员需在土体中插入拉筋，将这些拉筋与土体粘结，在此一体化结构上挂钢筋网并喷射混凝土，以形成支护墙体，提升原位土体强度，抑制其位移。

结合土钉墙支护的原理及施工过程，其优势表现在以下方面：①利用土体的承受力，使土体与土钉共同受力，提升支护结构的整体性能。②土钉墙支护体系抗震性理想，地震对结构的危害较小。③作业流程简单，几乎无安全风险，特别是土钉制作及成孔方面，施工便捷性高。④无严格的场地要求，即使现场相对狭小，也能利用土钉墙支护技术[1]。

2.3 排桩围护结构

高层建筑的高度较大，基础承受较大的荷载，利用排桩围护方式，可提高基础支承力、稳定性。高层建筑中广泛应用了排桩围护技术，此技术的本质为采用排桩+锚杆、排桩+内支撑构造，以改善深基坑结构性能。为提高排桩围护结构的施工效果，有关人员需依据高层建筑对深基坑支护的要求，科学排布钻孔灌注桩或预制桩，使桩体以一定形式、间距排布于现场，实现挡土。现阶段的技术条件下排桩围护结构包含双排桩或分离式两种排列方式，施工期间相关人员需综合现场情况选择桩体排布方式。与其他的深基坑支护技术相比，排桩围护的灵活性好，但对于有较高防渗要求的深基坑项目并不适用。

2.4 地下连续墙支护

高层建筑中采用地下连续墙支护技术，并规范施工作业后，能有效应对基坑塌陷及变形等问题。为构成连续且稳定的地下防护墙体，有关人员需提前了解基坑深度等，分段开挖沟槽，控制分段长度、保障开挖深度。当开挖结束并通过验收后，需缓慢放入钢筋笼，使钢筋笼顺利就位，然后浇筑混凝土。

不同于其他支护结构，地下连续墙兼具挡土及防水功能。一些高层建筑利用地下连续墙支护技术时，对支护结构性能有严格规定，相关人员需在原有连续墙前提下适当使用受力筋。地下连续墙支护施工的特点为：墙体刚度大，结构整体性好；能被应用在各种地质环境中；施工建设期间几乎不破坏周边环境；适合采用逆筑工艺，以提高施工效率，降低造价。

3 案例分析

3.1 工程概况

某高层建筑建筑总面积30.5万m2，地上部分为2栋46层建筑，两栋楼相互独立，建筑总高241 m。地下部分为6层整体地下室，局部地下室为7层结构，地下建筑总面积为9.59万m2，基坑深度较大，基本在32～45 m，塔内建筑核心筒基坑深度需达42 m。

本项目位于城市中心，周边交通线路、建筑物密集，施工建设期间无论地上还是地下，都存在较多的干扰因素，无法保障施工作业的高效性、安全性。基于项目现场的环境特点，桩基与基坑支护应保持同步性，有关人员需协调作业流程。

钻孔时利用GDF-20型桩机设立工程桩或支护桩；采用SPJ-300工程钻机施工支护桩，利用DZK-850深搅桩机形成三轴深搅桩。因为本项目现场的环境特点，开挖基坑时可能发生局部坍塌问题。为避免基坑失稳，有关人员需采取恰当的支护措施。

3.2 施工关键环节

3.2.1 钻孔灌注桩施工

综合技术可行性、施工便捷性等因素，本项目最终选择钻孔灌注桩。为达到预期的加固目标，有关人员需结合基坑现场条件，确定钻孔灌注桩数量、桩位、桩径[2]。在设置钢筋保护层时需控制其厚度，确保保护层起到保护与隔离作用。隔桩施工有时间间隔规定，有关人员在现场需合理把控作业时机，一般当前一桩体混凝土浇筑结束，初凝后1 d方可进入下一桩体的施工作业，依次循环，逐步完成全部桩体的施工作业。

3.2.2 三轴深搅施工

深搅桩施工期间需配备三轴深搅机，由专人科学操作设备。如存在不规范施工作业，易出现闭合或者冷缝问题。考虑到这些问题，冷缝围护桩外侧应开展专门化处理，设置一定数量的水泥搅拌桩，以最大程度上保障围护桩的性能，减少外部因素的干扰。相邻桩施工期间应科学规划作业时间，主要应关注上一桩体的成型情况。综合本项目现场的诸多情况，确定桩体直径为0.5 m，桩径、垂直度偏差上限分别为5 cm、0.5%。

二重管高压旋喷桩施工作业中，有关人员需严格执行技术规范。喷射注浆坚持先下部后上部，如局部位置有分段现象，应精准控制分段长度，避免分段过长或过短；水泥浆液的水灰比比重尽可能保持在1～1.5[3]。

3.2.3 钢筋混凝土施工

对于本高层建筑的深基坑支护作业来讲，钢筋混凝土施工尤为关键，主要需关注以下方面：①钢筋型号、尺寸均应与设计图纸相符合，保障各结构环节的钢筋质量达标，如主筋间距不超1 cm，箍筋间距2 cm以内，钢筋笼直径不超1 cm，各种型号的钢筋表面严禁有任何杂物，以免影响钢筋性能。②钢筋被运输到现场后，有关人员需结合钢筋质量、长度等设置吊装点，以应对变形等问题，实现平稳、精准就位。③混凝土浇筑后需及时养护，一般在浇筑后12 h内开始洒水与保温养护，以提高混凝土成型效果。④混凝土支护桩施工应执行混凝土搅拌桩、灌注桩作业流程，选用C25等级混凝土，并同步配备HRB400、HRB335级钢筋，按照结构施工要求，确定每一钢筋的使用方法。

3.2.4 基坑支护监测准备

本高层建筑的深基坑施工中，因为现场环境的复杂性，易出现基坑变形等问题。为预防这些情况，有关人员需进行支护监测，以随时掌握支护施工期间基坑的状态，分析基坑是否有变形或者沉降现象。基坑支护监测准备阶段，需率先确定围护结构、周边建筑物及构筑物等监测对象。

根据基坑施工作业的影响范围，设置监测点。考虑到监测便捷性与可靠性要求，不仅需确保监测点总数，还需控制每一监测点的位置、相邻监测点的距离[4]。一般在基坑边坡每间隔20～25 m布设一个沉降点、位移监测点。正式施工之前，相关人员需在现场进行实地调研，掌握周边路况、建筑物分布等，及时将这些问题上报施工部门，由技术、施工和管理人员等协商基坑支护施工风险，制定应急预案。

3.3 深基坑支护技术要点

3.3.1 工程桩与支护桩技术

现场环境特殊，施工现场应设置钻孔灌注桩，相邻桩体之间相距1.2 m，桩径为1 m。为符合深基坑支护要求，钻孔灌注桩施工时有关人员需密切关注基坑状态，沿基坑周围设置钢筋混凝土结构，以起到良好的支撑作用。为提高工程桩、支护桩的施工水平，施工人员在前期应进行测量工作，并分析基坑作业范围，明确各控制点及导线偏差，为后续的施工作业创造良好条件。为提高测量结果的准确性与可用性，现场应用经纬仪、全站仪作为测量仪器，测量各控制点，记录测量结果。严格控制导线偏差，平面边长为0.25 km，导线全长2.4 km。

钻孔灌注桩的施工步骤繁多，成孔处于相对核心的部位，一旦孔径、孔深或者孔底沉渣厚度等不符合施工要求，后续施工作业无法正常开展，难以体现桩体的作用。为此钻孔作业中，应由专人负责监督，严控钻进速率，当钻孔穿透地基层时应预防跑位现象，关注桩基垂直度是否有变化，对比监测结果与设计数值，有异常时尽早控制。在灌入一定的粉砂、回填土壤或其他地层时，出现收缩的可能性较大，此时应严格保障泥浆比重在1.25左右。

加工钢筋笼之前有关人员需了解加工规范，优化操作步骤。各类钢筋应通过冷拉调直，但需要注意不同型号钢筋的冷拉率有所不同，如1级钢筋和2级钢筋的冷拉率分别应在2%、1%以内。钢筋笼骨架应采取整体制作工艺，严格控制每一截面的接头数量。主筋内侧需布设加强筋，每2 m布设一道。加工场地应分节制作钢筋笼，每一分节的长度需超4 m。现场安装时有关人员需采取机械连接或者单面帮条焊接工艺。钢筋笼保护层厚度应与设计要求相一致。施工人员在吊装钢筋笼时，考虑到钢筋笼体积、形状、尺寸及质量等，应采用双点吊放工艺。钢筋笼的焊接作业中，普遍采用单面焊，有特殊的连接需求时可依据实际情况选择其他工艺。当按照要求制作钢筋笼，且焊接验收结束后，主管人员应按照规定填写隐蔽验收，并完成自检，将其上交甲方验收通过后方可验收。

导管就位后需二次清孔，当水压达到0.7 MPa后灌注混凝土。灌注混凝土之前相关人员也需检查孔中的沉积物厚度，工程桩与围护桩的孔底沉渣厚度要求相同，均低于5 cm。灌注混凝土时导管埋深在2～6 m，且混凝土坍落度为18～22 cm。

3.3.2 三轴深搅桩技术

针对本项目的三轴深搅桩工艺，主要流程为定位放线、开挖导向、钻机定位、桩体作业、成桩保护。开沟导向应由挖掘机沿围护内边控制线开挖导沟沟槽，开挖深度、宽度分别为1～1.5 m、1.2 m。

注浆之前有关人员需按照要求准备浆料，不仅需保障浆料配合比，还需PySA8NjNwGhGg2GX/Irhaw==严格控制浆料的各项性能指标。启动钻机后，有关人员需规范操作钻机，使钻机螺杆均匀转动，充分、均匀拌合浆料。深层搅拌桩施工作业中，桩底标高、钻杆长度、桩顶标高、桩径、桩位等都是需控制的关键参数。

预搅拌下沉达到设计桩底标高的情况下，缓慢上提0.2 m，启动压浆泵进行送浆，此过程中搅拌20～30 s，提升速率为0.5 m/min，直到与设计桩顶标高相一致，不再继续搅拌和提升。送浆期间保持压力在0.4～0.6 MPa。第二次搅拌应下沉动作，搅拌的浆液被提升到桩顶标高后，不再继续送浆，保持0.8 m/min左右的下沉速率，此后提升搅拌，以0.5 m/min的提升速度搅拌20～30 s，达到桩顶标高后结束此操作。第三次搅拌下沉，与第二次的下沉速率、提升速率完全相同。

4 结束语

深基坑支护是高层建筑施工的重难点，虽然深基坑支护技术越发成熟，但每一高层建筑都有其特殊性，施工人员需合理选择支护工艺，构成稳定、安全的深基坑支护体系。未来的工程项目中相关人员需立足深基坑支护现状，优化技术形式。

参考文献

[1] 曾文谭.高层建筑工程深基坑支护施工技术标准分析[J].大众标准化，2022（24）：128-130.

[2] 甘海涛，张平，王云霞.高层建筑深基坑支护施工工艺的改进[J].四川水泥，2022（11）：160-162.

[3] 黄曼.高层建筑施工中基坑支护施工技术设计与应用实践[J].工程与建设，2022，36（2）：380-382.

[4] 何霞.高层建筑施工的高层施工技术要点分析[J].中国建筑装饰装修，2022（7）：158-160.