卜偉元（五礦二十三冶建設(shè)集團有限公司，湖南　長沙　410000）

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深基坑支護施工技術(shù)在高層建筑施工中的運用研究

卜偉元（五礦二十三冶建設(shè)集團有限公司，湖南長沙410000）

根據(jù)工程實踐從深基坑施工的特點、施工技術(shù)的基本要求和不足之處以及該技術(shù)在高層建筑施工中的運動，以期能夠為高層建筑深基坑支護施工技術(shù)的發(fā)展與進步提供理論借鑒。

高層建筑；深基坑支護；施工特點；技術(shù)運用

引言

近些年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化水平的不斷提高，我建筑行業(yè)也得到了長足的發(fā)展與進步。各地高層建筑如雨后春筍般拔地而起，成為了城市外在形態(tài)和景觀的構(gòu)成主體。然而，對于高層建筑而言，堅實的基底是極為關(guān)鍵的工程環(huán)節(jié)之一，必須給予足夠的重視。因此，在高層建筑施工過程中深基坑支護施工技術(shù)就顯得極為重要。筆者結(jié)合實踐經(jīng)驗，就深基坑支護施工技術(shù)在高層建筑施工中的運用進行初步的分析與研究。

1　深基坑施工的特點

1.1基坑深度不斷增加

為了使用方便，節(jié)約土地，滿足人防需求以及城市管理規(guī)定等，高層建筑在不斷的向地下進行發(fā)展。在過去的數(shù)十年間，具有1～2層地下室的建筑在大城市，尤其是在中等城市甚為少見。然而，部分大城市、沿海地區(qū)尤其經(jīng)濟較為發(fā)的的地區(qū)，高層建筑的地下室往往在3～6層。所以，基坑開挖深度往往在10～16m，甚至20m。

1.2基坑周圍環(huán)境復(fù)雜

建筑工程地質(zhì)條件越來越差，基坑周圍環(huán)境越來越復(fù)雜，尤其是在某些沿海地區(qū)，建筑工程地質(zhì)條件存在的問題更為明顯。高層建筑以及超高層建筑往往集中分布于人口密集和建筑物密集的地方，并臨近重要的市區(qū)道路。然而，這些地方的原有建筑結(jié)構(gòu)往往陳舊，且管線密布。因此，基坑開挖不但要保證基坑的穩(wěn)定性，而且還要確保施工現(xiàn)場周圍原有建筑物以及構(gòu)筑物等設(shè)施的安全。

1.3基坑支護方法多。

現(xiàn)階段，高層建筑深基坑支護施工的方法在不斷的增加，主要有混凝土灌注樁支護、人工挖孔樁、預(yù)制樁、深層攪拌水泥樁支護、鋼板樁支護、地下連續(xù)墻、土釘墻支護、錨噴網(wǎng)支護、以土層錨桿支護等，同時還有樁、板、墻、管、撐與錨桿聯(lián)合支護的方法。

1.4事故隱患較大

由于高層建筑深基坑支護工程技術(shù)比較復(fù)雜，且基坑支護失效會導(dǎo)致鄰近建筑、地下管線及道路開裂等，產(chǎn)生工程安全事故糾紛，甚至產(chǎn)生嚴重的破壞，從而造成重大經(jīng)濟損失及人身傷亡。

2　深基坑支護施工技術(shù)的基本要求

2.1施工技術(shù)先進

在深基坑支護施工過程中，由于深基坑支護施工特點在一定程度上決定了施工技術(shù)，必須確保施工技術(shù)的先進性以及深基坑受力安全性，確?；訃o體系能起到擋土作用，使基坑四周邊坡保持穩(wěn)定，從而充分發(fā)揮和顯現(xiàn)深基坑支護施工技術(shù)在高層建筑施工過程中的優(yōu)勢。

2.2施工環(huán)境安全

由于大多數(shù)的高層建筑分布于市中心，在進行高層建筑施工時，應(yīng)當重視施工現(xiàn)場周圍的建筑物、底下管網(wǎng)以及路線等各種設(shè)施的安全性，盡可能降低對周圍居民正常生活和工作的影響。

2.3地下水位可控性

在深基坑支護施工過程中，可以采用明排、截水、以及降水等多種方式以確保高層建筑施工居于地下水位之上，從而保證和提高高層建筑的深基坑支護施工的安全性。

2.4環(huán)境友好原則

在高層建筑深基坑支護施工過程中，應(yīng)當以環(huán)境友好為原則，以經(jīng)濟節(jié)約為基點，結(jié)合工程時實際情況施工，其確保高層建筑深基坑支護施工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化。

3　深坑支護施工技術(shù)的不足

3.1土層開挖和邊坡支護不配套

在高層建筑深基坑開挖施工過程中，由于坑基支護施工往往落后于土方施工，必須通過二次回填或搭架等途徑來完成坑基支護施工。在高層建筑土層開挖和邊坡支護施工過程中，土方開挖施工具有技術(shù)含量低、工序簡單以及組織管理容易等特點，而深基坑支護結(jié)構(gòu)施工具有技術(shù)含量高、工序多而復(fù)雜以及施工組織和管理復(fù)雜等特點。因此，建筑工程通常由不同的施工隊伍來分別完成土方開挖和邊坡支護工作，且多數(shù)為平行合同，從而導(dǎo)致施工過程中協(xié)調(diào)管理難度增加。土方開挖施工單位為了加快或者拖延工程進度，往往會導(dǎo)致土層開挖順序混亂，尤其是在雨期，施工單位往往會忽視支護施工的工作面要求，導(dǎo)致支護施工的操作面和時間均難以得到有效的保證，繼而引起支護施工落后于土方施工。

3.2成孔注漿、土釘或錨桿受力不符合設(shè)計要求

在深基坑邊坡支護施工過程中，使用的土釘或錨桿鉆孔通常為直徑100～150mm的鉆桿成孔，且孔深為5～20m。由于鉆孔穿過的土質(zhì)各不相同，鉆孔中如果滅有認真分析和研究土體情況，就會產(chǎn)生出渣不盡、殘渣沉積等問題，影響成孔注漿質(zhì)量，甚至導(dǎo)致成孔困難、孔洞坍塌、無法插筋以及注漿等問題產(chǎn)生。另外，在注漿過程中，由于配料不合理、注漿管插入位置不到位、注漿壓力較低等原因，注漿長度往往不足或者充盈度較低，同時使土釘或錨桿的抗拔力又無法滿足設(shè)計要求，從而導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量降低。

3.3噴射混凝土厚度不夠、強度達不到設(shè)計要求

從現(xiàn)階段來看，高層建筑基坑支護噴射混凝土多采用干拌法噴射混凝土設(shè)備，其主要特點為：①設(shè)備簡單、體積小、輸送距離長；②速凝劑可在進入噴射機前加入，操作方便；③可連續(xù)噴射施工。但是，操作人員的操作水平各有差異，操作方法和檢查控制等方法不夠全面，導(dǎo)致混凝土回彈較為嚴重，加之原材料質(zhì)量控制不嚴、配料不合理以及養(yǎng)護不到位等各種因素，往往會降低噴后混凝土的厚度和強度。

3.4施工與設(shè)計差異較大

在深基坑邊坡支護結(jié)構(gòu)中，深層攪拌樁水泥摻量不足往往會降低緩凝土的支護強度。在實際施工中，筆者發(fā)現(xiàn)深層攪拌樁支護發(fā)生水泥土裂縫往往是因水泥土強度較低，地面施工荷載集中于局部位置，導(dǎo)致荷載值遠遠大于設(shè)計允許而引起。深基坑開挖是支護結(jié)構(gòu)受力與變形明顯變高的過程，因此，在設(shè)計中應(yīng)當明確開挖程序以降低基坑變形值符合其監(jiān)控值（表1），同時還有進行圖紙交底。然而，在實際施工過程中，土方開挖單位往往會盲目的加快工程進度和追求經(jīng)濟效益，而忽視上述要求，從而在很大程度上影響了施工質(zhì)量。

表1　基坑類別及變形監(jiān)控值（cm）

3.5工程監(jiān)理不到位

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，重大基建項目工程的深基坑施工應(yīng)當采用工程監(jiān)理。從實際情況來看，大多數(shù)工程安全事故均與監(jiān)理單位沒有按規(guī)定進行工程監(jiān)理或者建立工作不到位相關(guān)，只管場內(nèi)工程，不管場外影響，實行包括設(shè)計在內(nèi)的全過程監(jiān)理的就相對更少。深基坑工程監(jiān)理要求監(jiān)理人員具有較高業(yè)務(wù)水平，在我國現(xiàn)階段主要就只是監(jiān)控支護結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、工期、進度，而對于設(shè)計監(jiān)理與對建筑物及周邊環(huán)境的監(jiān)控尚有一定差距，亟待完善與提高。

3.6施工監(jiān)測較薄弱

在深基坑支護施工中，為了節(jié)約工程成本，建設(shè)單位不對工程施工進行監(jiān)測，或者即使在工程施工過程中設(shè)置部分測點，但往往由于數(shù)據(jù)充分，常常不重視檢測深基坑坑邊建筑物，或者不重視監(jiān)測數(shù)據(jù)。另外，支護設(shè)計中沒有監(jiān)測方案，發(fā)生情況不能及時警報，事故發(fā)生后也不易分析原因，不利于事故的早期處理。

4　深基坑支護施工技術(shù)在高層建筑施工中的運用

4.1支護設(shè)計準備

在設(shè)計支護結(jié)構(gòu)時，應(yīng)對詳細了解和掌握地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料，主要包括：①明確建筑工程地下室的平面布置及其與建筑紅線的相對位置，以便于選擇合理的支護結(jié)構(gòu)和支撐布置等。②明確建筑主體工程基礎(chǔ)的樁位布置圖，盡量利用工程樁作為立柱樁以降低工程成本。③明確建筑主體結(jié)構(gòu)地下室層數(shù)、各層樓板和底板的布置、標高以及地面標高，為確定土方開挖深度、選擇圍護墻、支撐型式和布置以及換撐等提供基礎(chǔ)資料。

4.2支護樁施工

支護樁是深基坑支護工程中主要承載結(jié)構(gòu)，因此，必須重視支護樁的施工過程。一般情況下，支護樁可以分為人工挖孔樁以及鋼筋混凝土護臂。就灌注樁而言，往往采用吊桶的手法來挖掘樁孔，在施工過程中必須嚴格控制鋼筋籠安裝、混凝土灌注以及成孔等各項施工工藝，否則會直接導(dǎo)致深基坑支護工程失去實際價值，甚至嚴重影響建筑工程主體的建設(shè)質(zhì)量。

4.3土方開挖

土方開挖是指挖掘建筑基坑的過程。在土方開挖施工過程中，應(yīng)當及時把挖出的土方運出施工場地，同時要及時清理，盡可能降低施工對周圍環(huán)境的影響。在土方開挖施工過程中，如果出現(xiàn)異物或者挖斷地下管線等異?，F(xiàn)象，應(yīng)當立即停止施工并及時上報交由相關(guān)專業(yè)人員進行處理，待處理結(jié)束后才可繼續(xù)施工。

4.4排樁加環(huán)撐

在實際運用排樁的過程中，可以結(jié)合使用環(huán)撐以支護深基坑。在深基坑支撐過程中，可以先利用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、挖孔樁、工字鋼樁或者H型鋼樁進行規(guī)則排布，并以此為基礎(chǔ)來建造地下層級，從而使支護結(jié)構(gòu)呈圓形結(jié)構(gòu)以確保其穩(wěn)定性。

4.5基坑支護監(jiān)測

在深基坑支護過程中，必須要嚴格檢測基坑支護，以利于施工方掌握施工效果。在基坑支護監(jiān)測過程中，應(yīng)當重點監(jiān)測支護結(jié)構(gòu)的完整程度、強度、變形及位移情況等重點指標。一般情況下，在基坑開挖施工開始時，每隔2～3d監(jiān)測1次施工現(xiàn)場。如果發(fā)現(xiàn)問題，一方面要及時解決出現(xiàn)的問題，一方面要合理的增加監(jiān)測頻率，以確?；又ёo工程的質(zhì)量。

4.6環(huán)撐的拆除及換撐

換撐通常在拆除環(huán)撐之前進行。在拆除環(huán)撐時，應(yīng)當嚴格根據(jù)換撐方案來進行，只有換撐強度滿足設(shè)計要求，才能拆除環(huán)撐。同時，在拆除環(huán)撐以及換撐過程中，應(yīng)當加強監(jiān)測，并落實各項安全措施。

5　結(jié)語

深基坑支護施工技術(shù)是發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景極為廣闊的高層建筑施工技術(shù)。高層建筑工程數(shù)量和工程環(huán)境的復(fù)雜程度的不斷增加為深基坑支護施工技術(shù)的發(fā)展提供了充足的應(yīng)用空間。有理由相信，在不斷的工程實踐中，隨著深基坑支護理論和技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，深基坑支護施工技術(shù)水平將會不斷的得到提高和發(fā)展。

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卜偉元（1979-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工工作。

TU753

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2095-2066（2016）19-0137-02

2016-6-20