張歷響

（中鐵十六局集團(tuán)第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

高層建筑可以有效緩解城市房屋建設(shè)用地緊張的情況，同時(shí)也是城市發(fā)展水平的象征。高層建筑施工中，對于含有地下室結(jié)構(gòu)的建筑，深基坑支護(hù)和降排水施工至關(guān)重要，是工程安全的保證，開展高層建筑深基坑支護(hù)和降排水施工技術(shù)研究，可為消除建筑結(jié)構(gòu)形變風(fēng)險(xiǎn)、提升結(jié)構(gòu)質(zhì)量穩(wěn)定性提供技術(shù)支撐[1]。

國內(nèi)外很多學(xué)者和技術(shù)工作者對深基坑支護(hù)和降排水施工技術(shù)進(jìn)行了卓有成效的研究，并取得了實(shí)用性很強(qiáng)的研究成果。何俊朝[2]指出深基坑支護(hù)施工的水平直接決定了建筑工程的整體結(jié)構(gòu)安全性，為了保證基坑支護(hù)的質(zhì)量，需要土方開挖、水泥砂漿灌注、鉆孔放錨桿、邊坡面混凝土噴射等關(guān)鍵工序的實(shí)施；張?zhí)煊頪3]分析了某工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)例，提出了深基坑支護(hù)的工序優(yōu)化方法，優(yōu)化了鋼筋加工支撐技術(shù)的工法并取得了良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提升效果；李遠(yuǎn)霞[4]完善了高層建筑深基坑支護(hù)的實(shí)施方案，并通過開展深基坑支護(hù)施工論證了優(yōu)化方案的合理性；余炎[5]對高層建筑深基坑施工中的技術(shù)管理措施進(jìn)行了分析，指出需要從技術(shù)和管理兩方面提高基坑支護(hù)的施工水平。通過分析這些研究成果可以得出，深基坑支護(hù)作為高層建筑的重要結(jié)構(gòu)被眾多學(xué)者廣泛研究，但是很多學(xué)者忽視了對基坑降排水措施的研究與分析。本文結(jié)合工程實(shí)例，對高層建筑深基坑支護(hù)和降水措施施工技術(shù)進(jìn)行分析，以期提升基坑支護(hù)水平，確保工程項(xiàng)目順利完成并取得預(yù)期的建設(shè)質(zhì)量。

1 工程概況

以江西上饒城南三校項(xiàng)目為工程依托，該項(xiàng)目位于江西省上饒市，占地面積為98761.13m2，總建筑面積為120576.87m2，地上建筑面積為84463.99m2，地下建筑面積為36112.88m2。該項(xiàng)目共8棟建筑物均為高層，部分含有地下室，均采用框架結(jié)構(gòu)、獨(dú)立樁基礎(chǔ)。

結(jié)合該項(xiàng)目所在地地質(zhì)勘查資料，該項(xiàng)目施工周期內(nèi)雨水密集、自然降水量較大，加之基坑深度均達(dá)5m以上且地下水系分布復(fù)雜，需要采用合理的支護(hù)方案及降排水技術(shù)。

2 深基坑支護(hù)技術(shù)分析

2.1 深基坑支護(hù)的功能

在南三校項(xiàng)目深基坑支護(hù)主要發(fā)揮擋土和擋水兩個(gè)功能。首先，深基坑支護(hù)采用板樁支撐和板樁錨拉增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使基坑結(jié)構(gòu)得到鞏固，進(jìn)而提升建筑主體結(jié)構(gòu)的載荷承受能力；其次，采用排擋加環(huán)撐等方法提升基坑的防水能力，盡量減少自然降雨、地下涌水等流入基坑中，采用觀測井對基坑內(nèi)水量進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，一旦發(fā)現(xiàn)水量超標(biāo)及時(shí)報(bào)警并組織人力進(jìn)行排水[7]。

2.2 基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

南三校項(xiàng)目基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)包含圖紙方案設(shè)計(jì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)計(jì)3項(xiàng)內(nèi)容[6]，具體如圖1所示。

圖1 南三校項(xiàng)目深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)內(nèi)容

圖1中，通過在項(xiàng)目開工前進(jìn)行綜合性的圖紙方案設(shè)計(jì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和輔助設(shè)計(jì)，厘清與基坑支護(hù)相關(guān)的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)及技術(shù)特點(diǎn)，包括支撐結(jié)構(gòu)的形式、排水溝的開挖尺寸、放坡標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)高、管線敷設(shè)、降水井與觀測井的位置等，同時(shí)做好施工輔助用道路的規(guī)劃與修建，確保在工程實(shí)施期間道路暢通，不會因?yàn)榻煌ㄓ绊懝こ踢M(jìn)度的順利推進(jìn)。

2.3 深基坑支護(hù)施工

2.3.1 土方開挖

進(jìn)行深基坑支護(hù)土方開挖時(shí)，需要組織好施工車輛的銜接，有序安排不同類型的車輛協(xié)調(diào)作業(yè)，將開挖出的土方及時(shí)運(yùn)出施工現(xiàn)場。對于施工場地需要做好清理工作，及時(shí)進(jìn)行灑水維護(hù)，減少揚(yáng)塵等對環(huán)境造成的污染。在開挖之前摸排地下水、暖、電等管線的分布情況并向一線施工人員通報(bào)，在挖掘過程中需要時(shí)刻監(jiān)視施工現(xiàn)場，避免對這些預(yù)埋管線造成破壞。一旦出現(xiàn)預(yù)埋管線因施工而遭到破壞的情況，及時(shí)停止施工并立即對現(xiàn)場進(jìn)行封閉，組織相關(guān)專業(yè)和建設(shè)方共同分析，管線修復(fù)完成后再繼續(xù)進(jìn)行土方挖掘工作。

2.3.2 支護(hù)樁施工

為了提高高層建筑的抗風(fēng)能力和抗震能力，在基坑支護(hù)中利用支護(hù)樁承載外力。在人工挖孔后安放鋼筋籠，鋼筋籠的安裝位置需要對照施工圖紙進(jìn)行測量與確認(rèn)，鋼筋的型號根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求選取，然后灌注混凝土。灌注的混凝土需要按照材料配比表規(guī)定的原材料品類和數(shù)量進(jìn)行配制，之后進(jìn)行拌合，確認(rèn)密實(shí)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后才允許在工程中使用。

南三校項(xiàng)目深基坑支護(hù)樁施工過程中，采用泵送的方法進(jìn)行分層澆筑，為了避免發(fā)生坍塌事故，泵送速度控制在160mm/s左右。此外，還需要有效地處理垂直縫，保證縫隙干燥、整潔，通過使縫隙接口更加密實(shí)起到防水的效果。

2.3.3 水泥土墻施工

南三校項(xiàng)目場地地表有部分淤泥質(zhì)土，需要采用水泥土墻進(jìn)行支擋。水泥土墻支護(hù)施工需要在工地現(xiàn)場搭建水泥攪拌站，在普通水泥漿配制的基礎(chǔ)上加入結(jié)構(gòu)增強(qiáng)劑，提升水泥密實(shí)度，使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到強(qiáng)化。水泥漿注入后及時(shí)進(jìn)行灑水，加快水泥漿硬化的速度。對于成型的水泥土墻，采用多種切割搭接的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強(qiáng)處理，確保其能在深基坑結(jié)構(gòu)中發(fā)揮較理想的穩(wěn)定保障效果。

2.3.4 排樁加環(huán)撐支護(hù)施工

南三校項(xiàng)目中高層建筑物密集，對基坑承載能力要求高，為提升建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，對部分密集建筑區(qū)域采用隊(duì)列式+環(huán)形聯(lián)合分布的排樁加環(huán)撐支護(hù)方法。采用鋼筋灌注樁和工字鋼樁分布排列的形式進(jìn)行深基坑支護(hù)的建設(shè)，整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)圍成圓環(huán)形，均勻分?jǐn)偢邔咏ㄖ锖奢d。排樁加環(huán)撐的深基坑支護(hù)技術(shù)對提高高層建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有明顯優(yōu)勢，在南三校項(xiàng)目實(shí)施中屬于優(yōu)先應(yīng)用的技術(shù)。

2.3.5 基坑支護(hù)監(jiān)測

在南三校項(xiàng)目深基坑支護(hù)施工中，需要建立完善的基坑監(jiān)測體系并做好監(jiān)測工作。在土方開挖完成后，隨著基坑施工工序的推進(jìn)，每隔2～3d進(jìn)行一次施工現(xiàn)場結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和完整性的整體監(jiān)測。施工方依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)改進(jìn)基坑支護(hù)方法，通過技術(shù)的優(yōu)化提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

2.4 深基坑支護(hù)施工注意事項(xiàng)

2.4.1 選擇合理基坑支護(hù)方案

采用的基坑支護(hù)方案是否合理直接決定了高層建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，在項(xiàng)目建設(shè)策劃階段，需要對深基坑支護(hù)方案進(jìn)行重點(diǎn)論證?；又ёo(hù)方案選擇不當(dāng)，會增加工程成本，也可能會因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足而出現(xiàn)坍塌、失穩(wěn)等意外事故。在設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案時(shí)，需要綜合考慮臨時(shí)支護(hù)措施，減少結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中，避免臨時(shí)支護(hù)措施出現(xiàn)失衡、失穩(wěn)等意外事故的發(fā)生。

2.4.2 加強(qiáng)施工現(xiàn)場監(jiān)測

南三校項(xiàng)目進(jìn)行深基坑支護(hù)時(shí)，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。除了常規(guī)的對地下管道的分布進(jìn)行監(jiān)測外，還需要做好建筑物沉降及變形量的監(jiān)測。深基坑支護(hù)施工會改變地層原有應(yīng)力平衡，地層出現(xiàn)不均勻沉降會對高層建筑的整體穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。對建筑物的結(jié)構(gòu)形變進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)形變超標(biāo)的情況，及時(shí)停止施工并開展原因分析，采取必要的措施加固地層和建筑物。此外，在施工中應(yīng)該注重監(jiān)理作用的發(fā)揮，注重監(jiān)理工作的落實(shí)，進(jìn)一步增強(qiáng)施工安全性，為工程質(zhì)量的進(jìn)一步提升提供有利條件。

2.4.3 嚴(yán)格把控水泥混凝土質(zhì)量

水泥混凝土是深基坑支護(hù)工程中用量較大的建筑材料，其質(zhì)量水平直接決定了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的最終質(zhì)量。在基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合基坑支護(hù)完成后結(jié)構(gòu)的預(yù)期強(qiáng)度，選擇合適的水泥混凝土標(biāo)號。水泥混凝土進(jìn)場前需要檢查產(chǎn)品質(zhì)量合格證，進(jìn)場后在現(xiàn)場按照配比表制備成品并進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密實(shí)度檢測，檢測結(jié)果滿足施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后才能投入使用。

3 深基坑降排水技術(shù)分析

3.1 深基坑降排水施工工藝流程

為了進(jìn)一步提升深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施作后建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要采取合理的基坑降排水措施。在南三校項(xiàng)目中，為了減小地下水和大氣降雨對基坑的不良影響，采用圖2所示的工序進(jìn)行深基坑降排水施工。

圖2 南三校項(xiàng)目深基坑降排水施工流程

3.2 深基坑降排水措施

3.2.1 修建排水溝和集水井

在南三校項(xiàng)目施工面臨自然降水、地下水富集等問題，水在深基坑內(nèi)聚集會給高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來不利影響，影響工程項(xiàng)目的進(jìn)度。為了減少地下水和大氣降雨對深基坑支護(hù)的影響，在基坑支護(hù)施工的同時(shí)可以修建多種形式的排水溝和集水井，及時(shí)收集并排除多余的降水。此外，需要定期對排水溝和集水井進(jìn)行清淤，防止出現(xiàn)管路堵塞的情況。

3.2.2 設(shè)置砂井和砂溝

南三校項(xiàng)目施工中，在多處高層建筑物周圍修建了砂井和砂溝，用于收集雨水。砂井設(shè)置不宜多，圍繞降水井布設(shè)，在砂井四周修建砂溝，當(dāng)降水量超標(biāo)時(shí)，由砂井和砂溝收集多余的雨水，減少降水井的雨水收集壓力。砂井和砂溝與地下排水系統(tǒng)相連，確保始終通暢，及時(shí)將收集到的雨水排放到地下管網(wǎng)系統(tǒng)，保證深基坑支護(hù)的施工安全性。

4 結(jié)束語

以上各項(xiàng)措施的科學(xué)實(shí)施，確保了江西上饒城南三校項(xiàng)目深基坑工程的順利完工，整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量通過了工程項(xiàng)目竣工驗(yàn)收。實(shí)踐證明，本文所提出的深基坑支護(hù)方案和降水措施具有一定的可行性。在后續(xù)研究中，應(yīng)該對這些措施進(jìn)行深入拓展，使其涵蓋更多的技術(shù)細(xì)節(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)其可操作性，為高層建筑深基坑建設(shè)質(zhì)量提供技術(shù)支撐。