高層建筑深基坑淺論

【摘 要】隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，城市建筑逐漸向著高層、超高層的方向發(fā)展，而建筑的地下結(jié)構(gòu)也隨之成為了現(xiàn)在城市中不可或缺的一種建筑，房屋建筑工程中的深基坑支護(hù)技術(shù)也受到了越來(lái)越多的重視。本文就主要針對(duì)房屋建筑工程深基坑支護(hù)施工的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的探討。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑工程；深基坑支護(hù)；施工技術(shù)

一、深基坑工程特點(diǎn)及現(xiàn)狀：

1、基坑支護(hù)體系是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，安全儲(chǔ)備較小，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性?；庸こ淌┕み^(guò)程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并應(yīng)有應(yīng)急措施。在施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)險(xiǎn)情，需要及時(shí)搶救。

2、基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性。其工程地質(zhì)條件越來(lái)越差，這一點(diǎn)在某些沿海區(qū)域較為突出。同時(shí)軟粘土地基、黃土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市不同區(qū)域也有差異?；庸こ痰闹ёo(hù)體系設(shè)計(jì)與施工和土方開(kāi)挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進(jìn)行，外地的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，但不能簡(jiǎn)單搬用。

3、基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)?；拥纳疃群推矫嫘螤顚?duì)基坑支護(hù)體系的穩(wěn)定性和變形有較大影響。土體，特別是軟粘土，具有較強(qiáng)的蠕變性，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時(shí)間變化。蠕變將使土體強(qiáng)度降低，土坡穩(wěn)定性變小。所以對(duì)基坑工程的時(shí)間效應(yīng)也必須給予充分的重視。

4、基坑工程是系統(tǒng)工程?；庸こ讨饕ㄖёo(hù)體系設(shè)計(jì)和土方開(kāi)挖兩部分。土方開(kāi)挖的施工組織是否合理將對(duì)支護(hù)體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開(kāi)挖、步驟和速度可能導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)樁基變位、支護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)大的變形，甚至引起支護(hù)體系失穩(wěn)而導(dǎo)致破壞。同時(shí)在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，力求實(shí)行信息化施工。

5、基坑工程具有環(huán)境效應(yīng)?；娱_(kāi)挖勢(shì)必引起周?chē)鼗叵滤坏淖兓蛻?yīng)力場(chǎng)的改變，導(dǎo)致周?chē)鼗馏w的變形，對(duì)周?chē)ǎ?gòu)）筑物和地下管線產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的將危及其正常使用或安全。由于重要高層和超高層建筑常集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路，地上與地下管線密布。因此，基坑開(kāi)挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周?chē)慕ㄖ锖蜆?gòu)筑物不受破壞。

二、施工階段的控制要點(diǎn)

設(shè)計(jì)管理設(shè)計(jì)方案的合理性是直接影響深基坑支護(hù)工程成敗的關(guān)鍵因素，一個(gè)成功的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、施工技術(shù)可行。設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有較強(qiáng)力學(xué)知識(shí)和地基與基礎(chǔ)等多學(xué)科的知識(shí)，又要有豐富邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，熟悉當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和特點(diǎn)，在結(jié)合建筑及周?chē)h(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的深基坑支護(hù)方案。其次，工程人員在施工前應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行認(rèn)真審核，理解設(shè)計(jì)意圖，及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通以掌握方案，在施工組織時(shí)，使各個(gè)組成部分、各道工序協(xié)調(diào)有序。

（一）、建筑工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇

由于高層建筑常位于城市的重要部位，無(wú)法采用放坡施工基礎(chǔ)，因此，需要對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采取有效的方法。同時(shí)，隨著深坑支護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，深基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)基本形成完成的結(jié)構(gòu)體系，主要有以下幾種：

1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)

懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)指的是設(shè)置支撐和錨桿的支護(hù)體系，其需要有足夠的入土深度作為基礎(chǔ)，同時(shí)需要利用錨桿的抗彎強(qiáng)度來(lái)做支撐，以此來(lái)保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，因此，懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)一般運(yùn)用于土質(zhì)較好，但是開(kāi)挖深度不深的基坑。

2.拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)

拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是由支護(hù)樁組成的支護(hù)體系，通常錨桿分為地面錨桿和土層錨桿，地面錨桿需要利用足夠大的土地面積為錨樁的設(shè)置提供基礎(chǔ)，而土層錨桿則需要具有較大的土層來(lái)提供較大的錨固力，因此，拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用于土質(zhì)較好或者是場(chǎng)地較大的建筑工地。

3.內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)

內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是由支護(hù)樁或者是墻與內(nèi)支撐組成，這種支撐結(jié)構(gòu)對(duì)于土層的要求不高，但是由于設(shè)置內(nèi)支撐，因此需要占用很大的空間。

4.重力式擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)

其主要是利用擋土墻自身的重量來(lái)對(duì)土體所產(chǎn)生的壓力進(jìn)行抵抗，以此來(lái)達(dá)到支護(hù)的效果。

5.土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)

由加固的土體、密置的土釘和噴射于坡面的混凝土面板組成。土釘支護(hù)適合地下水位以上的砂土、粘性土和碎石土等土質(zhì)，不適合淤泥或淤泥質(zhì)土等土層。

6.水泥土樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)

利用水泥作固化劑，通過(guò)深層攪拌機(jī)械在地層深處讓水泥和軟土發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)成具有整體性和一定強(qiáng)度的水泥土樁。這種支護(hù)適合淤泥或淤泥質(zhì)土等軟土土層的基坑支護(hù)。

（二）、深基坑支護(hù)技術(shù)與方法

1、排樁支護(hù)

排樁支護(hù)主要是以鋼筋和混凝土作為原材料，通過(guò)柱列示的間隔形式進(jìn)行布置，將多個(gè)鉆孔灌注形成的樁基進(jìn)行順序排列，通常情況下，排樁支護(hù)有兩種排列方式，疏散式排列和緊密型式排列。另外，根據(jù)支撐的方式不同，也可以分為為懸臂式（常用于Ⅲ級(jí)基坑的施工）和支錨式（常用于Ⅰ、Ⅱ級(jí)基坑的施工），支錨式又有兩種：?jiǎn)吸c(diǎn)支錨和多點(diǎn)支錨。排樁支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)可疑概括為以下幾個(gè)方面：

⑴利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為排樁支護(hù)的主要結(jié)構(gòu)，能夠使樁體具備更好的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于樁體的頂部進(jìn)行有效的連接，也能夠使樁基整體的穩(wěn)定性得到有效的提升。⑵施工工藝較為簡(jiǎn)單，而且對(duì)施工技術(shù)要求不高，能夠很容易的完成。⑶排樁支護(hù)技術(shù)具有很強(qiáng)的防水性能。主要是由于其在施工的過(guò)程中通過(guò)高壓灌注的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)樁體的形成，因此能夠避免土粒的混入，能夠有效的避免縫隙漏洞的出現(xiàn)。⑷施工產(chǎn)生的噪音較小，在人口密集的城市中施工不會(huì)對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生較大的影響。

2、深層攪拌水泥土樁和旋噴樁擋墻

深層攪拌水泥土樁擋墻是用特制的進(jìn)入土深層的攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基土進(jìn)行原位強(qiáng)制拌合，制成水泥土樁，硬化后形成水泥土排樁擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。旋噴樁擋墻是用鉆機(jī)鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時(shí)利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中，形成水泥樁，樁體相連形成帷幕墻。

深層攪拌水泥土樁和旋噴樁擋墻可設(shè)計(jì)成各種平面式，有幾排樁互相連接形成整體的也有格柵式相連形成整體的，兩種擋墻按重力式擋土墻設(shè)計(jì)，其厚度、強(qiáng)度與深度用試算法確定。

3、地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻現(xiàn)已在高層建筑深基坑支護(hù)工程廣泛推廣應(yīng)用。它是用機(jī)械成槽后，放入鋼筋籠，然后澆筑水下混凝土。地下連續(xù)墻剛度大、不透水、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小、對(duì)地層條件適應(yīng)強(qiáng)、墻體長(zhǎng)度可以任意調(diào)節(jié)、施工中可以保持相當(dāng)?shù)木?，可以作為永久性建筑物的一個(gè)組成部分。

地下連續(xù)墻作為深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的擋墻，具有抗彎剛度、防滲性等和整體性好等優(yōu)點(diǎn)。尤其是地下水位高的軟土地基，當(dāng)基坑深度大且鄰近的建（構(gòu)）筑物、道路和地下管線相距離近時(shí)，往往是首先考慮的深基坑支護(hù)方案。目前用于深基坑支護(hù)的地下連續(xù)墻，已從單一的一字型發(fā)展出折板型和n型等多種形式，以便獲得更大的側(cè)向剛度。地下連續(xù)墻如單純作深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，費(fèi)用較高，考慮施工后成為地下結(jié)構(gòu)的組成部分是最理想的方案。

三、深基坑支護(hù)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)：深基坑施工的質(zhì)量問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是基坑的整體剛度和穩(wěn)定性，即基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生變形、是否會(huì)產(chǎn)生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護(hù)結(jié)構(gòu)是否有裂縫以及基坑底是否產(chǎn)生隆起和變形，若發(fā)生這些問(wèn)題將導(dǎo)致基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的失敗。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)信息化管理的主要手段，是安排專業(yè)施工監(jiān)測(cè)人員對(duì)基坑現(xiàn)場(chǎng)及周?chē)ㄖ镞M(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)基坑開(kāi)挖期間監(jiān)測(cè)到的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)或巖土變位等情況，比照勘察、設(shè)計(jì)的預(yù)期性狀，動(dòng)態(tài)分析監(jiān)測(cè)資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率，對(duì)照?qǐng)?bào)警標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測(cè)下一階段工作的動(dòng)態(tài)，及時(shí)對(duì)施工中可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)報(bào)，超過(guò)位移設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施，確保工程安全。主要監(jiān)測(cè)：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移；支護(hù)結(jié)構(gòu)沉降和裂縫；臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測(cè)等。

深基坑工程的施工是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，施工單位應(yīng)按先設(shè)計(jì)、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監(jiān)測(cè)，要遵循“分層開(kāi)挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對(duì)稱均衡，限時(shí)限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現(xiàn)象，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)深基坑施工過(guò)程的控制，保證工程順利、安全地完成。

參考文獻(xiàn)：

[1]建筑樁基技術(shù)規(guī)范，JGJ94-2008

[2]葛怕聲.高層建筑基礎(chǔ)的實(shí)用設(shè)計(jì)方法[M].中國(guó)水利水電出版社，2006（7）.