高層建筑深基坑工程施工及安全措施的研究

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摘要：改革開放以來，社會主義現(xiàn)代化建設(shè)和城市現(xiàn)代化進程不斷加快，為了適應(yīng)人們多樣化的需求，高層建筑不斷出現(xiàn)，地下空間逐漸得到了大規(guī)模的開發(fā)和利用，深基坑開挖施工帶來的安全和環(huán)境問題越來越受到國家和社會的關(guān)注。建筑工程深基坑開挖施工計劃和支護措施是否合理，直接影響著建筑工程施工質(zhì)量和施工進度，對企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益產(chǎn)生重要影響。為確保高層建筑深基坑工程施工質(zhì)量和安全，筆者結(jié)合多年的經(jīng)驗，對高層建筑深基坑工程施工進行了分析，并提出相應(yīng)的施工安全措施，有利于提高工程施工效率，確保工程按時按質(zhì)保量的完成。

關(guān)鍵詞：高層建筑；深基坑；施工；安全措施

一、引言

近年來，各工程建設(shè)速度突飛猛進，在改善人們居住環(huán)境和出行條件的同時，也帶來了較多的問題。在高層建筑施工建設(shè)中，深基坑圍護對整個工程建設(shè)施工的穩(wěn)定性和安全性有著非常大的影響。在當(dāng)前施工技術(shù)和條件下，深基坑工程施工成為了高層建筑施工中質(zhì)量問題最集中的施工環(huán)節(jié)之一，隨著深基坑總量不斷增加，全社會對深基坑工程施工質(zhì)量提出更為嚴(yán)格的要求。同時由于深基坑施工過程中涉及到的因素較多，導(dǎo)致高層建筑整體結(jié)構(gòu)無法得到可靠的保障。因此為了保障高層建筑深基坑工程施工質(zhì)量與進度，以及對周邊建筑的安全，施工企業(yè)必須不斷改進和創(chuàng)新深基坑工程施工技術(shù)手段，采取科學(xué)合理的安全措施，從而確保高層建筑后期運行整體結(jié)構(gòu)性能的安全。

二、我國深基坑工程施工特點

（1）工程地質(zhì)條件差

在某些沿海地區(qū)，建筑工程地質(zhì)條件差的問題十分突出。高層和超高層建筑往往集中在人口和建筑物密集的地方，并緊靠于重要的市政公路。一般情況下，這些地方原有的建筑結(jié)構(gòu)陳舊，地下管道分布密而復(fù)雜，在進行深基坑開挖時，不僅要確保基坑本身的穩(wěn)定性，也要確保周圍建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。

（2）基坑支護方法多

目前我國高層建筑深基坑工程施工支護方法較多，比如人工挖孔樁、鋼板樁、預(yù)制樁、混凝土灌注樁、深層攪拌樁等，同時還有各種錨桿支護。因此在選擇基坑支護方法時，一定要深入分析工程施工實際特點，以便選擇最佳的工程支護形式，確保深基坑施工的安全性和穩(wěn)定性。

（3）事故隱患大

深基坑支護工程技術(shù)比較復(fù)雜，一旦基坑支護失效，將會造成周圍的建筑、房屋、地下管道以及道路開裂等，帶來嚴(yán)重的自然災(zāi)害，造成重大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。那么在高層建筑深基坑工程施工中，科學(xué)設(shè)計和處理深基坑支護結(jié)構(gòu)，并采用科學(xué)的支護技術(shù)和安全措施，確保深基坑工程施工順利進行。

三、高層建筑深基坑施工應(yīng)用的支護形式

（1）懸臂式支護形式

在高層建筑深基坑開挖時，往往會依靠插入坑底足夠的深度，利用懸臂存在的作用來擋住比后面的土體，這樣的支護方式就是懸臂式支護，其主要結(jié)構(gòu)是由地下連續(xù)墻、鋼筋混凝土木樁和鋼鐵板組成的。懸臂式支護方式主要用來保證基坑內(nèi)構(gòu)筑物的穩(wěn)定性，應(yīng)用于基坑不能保持其天然坡度的情況。

（2）錨桿擋墻支護

錨桿與鋼筋混凝土組合成了錨桿擋墻支護，其支護原理是通過錨固在巖土層的水平拉力來承受土體側(cè)壓力的擋土墻。為了使得深基坑開挖施工中擋板和立柱能方便的安裝，往往會選擇采用豎直墻面。在該支護技術(shù)中，要求錨桿位置盡量使得立柱受彎均勻分布，相鄰立柱之間的距離保持在2.5—3.5m之間，每根立柱布置2—3根錨桿，錨桿水平向下傾斜10°到45°，并且要求錨桿長度越短越好。在穩(wěn)定土層中，錨桿有效錨固長度往往控制在9—10m，一般則保持在6m以內(nèi)。為保證施工安全和操作順利，可以對擋墻進行分級設(shè)置，保證每級高度在6m以內(nèi)，兩級之間留出1—2m的平臺。

（3）復(fù)合土釘墻支護形式

為解決土體之間自主性特征和土體粘結(jié)性問題，將復(fù)合土釘墻支護形式應(yīng)用于高層建筑深基坑工程中，且深度應(yīng)控制在5—10m。另外由于高層建筑深基坑工程屬于較大的工程施工，難免會出現(xiàn)一些突發(fā)狀況，為了不影響周邊建筑物的安全，其施工距離應(yīng)與周邊建筑物保持1倍的距離。復(fù)合土釘墻支護形式最大的特點是能夠科學(xué)合理的控制深基坑施工中的變形現(xiàn)象，在確保工程施工質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，盡可能縮短施工周期，同時該支護形式操作手法比較簡單，運行維護成本較低，在現(xiàn)代高層建筑深基坑工程施工中使用較為廣泛。

四、確保高層建筑深基坑工程安全的具體措施分析

（1）選擇合適的深基坑支護結(jié)構(gòu)

在高層建筑深基坑工程施工中，為確保工程施工的安全性和穩(wěn)定性，需要選擇科學(xué)合理的深基坑支護形式，一般需要綜合考慮施工企業(yè)的施工結(jié)構(gòu)、工程施工實際情況等，當(dāng)基坑較深圍護樁布置允許時，應(yīng)盡可能選用兩排支護樁，有利于提高支護結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。為改善圍護樁的受力情況，盡可能減少樁的配筋量，當(dāng)圍護樁要求達到防滲要求時，基坑深度應(yīng)小于7m。由于我國各地區(qū)地質(zhì)和土質(zhì)不同，在選擇深基坑支護結(jié)構(gòu)時，應(yīng)根據(jù)實際情況，綜合考慮周圍的環(huán)境和地質(zhì)條件，以便選擇最佳經(jīng)濟合理的支護方式。

（2）做好水壓力測試

目前對土中水壓力大小的確定尚無成熟的計算方法，筆者認(rèn)為最好在現(xiàn)場進行土中水壓大小的測量。在正式測試前，需要調(diào)整測壓計內(nèi)阻不平衡的問題，平衡電阻的阻值進行計算確定。但由于每個測壓計出廠時都標(biāo)有率定系數(shù)，由于示波器參數(shù)以及應(yīng)變儀存在較大的差距，需要對新買的測壓計進行率定，確保水壓力測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為深基坑開挖提供有力的數(shù)據(jù)支持。

（3）重視支護過程中的施工質(zhì)量

深基坑支護工程施工質(zhì)量直接關(guān)系著整個高層建筑的質(zhì)量安全，支護過程施工質(zhì)量的好壞主要表現(xiàn)在：系統(tǒng)類型、材料、裝設(shè)位置以及方法是否符合設(shè)計和質(zhì)量要求等，施工流程和施工工藝是否與設(shè)計要求一致，地下水控制施工是否滿足設(shè)計要求等。由于一旦深基坑支護施工出現(xiàn)問題，事后糾正和補救都比較困難，將會帶來嚴(yán)重的后果以及安全事故。因此施工企業(yè)及其人員必須重視深基坑支護施工質(zhì)量，加強支護難點和重點的控制，全面確保工程施工質(zhì)量安全。

五、總結(jié)

為進一步緩解住房壓力和解決土地資源緊張問題，一座座高層建筑應(yīng)運而生，提高了地下空間利用的高效性。在高層建筑深基坑工程施工中，為盡可能降低安全隱患，實現(xiàn)人員傷亡最小化，施工企業(yè)應(yīng)深入分析工程施工實際情況，采取科學(xué)合理的施工支護手段，提高深基坑支護施工技術(shù)和整體水平；同時制定出安全措施，確定科學(xué)合理的施工方案，全面提高施工整體水平，積極推動我國高層建筑深基坑支護施工技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]胡玉銀.施工新技術(shù)講座 第六講：施工篇——超高層建筑深基坑工程施工（二）[J].建筑施工，2008，12：1081-1084.

[2]楊明杰.深基坑工程施工風(fēng)險管理研究[D].華南理工大學(xué)，2010.

[3]杜錫明.高層建筑深基坑工程變形監(jiān)測質(zhì)量及安全監(jiān)理[J].山西建筑，2011，03：211-213.