探析高層建筑的基坑支護技術(shù)運用

陳 艷 王亞南

（中機國際工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 湖南長沙 410000）

現(xiàn)階段，高層建筑工程較為普遍，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高，因此加強深基坑技術(shù)的研究，為提高工程質(zhì)量，提供理論基礎(chǔ)，有著重要的意義?，F(xiàn)結(jié)合具體實踐，總結(jié)技術(shù)應(yīng)用要點。

1 高層建筑深基坑支護新技術(shù)

從技術(shù)類型角度來說，主要包括以下幾種：①GPS基坑變形監(jiān)測技術(shù)。在具體應(yīng)用中，應(yīng)用GPS技術(shù)，開展基坑支護監(jiān)測，結(jié)合應(yīng)用數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，對基坑動態(tài)變化，進行數(shù)據(jù)信息實時采集和分析，借助三維定位技術(shù)，監(jiān)控以及預(yù)測基坑變形以及地質(zhì)災(zāi)害。從實際應(yīng)用效果角度來說，GPS基坑監(jiān)測技術(shù)具有動態(tài)性以及實時性特點，能夠達到高層建筑深基坑支護監(jiān)測工作需求，不過測量精度有著一定的限制。②PCMW工法支護技術(shù)。工法基坑支護也被稱作為管樁水泥土復(fù)合擋墻，屬于新型支護形式，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。PCMW工法支護技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮著擋土和截水作用，不同于灌注樁+截水帷幕支護形式，不僅能夠節(jié)省支護結(jié)構(gòu)的占地面積，還能夠節(jié)約建筑材料，造價成本較低。在具體利用中，借助機械設(shè)備和構(gòu)件開展施工作業(yè)，不僅具有便捷性，而且具有環(huán)保性。③SMW工法的深基坑圍護技術(shù)。此工法為新型水泥土攪拌樁墻，在具體應(yīng)用中，通過在水泥土樁內(nèi)插入H型鋼，使得承受荷載以及防滲擋水相互結(jié)合，使其能夠成為高性能的圍護墻。從技術(shù)應(yīng)用效果角度來說，應(yīng)用此技術(shù)，支護的安全性和可靠性較高，而且具有較強的防滲性以及防水性能[1]。

2 高層建筑中基坑支護技術(shù)應(yīng)用實例分析

2.1 案例概述

A建筑工程主樓總計28層，裙樓總計4層，地下室總計2層，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系。建筑基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，為鉆孔灌注樁。建筑基坑總開挖面積在4680m2左右，周長在290m左右，開挖深度處于11.1～11.7m范圍內(nèi)。建筑工程特點如下：①地質(zhì)條件差；②土體含水量大；③周邊環(huán)境條件差；④支護方法新穎。使用的是PCMW工法，屬于新型建筑基坑支護技術(shù)。

2.2 地質(zhì)條件

依據(jù)建筑場地勘察報告顯示，擬建場地的地面標(biāo)高處于10.50～11.35m范圍內(nèi)，相對高差為0.85m。場地地下水主要存在于①層填土和②層等位置，屬于淺水層，以大氣降水和地表水補給為主。初見水位埋深處于1.80～2.20m范圍內(nèi)，標(biāo)高處于8.50～9.01m范圍內(nèi)。穩(wěn)定水位埋深處于1.60～2.20m范圍內(nèi)，標(biāo)高處于8.72～9.53m范圍內(nèi)?；又車h(huán)境較為復(fù)雜，距離馬路和建筑較近，而且地下管線較多。

2.3 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

該工程基坑支護設(shè)計方案如下：①采取PCMW工法樁，采用二道鋼筋混凝土支撐，管樁使用GZH-Ⅲ800（180）@1200，使用 φ850@200三軸深攪樁作止水帷幕，有效長度為23.7m，AB以下12.2m，排樁埋深7.5m；DEF-GHU段的止水帷幕入坑深度為12.1m，排樁入坑深度為7.4m；JA段止水帷幕入坑深度為12.1m，排樁入坑深入為6.9m。②坑中坑位置的挖深設(shè)計為3.65m，采取混凝土鉆孔灌注樁支護技術(shù)，有效長度為9m，埋深為5.35m。③剩余淺坑采取放坡方式，按照1：2.0標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。④基坑頂部設(shè)置排水溝，發(fā)揮截水作用；基坑內(nèi)部使用疏干井進行降水。

2.4 基坑支撐體系設(shè)計

該工程基坑支護，豎向采取設(shè)置兩道鋼筋混凝土支撐的方式，使用C35的混凝土。首道支撐中心標(biāo)高為-1.400m，次道支撐中心標(biāo)高為-7.000m。具體參數(shù)如下：①首道支撐。圈梁為1200×800mm；主撐700×800mm；八字撐 600×700mm；聯(lián)系梁 500×600mm；棧橋梁 800×1000mm。②二道支撐。圈梁為1400×800mm；主撐900×800mm；八字撐700×800mm；聯(lián)系梁600×700mm。在具體施工中，支撐構(gòu)件的軸線偏差要控制在合理范圍內(nèi)，澆筑要平整，單根支撐不可以留有施工縫。對于圈梁和支撐鋼筋，要通長布置?；炷林五^入圈梁至少要35d。

2.5 立柱樁設(shè)計

該工程使用的是角鋼格構(gòu)柱，立柱樁使用鉆孔灌注樁。對于棧橋立柱和支撐立柱使用角鋼格構(gòu)柱鋼，規(guī)格分別為540×540mm、480×480mm，基坑地面以下是鉆孔灌注樁，規(guī)格為φ800mm。在底板范圍內(nèi)，鋼立柱要設(shè)置止水片。打入立柱樁時，方向要和支撐方向相同，合理選擇打入位置，避開工程樁和地梁等[2]。

3 高層建筑中基坑支護技術(shù)應(yīng)用要點

3.1 準(zhǔn)確計算相關(guān)參數(shù)

目前，在高層建筑工程中，基坑支護技術(shù)的應(yīng)用較為成熟，為了更好的發(fā)揮其功能作用，還需要進一步完善。在具體應(yīng)用中，保證技術(shù)參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)的真實性以及準(zhǔn)確性。在計算數(shù)據(jù)時，要采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，使用相應(yīng)的計算方法，保證數(shù)據(jù)的真實性。為了避免發(fā)生錯算或者漏算的情況，要多次進行計算，最好是借助信息技術(shù)，保證數(shù)據(jù)計算的經(jīng)準(zhǔn)確，進而提高基坑支護數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確性。高層建筑施工中，基坑支護工作的開展，需要大量的數(shù)據(jù)信息支撐，包括地質(zhì)信息和支護體系參數(shù)等，因此在實際工作中，要全面的把控數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量。從前期調(diào)查環(huán)節(jié)入手，采取相應(yīng)的措施，做好基坑支護技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的把關(guān)，保證工程建設(shè)的質(zhì)量。

3.2 做好支護實驗

高層建筑工程的開展，基坑部分的質(zhì)量把控是重點，因此需要慎之又慎。在進行基坑支護設(shè)計時，要科學(xué)合理的安排基坑支護實驗，選擇最佳的支護方法，保證實驗體系的完善性。為了保證基坑支護實驗的真實性和可靠性，要嚴(yán)格按照實驗制度和標(biāo)準(zhǔn)開展。針對基坑支護工作實施存在的風(fēng)險，要進行綜合分析，及時排除風(fēng)險，進而保障基坑支護結(jié)構(gòu)的安全性[3]。通過支護實驗，來保證高層建筑支護方案選擇的合理性，進而保證工程建設(shè)的質(zhì)量。需要注意的是，在進行實驗的過程中，需要做好詳細(xì)的記錄工作，為后續(xù)工作的開展，提供資料數(shù)據(jù)支持，保證工程建設(shè)的質(zhì)量，達到工程建設(shè)的效益目標(biāo)。

3.3 制定完整的支護方案

開展高層建筑施工，為了保障工程的質(zhì)量和安全性，需要制定完整的支護方案。在具體設(shè)計過程中，根據(jù)工程實際情況，分析基坑施工面臨的主要問題，做好綜合分析，提出有效的應(yīng)對方法。完整的施工方案，能夠為后期基坑支護作業(yè)的開展，提供有力的保障。在施工作業(yè)中，要始終遵循施工原則。在建筑工程深基坑支護作業(yè)中，安全和質(zhì)量把控是重點?；诖?，工程施工方案中，要最大限度上提出工程安全高質(zhì)量施工的措施，做好全面防護，充分利用深基坑技術(shù)，保證基坑支護作業(yè)的質(zhì)量和安全性。需要注意的是，高層建筑所處的環(huán)境幾乎都是不相同的，深基坑支護技術(shù)面臨多樣化的施工環(huán)境，因此需要實現(xiàn)方案和施工管理的有效配合，進而保障工程施工目標(biāo)得以實現(xiàn)。

3.4 優(yōu)化基坑支護技術(shù)

為了充分發(fā)揮基坑支護技術(shù)的作用，使其更好的服務(wù)于高層建筑，需要不斷優(yōu)化深基坑技術(shù)。在具體優(yōu)化的過程中，需要做好以下要點的把控：①合理分配下管線和管道，為深基坑支護技術(shù)應(yīng)用，奠定堅實的基礎(chǔ)，明確是否存在障礙物，進而做好相應(yīng)的處理，確保工程施工作業(yè)順利完成。②加強基坑支護施工影響的研究。高層建筑工程中，基坑支護技術(shù)的應(yīng)用，存在著一些問題，比如環(huán)境破壞問題和干擾居民問題等，因此需要強化技術(shù)研究，提出技術(shù)優(yōu)化措施。③基坑支護技術(shù)的應(yīng)用，除了要保障施工作業(yè)順利開展外，還需要做好環(huán)境治理工作，避免或者減少化學(xué)物質(zhì)污染或者其他污染，實現(xiàn)綠色環(huán)保施工作業(yè)，保證工程建設(shè)的效益?；诖耍龊眉夹g(shù)應(yīng)用方案設(shè)計的把關(guān)，同時要嚴(yán)格落實技術(shù)方案，保證工程建設(shè)的質(zhì)量和安全性。

3.5 做好基坑支護監(jiān)測

高層建筑工程中，應(yīng)用基坑支護技術(shù)，開展施工作業(yè)，若想保證技術(shù)運用的效果，需要做好施工環(huán)節(jié)的把控工作。開展基坑監(jiān)測，要從支護結(jié)構(gòu)、相關(guān)自然環(huán)境、施工工況等方面入手，做好全面的把控工作。在施工作業(yè)的過程中，對于基坑部分，要充分利用支護新技術(shù)，比如GPS基坑監(jiān)測技術(shù)。依托此技術(shù)，及時掌握基坑的情況，了解基坑動態(tài)變化，以便于及時發(fā)現(xiàn)工程質(zhì)量問題。目前，高層建筑工程中，可運用的監(jiān)測方法較多，比如專家系統(tǒng)和可視化監(jiān)測軟件等，反應(yīng)時間可以控制在1s范圍內(nèi)，采樣頻率能夠達到100Hz，實現(xiàn)實時監(jiān)測，為高層建筑工程建設(shè)，提供了信息化支持。

以水平位移監(jiān)測為例，可以采用視準(zhǔn)線法和小角度法等，根據(jù)實際情況，布置監(jiān)測點。對于監(jiān)測點的布置，可采取前方交會法和自由設(shè)站法等。若基準(zhǔn)點距離基坑的位置比較遠(yuǎn)，可以采用GPS測量法或者三角測量法等。若基坑監(jiān)測的精度較高，則可以使用微變形測量雷達，開展自動化全天候動態(tài)監(jiān)測。對于水平位移監(jiān)測基準(zhǔn)點，應(yīng)該埋設(shè)在基坑開挖深度3倍范圍以外，選擇不受施工作業(yè)影響的區(qū)域，或者利用具有較強穩(wěn)定性的施工控制點，不可以埋設(shè)積水或者凍脹等影響范圍內(nèi)。在進行基準(zhǔn)點埋設(shè)時，要嚴(yán)格按照測量規(guī)范以及規(guī)程開展。使用專業(yè)的儀器設(shè)備，做好誤差控制，誤差要＜0.5mm。監(jiān)測內(nèi)容如下：①深層水平位移監(jiān)測；②傾斜監(jiān)測；③裂縫監(jiān)測等。比如裂縫監(jiān)測，要做好裂縫位置和走向等的監(jiān)測，根據(jù)實際情況確定監(jiān)測數(shù)量，重點監(jiān)測變化大的裂縫。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高層建筑工程中，應(yīng)用基坑支護技術(shù)，開展施工作業(yè)，為了保證工程建設(shè)的效益，達成建設(shè)目標(biāo)，需要做好技術(shù)應(yīng)用要點的把控。除此之外，需要不斷優(yōu)化基坑支護技術(shù)。未來高層建筑建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)將會更高，加之環(huán)境日益復(fù)雜，因此還需要加強技術(shù)研究。

[1]張翔.基坑支護技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（29）.

[2]左偉峰.淺析深基坑支護技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017（17）.

[3]程偉.深基坑支護技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用研究[J].建筑建材裝飾，2017（17）.