高層建筑工程深基坑支護施工技術要點分析

姜鐵波

（中鐵建設集團有限公司,北京 100040）

0 引言

由于土地面積的局限性以及人們對于城市居住需求的增多，我國建筑高度持續(xù)攀升，城市建筑規(guī)劃中多以高層建筑為主，這對深基坑支護技術應用的標準化、功能的完善程度提出了更高的要求?；由疃仍缴?，其存在的風險越高，但受限于場地面積，工程施工時不能采取放坡式基坑開挖，為減少甚至消除安全隱患，高層建筑工程的基坑支護方式逐漸多樣化。基坑支護是一種專項施工技術，可保證建筑地下結構施工、基坑側壁及周圍環(huán)境的安全，能提高建筑的整體安全性及平穩(wěn)性。本文從高層建筑工程深基坑支護的注意事項出發(fā)，對其支護施工技術的選擇依據及具體運用進行分析。

1 高層建筑工程深基坑支護的注意事項

（1）深基坑的支護結構在滿足高層建筑的穩(wěn)定性和強度要求的前提下，必須從整體上確保地下空間及周圍環(huán)境的安全性，把“安全第一”的思想貫徹落實于深基坑工程的建設過程中，對原有施工規(guī)章制度進行細化，完善責任制，以此促進深基坑施工的安全與標準化。

（2）進行深基坑開挖作業(yè)前，不僅要考慮設計結構的規(guī)劃性，還要保證整體支護結構的穩(wěn)定性。另外，深基坑作業(yè)時經常會出現(xiàn)噪音、塵土等環(huán)境污染，對施工場地周圍居民的工作和生活造成較大影響，基于此，在施工過程中，必須重視對周邊環(huán)境的有效管控，采取綜合措施盡可能減小噪音及塵土等環(huán)境污染問題所帶來的負面影響。

（3）在保證基坑工程質量和施工人員安全的前提下，嚴格把控工程的施工周期，加強對施工各個環(huán)節(jié)的監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)潛在風險，并合理運用技術以及機械設備予以針對性處理。

2 影響深基坑支護形式選擇的因素

2.1 地下水因素

地下水源是建筑工程施工前需要重點考察的因素，與深基坑施工的安全性密切相關。在特定的施工運行階段，基坑可能會導致地下水的基礎條件發(fā)生變化，若水源完全流向基坑方向，基坑的整體質量則會相應降低。地下水的無序滲流必然會對基坑壁的穩(wěn)定性產生不利的影響，又因砂層的滲透能力較強，極有可能造成地下水涌出。另外，一旦砂層中的壓強較砂石的滲漏承載負荷大，就會產生泥石化現(xiàn)象。

2.2 土體因素

基坑支護施工技術的意義在于保障建筑工程周圍建筑的安全。從建筑學理論的角度上看，不論施工技術優(yōu)越與否，均無法避免對整體環(huán)境造成程度不一的破壞性影響，其中以土體強度的變化較為常見。深基坑支護施工過程中，周圍土體出現(xiàn)變形的情況并不少見，故在選擇深基坑支護形式時需要全面分析和管控建設行為對土體的影響，并采取合理的支護施工技術，有效預防建筑工程周圍的土體發(fā)生變形。

2.3 安全監(jiān)測因素

任何涉及基坑工程的安全問題，均與施工不規(guī)范密切相關。對基坑支護進行標準化的監(jiān)測，一方面可以保證工程設計工作的科學性，另一方面可以有效地預防工程突發(fā)事件的發(fā)生?；又ёo安全監(jiān)控技術的核心，是指在實際施工過程中，嚴格按照機械設備的使用說明進行操作，并動態(tài)化監(jiān)控基坑施工的各個環(huán)節(jié)。結合前期基坑作業(yè)階段的監(jiān)測成果，獲得大量與地質體相關的屬性數(shù)據以及空間數(shù)據，將所得數(shù)據輸入計算機，建立數(shù)據庫，高效進行對比勘察、規(guī)劃，評估初步規(guī)劃的成果，有助于判斷深基坑施工方案的科學性。

3 深基坑支護施工技術及控制要點

3.1 土釘墻支護施工

作為土釘墻支護的核心，增固墻體能夠有效增加混凝土的面層厚度。高層建筑工程深基坑施工作業(yè)過程中，施工人員務必深入探究土體和土釘之間互為牽制的機理，對可能引起土體變形的風險因素予以管控。深基坑作業(yè)期間，施工人員要在技術人員的指導下進行土釘撥拉試驗，確定鉆孔深度適宜，再鉆孔、注漿，注漿期間嚴格管控水灰比，保證泥漿凝結后能夠與土體有效相融，充分發(fā)揮深基坑結構的支撐作用。

土釘墻支護施工工藝流程為：周邊放樣→土層開挖→修坡面層→支護內部排水系統(tǒng)施工→初噴混凝土→土釘制作及成孔→安裝土釘、注漿、焊連接件→編制鋼筋網→復噴混凝土面層→地表排水、基坑排水系統(tǒng)施工[1]。周邊放樣作業(yè)前，需要根據土釘墻的實際施工方案提前進行放樣調控，盡可能避免出現(xiàn)偏差，一旦發(fā)現(xiàn)偏差，及時開展專項探究。土層開挖作業(yè)過程中，技術人員需要把控開挖的深度與施工設計方案的要求一致。支護內部排水系統(tǒng)施工前，首先需要根據設計圖紙、基坑上下口線之間的距離要求，對積水溝、積水坑開展開挖作業(yè)，如地下水位低、底層松軟，可借助微型栓組成超前支護；如地下水位高，則可通過增加隔滲帷幕的方法進行施工。土釘制作及成孔要進行精確測量，使土釘規(guī)格規(guī)范化，并對深基坑進行實地勘察，選擇孔徑一致，且有質量保證的土釘。土釘打入前，確定入釘位置的精確性，打入時注意角度，然后根據施工要求開展注漿、焊連接件作業(yè)。與此同時，土釘錨管注漿時，注漿管應插至孔底，有序注入，拔管操作需要與注入同步進行，采取口部高壓注漿，然后予以封孔操作。進行編制鋼筋網時，施工人員需要在技術人員的指導下綁扎或點焊雙向鋼筋網，控制鋼筋網的誤差≤20mm，由此保證土釘墻支護施工的整體質量。

3.2 鋼板栓支護構造

鋼板栓支護施工技術具有操作簡便、經濟性等優(yōu)點，常被運用于高層建筑工程的施工作業(yè)中，其中以軟弱地層建筑施工應用最為廣泛。熱軋型鋼以及鋼板栓是鋼板栓支護施工的關鍵，采用鋼板墻的模式進行穩(wěn)固操作，可以獲得良好的擋水效果。倘若深基坑的深度≤8m，且土體較軟，建議合理運用鋼板栓支護施工技術。開展作業(yè)前，應將鋼板拔出，全面勘察周圍地基土與地表土環(huán)境，取多個土層樣本進行檢驗，及早發(fā)現(xiàn)區(qū)域性土體變形問題，進一步優(yōu)化深基坑鋼板栓支護構造。

3.3 地下連續(xù)墻支護

在高層建筑工程施工過程中，可能需要面對一些特殊的地質結構,因此，深基坑施工前務必重視施工地質結構的實地勘驗，并對支護結構的平穩(wěn)性進行全面分析。對于密度較大的地質構造，往往選用地下連續(xù)墻支護結構，在沉降要求標準較為嚴格的情況下，地下連續(xù)墻支護結構的使用價值相對于大多數(shù)的支護結構而言較為突出。基于此，可以考慮將地下連續(xù)墻支護結構與不同類型的土質環(huán)境相結合，不僅能減小施工對周圍環(huán)境造成的消極影響，還能增加高層建筑的剛度，保證建筑的安全及穩(wěn)定性。需要格外注意的是，地下連續(xù)墻支護技術仍然存在局限性，即深基坑施工區(qū)域的土質硬度越高，對連續(xù)墻支護技術的要求會相應提高，導致工程建設成本投入增加。另外，運用地下連續(xù)墻支護技術會產生大量廢漿，因此，工程技術人員必須制定方案合理排放廢漿，減少甚至消除廢漿對地下施工區(qū)域造成的不良影響。

3.4 水泥擋土墻支護

采取重力式水泥土擋墻支護技術，可以在攪拌樁基底和軟土加固的基礎上，全面提高建筑工程的整體質量。受自身的重力作用影響，攪拌樁能夠維持良好的側向力，對整體結構的抗滑移能力和防控多種墻體變形問題均具有積極意義。水泥擋土墻支護技術的環(huán)保性和平穩(wěn)性較強，防滲透性良好，支護效果顯著，在實際運用時需要進行科學規(guī)劃，并對可能影響支護效果的因素進行綜合判斷。

水泥擋土墻支護施工質量的整體提升可以從以下幾個舉措進行：

（1）測量方向細分為3個環(huán)節(jié)進行，首先，將工程線放出，等候工程建設負責人以及相關單位的確認；其次，根據工程軸線，將加水泥攪拌樁墻的軸線放出，并等待確定軸線與水泥土軸線之間的距離；最后，根據已確認的軸線，確定水泥攪拌樁施工溝槽的具體方位[2]。

（2）水泥土攪拌樁需要進行工藝化試樁操作，保證攪拌機械設備的鉆孔下沉，精準把控噴漿速度、下沉速度與增速的有效配合，由此提高施工的整體效率。

（3）一旦發(fā)現(xiàn)輸入漿液管道堵塞，必須立即停泵處理，處理完畢后上提或下沉攪拌鉆具，攪拌鉆具的移動距離約為1m，而后繼續(xù)開展?jié){液輸入作業(yè)。

（4）嚴格按照操作要求插入型鋼，非必要情況下，型鋼表面的摩擦藥劑使用量應適當減少。此外，插筋作業(yè)必須在樁頂運行完成后即刻進行，且施工人員需要確保插筋材料的插入及探出深度均達到規(guī)劃方案中的要求。

（5）水泥土攪拌作業(yè)完成后，需要進行型鋼起吊，并配合專業(yè)化設備對其垂直度予以精準調整，以規(guī)范型鋼的插入深度。

3.5 錨桿支護

錨桿支護主要通過圍巖內部的錨桿改變圍巖本身的力學狀態(tài)而達到支護的目的。為了保證高層建筑深基坑的平穩(wěn)性，避免深基坑施工期間以及竣工后出現(xiàn)嚴重變形的情況，施工單位往往會合理運用錨桿支護施工技術，通過立壁鉆孔獲得精確的鉆孔深度，逐步擴張，直至鉆孔底端，以改善整個基礎工程的支撐性能，從而全面提高高層建筑工程的質量[3]。

深基坑的錨桿支護施工工藝流程為：基坑立壁土層開挖→修整立壁→測量與放線→鉆機就位、孔位校正→鉆孔→下錨桿→壓力注漿[3]。使用錨固孔鉆機等相關設備開展鉆孔作業(yè)前，需要預先設定鉆孔位上調節(jié)鉆桿的水平位置與傾角，確認完畢后方可開始鉆孔操作。開展鉆孔作業(yè)的過程中，根據實際情況適當調整設備的速度，若遇到障礙物則立即對其進行清除，障礙物完全清除后繼續(xù)鉆孔。鉆孔完畢后，對形成的孔洞進行全面清潔，而后將錨桿插入穩(wěn)定的巖層中，另一端連接其托板。錨桿插入后，對多次補充的水泥漿進行全方位的檢查，確保錨桿與巖層緊密相連，為深基坑的穩(wěn)定性打下良好基礎。另外，深基坑支護作業(yè)結束后，應對周圍建筑物進行實時監(jiān)測，并檢測周圍建筑的平穩(wěn)性，以降低深基坑工程對周圍建筑物的不利影響。

3.6 排栓支護

排栓支護施工技術的主要特征為靈活性強、施工范圍廣，常應用于土質較為松軟的地基施工中。需要注意的是，排栓支護施工技術的操作流程較為復雜，開展作業(yè)前，施工人員必須學會并能熟練運用。在施工過程中，應重視以下問題：

（1）事先準備好規(guī)格適宜的挖孔樁，并按標準形成排列柱；

（2）采取有效的排水措施，最大程度減小排栓支護作業(yè)開展期間地下水的不利影響；

（3）實施密排鉆孔樁作業(yè)期間，尤其需要技術人員根據深基坑的實際情況，對具體作業(yè)深度進行確認[4]。

當前我國的高層建筑可以分為密排設計、疏排設計形式，排栓支護技術對施工人員的要求極高，施工過程中，任何一個環(huán)節(jié)的失誤，均會帶來巨大的經濟損失。排栓支護的平穩(wěn)性對于深基坑的整體工程質量具有積極意義，施工人員開展作業(yè)時，要確?；炷恋拿軐嵭裕袟l件者可采用高壓注漿法進行施工，如此既能防止地下水滲入基坑結構，又能降低安全風險，保證建筑的安全。

3.7 混凝土灌注樁

混凝土灌注樁是指在施工現(xiàn)場利用成孔機械或人工成孔，下鋼筋籠后灌注混凝土的基樁，具有強化地基、加固基層、優(yōu)化承載能力的作用?；炷凉嘧妒┕すに嚵鞒虨椋菏┕て脚_整平→測量、放線、定樁位→漿池及漿溝開挖→護筒埋設→鉆機就位、孔位校正→成孔→清除孔底沉渣及廢漿→清孔換漿→成孔質量檢查驗收→吊放鋼筋籠和鋼導管→澆筑孔內混凝土→成樁[5]。正式施工前，需要對鄰近建筑物、構筑物的位置、距離及地質條件等進行實地勘察，繪制施工場地的剖面圖。鉆孔作業(yè)完畢后，需對孔洞的深度、孔徑及位置進行檢驗，確保其符合要求。采用水下混凝土灌注時，混凝土中適當減少緩凝劑，以延長混凝土的初凝時間，提高其和易性。鋼筋籠入孔通常使用吊車，對于小口徑樁，可選用鉆機鉆架、灌注塔架。此外，下鋼筋籠要對準孔位中心，使其緩慢、順直下放，待其就位后即刻使用鋼絲繩固定，安放導管、清空及灌注混凝土等施工環(huán)節(jié)期間避免碰撞孔壁，以防止位移。

4 結束語

隨著高層建筑的建設規(guī)模與施工體量的持續(xù)增大，深基坑支護技術的應用頻率明顯提高，施工方需要熟悉深基坑施工技術的類型，結合實際選擇合理的施工工藝，制定規(guī)范化施工方案并嚴格實施，確保工程質量和施工的安全性。