高層建筑工程住宅樓基坑支護施工技術(shù)要點

文／黃冠華 廣州建筑股份有限公司 廣東廣州 510030

引言：

在目前高層建筑地下工程深度不斷增加的背景下，高層建筑工程中的基坑支護技術(shù)難度也在不斷提升。由于基坑支護施工中會由于多種因素造成變形、強度降低、滲水等問題發(fā)生，需要不斷地對施工技術(shù)進行控制、完善。因此，為了能夠進一步提升基坑支護施工的技術(shù)水平，更好地應(yīng)用支護施工技術(shù)，為工程基礎(chǔ)堅固性提供保障，要準確分析不同技術(shù)的具體內(nèi)容和要點等，分析基坑支護施工技術(shù)的具體應(yīng)用措施，為工程的高效開展提供保障。

工程概況：工程為雙塔式高層住宅樓，最大高度為78.6m，最大寬度為64.2m，層高30 層，包括地上28 層，地下2 層，地下為停車場、商店、設(shè)備倉庫區(qū)域。建筑物主要為商住兩用，主樓和基坑邊線距離為18m，東側(cè)為道路，道路與基坑邊線的距離為4m，南側(cè)為高架橋，與基坑邊線的距離為21m，北側(cè)有零星商鋪和樓宇，層高均低于該建筑，與基坑邊線的最近距離為11m。

1.基坑支護施工技術(shù)概述

根據(jù)設(shè)計方案，對基層進行挖掘處理，并在基坑內(nèi)填充材料，就是基坑支護施工的主要內(nèi)容，如圖1。在基坑支護施工技術(shù)的支持下，不僅可以加固基礎(chǔ)，還能提供優(yōu)異的防水、防震等性能[1]。施工中，通過科學(xué)的配比，將混凝土填充到基坑中，以防止地下水滲透，確保高層建筑的地下結(jié)構(gòu)安全。深基坑支護結(jié)構(gòu)的類型繁多，其中混凝土材料和鋼筋的結(jié)合應(yīng)用尤為突出，它們可以有效地抵抗基層的負荷，從而提高基坑的穩(wěn)定性。同時，隨著技術(shù)的進步，30 層以上的高樓建筑的深基坑支護技術(shù)正在不斷發(fā)展[2]。最初，深基坑的支撐系統(tǒng)通常使用預(yù)埋樁，這種做法會嚴格限定施工區(qū)域的尺寸。然而，隨著施工技術(shù)的持續(xù)改善，目前已經(jīng)可以使用灌注樁，這樣就可以避免使用預(yù)埋樁，并且會縮短工程周期。

圖1 基坑支護施工流程

2.基坑支護施工技術(shù)類型及要點

2.1 土釘與復(fù)合土釘墻支護技術(shù)

在高層建筑的基坑處，土釘墻支護技術(shù)被廣泛應(yīng)用，它通過使用土釘和混凝土來增強基坑的強度和耐久性，確?；拥耐暾屠慰?。該技術(shù)應(yīng)用過程中，針對深地基的建造要求，對流程進行了規(guī)范，包括：通過開挖，將深基坑底部的地層推至適宜的高程；采取土釘墻支護方法，將墻體的表層和內(nèi)部空間完美的固化；通過精準的放線測量，精準地調(diào)節(jié)土釘墻的密度；采取專業(yè)的設(shè)備，運用精準的鉆孔方法，精準地調(diào)節(jié)至所需的深度；通過精準的操縱，將深地基的建造完成。該技術(shù)應(yīng)用后，可以大大降低建筑物的風(fēng)險，提高建筑物的壽命，減少建筑物的損壞[3]。此外，在開展鉆孔工程前，必須認真記錄每個釘孔的編碼，并保障所有的土釘均已經(jīng)經(jīng)過嚴格的檢驗，才能使用它們；要確保所有的土釘均已經(jīng)被充分固化，最后再開始灌漿。

2.2 排樁支護技術(shù)

為了保障施工工程質(zhì)量，將按照相關(guān)要求，在基坑內(nèi)安放長度在300mm 以上的樁，使用精密的測線系統(tǒng)，將其合理地布置在基坑中。實踐中需要注意以下幾點：按照設(shè)計要求，在高層建筑的軸線上安放樁；使用精密的測線系統(tǒng)，以保障施工工程質(zhì)量；當進行基坑開挖工作時，必須確認地基平面位置是正確的；如果需要更換管道，必須精確地定位已有的管道，以防止它們在施工過程中受到破壞；基于對高層建筑工程深基坑支護施工的模擬分析，可以確定腰梁的定位點，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)周圍巖土體和巖土結(jié)構(gòu)的總剛度數(shù)值以及支護結(jié)構(gòu)的承載力數(shù)值，精準地安排腰梁定位槽，以保證深基坑支護施工的安全性[4]。當深基坑的最大承載能力達到25kN/m2時，應(yīng)該把腰梁的定位點設(shè)置在連接板和連接樁的正上方；而當這個力不足35kN/m2時，應(yīng)該把它的定位點設(shè)置在連接板和連接樁的正上方。

2.3 逆作拱墻支護技術(shù)

應(yīng)用基坑支護技術(shù)時，必須采取有效的防護措施，如設(shè)置圍護墻，確保其穩(wěn)固和高效地施工。因此，在施工時，必須按照從高處至低處、從上至下的方式進行，并采取有效的措施，采用鋼筋混凝土構(gòu)筑的雙側(cè)夾板和雙側(cè)夾板，來確保其具有良好的垂直和水平傳動效果。除了要求施工人員精確掌握拱墻軸線的矢跨比，以確保結(jié)構(gòu)的美感和和諧性之外，還要求地下水位線要求嚴格按照規(guī)定的標準。以確保水位線的位置處于較低的水平，一旦出現(xiàn)水位線高出規(guī)定標準的情況，就要立即采取相關(guān)的防護措施，以確保地下水位線的穩(wěn)定性[5]。

2.4 土層錨桿支護技術(shù)

在大型建設(shè)項目的基礎(chǔ)設(shè)施施工階段，土壤錨桿支護技術(shù)被廣泛采用，具有很強的適用性，其原理如圖2。因此，必須采取有效的措施來保證這種技術(shù)的有效性。包括：必須仔細研究和了解建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)和水文條件，確保安全；根據(jù)具體的條件，編寫適宜的土壤錨固支護規(guī)；必須認真檢查并安排好樁與孔的位置，并確保所有部件都能夠正確安裝；必須注意控制兩個部件之間的高度差，孔洞的寬度也要維持在6.5cm 左右；在安裝土壤錨固設(shè)備時，必須遵循嚴格的技術(shù)標準，以便讓施工人員按照正確的流程來完成混凝土輸送、配比；需要加強原材料的運輸、倉庫管理，以便有效地保障施工所需的材料的品質(zhì)[6]。

圖2 土層錨桿支護技術(shù)原理

3.高層建筑工程住宅樓基坑支護施工技術(shù)應(yīng)用存在的問題

3.1 設(shè)計不夠合理

深基坑的穩(wěn)固和可靠性受到地質(zhì)條件的影響，尤其是在高樓的基坑施工過程中[7]。然而，由于現(xiàn)場的地形條件非常復(fù)雜，僅僅從基坑的表面數(shù)據(jù)獲取的信息無法充分了解基坑的內(nèi)部狀態(tài)，因此，需要采用更加綜合的技術(shù)手段，提出更加合理的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。

3.2 施工要求提高

由于中國的城市化進程不斷推進，可供居住的土地面積日益減小，因此，合理開采、合理利用、合理管理等措施變得尤為必要。但是同時也造成基坑支護施工的難度不斷提高，不管是對基坑支護技術(shù)的選擇還是應(yīng)用，均提出了全新的挑戰(zhàn)。

3.3 施工環(huán)境復(fù)雜

在當今的快速發(fā)展的時代，城市的發(fā)展也在推動著人類的生活的改變。其中，在城市的過程中，地底空間的研發(fā)與使用變得越來越重要[8]。然而，在這些發(fā)展項目之前，人們往往會根據(jù)當前的情況，例如為了節(jié)省成本，選擇在較遠的位置開展管線的鋪設(shè)。這樣的做法會限制到高層建筑的施工，并增加深基坑工程支護工程的復(fù)雜性。

4.高層建筑工程住宅樓基坑支護施工技術(shù)有效應(yīng)用措施

4.1 完善施工準備工作

對于基坑支護施工來說，想要保證整體的施工質(zhì)量和效率，就需要提前做好相關(guān)的準備工作。在完善的準備工作基礎(chǔ)上，基坑支護施工的整體質(zhì)量和效率均能夠得到保障。其中重點在于深入推進工程勘察與設(shè)計的改進，以最大限度地減少工程項目的安全隱患。應(yīng)該積極采取措施，包括建立完善的工程勘察體系，嚴格把握工程項目的進度，提高工程的整體質(zhì)量。還應(yīng)該加大對深基坑工程的勘察力度，以避免以不正當?shù)姆绞将@取項目的資金，影響工程的順利進行[9]。同時，要求勘察技術(shù)與設(shè)計部門能夠密切配合，保證后續(xù)支護施工中，各個環(huán)節(jié)能夠有效地聯(lián)系在一起，以便更準確地發(fā)掘可能引發(fā)工程事故的危害。如本工程為大型工程，涉及兩棟30 層高的建筑，施工時間需要持續(xù)一年。在施工中，可能會由于多種因素影響，造成基坑施工無法順利進行。這就要求施工前需要提前按照基坑施工設(shè)計方案，對施工管理隊伍進行建立和完善。這不僅是強化不同環(huán)節(jié)之間有效聯(lián)系的基礎(chǔ)，也是保證基坑支護施工技術(shù)應(yīng)用效果、效率的保障。此外，為了更好地防范和處置可能出現(xiàn)的危害，需要先建設(shè)一個先進的信息化系統(tǒng)，對后續(xù)的施工進行實時監(jiān)督和管理，以便更好地預(yù)防各種可能的危害。通過這種方式可以更好地指導(dǎo)和培訓(xùn)施工人員，讓他們更加重視自己的職責(zé)，更加謹慎，更加積極主動，從而更好地把握和防范各種可能出現(xiàn)的危害。并且為了確?；邮┕さ陌踩?，應(yīng)該定期對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整，以確定最佳的支護時機。如本工程在基坑支護施工之前，以計算機、深度探測儀、溫度計等，基于工程深度的控制要求，針對可疑的超挖行為，進行了實地檢查，確認支護架，特別是斜撐架的質(zhì)量，以減少可能引起的工程風(fēng)險[10]。并且提前對可能存在的危害進行了定期的評估，制定了每間隔三天評估一次的基本要求，為后續(xù)更有效地預(yù)測和處置可能的危害提供了參考，從而確保施工的順利進行。

4.2 強化施工過程控制

要不斷加強基坑支護施工過程的控制力度，對基坑支護施工中關(guān)于防水、開挖、維護等工作進行有效監(jiān)督和管理，這對于保證基坑支護施工的整體質(zhì)量保障，有著非常積極的作用。因此，基坑支護施工過程中，施工人員必須嚴格按照相關(guān)的規(guī)定、設(shè)計方案要求，對開挖、防水和維護等工程進行完善。并且最大化避免工程施工中出現(xiàn)各類事故。由于施工過程需要經(jīng)歷較長的時間，受到環(huán)境因素的影響較大，因此無法保證整個過程是萬無一失的。這就要求施工單位要在施工中遵循“隨機應(yīng)變”的基本原則，按照具體變化對工程進行完善，為基坑支護施工的順利開展提供支持。同時，施工人員的表現(xiàn)通常會影響整個項目的成敗[11]。所以，必須保證相關(guān)人員可以遵守項目的各項規(guī)章制度，在執(zhí)行任務(wù)的同時，確保項目的順利完成。管理過程中，在遇到困難時，應(yīng)該盡快成立專門的協(xié)調(diào)團隊，并采取必要的應(yīng)急措施。此外，應(yīng)該密切注視項目的每個細節(jié)，確保項目的順利完成。包括：為了確保深基坑支護工程的順利完成，必須確保工程師們遵循規(guī)范，不得擅自改變工程方案。必須密切關(guān)注工程所涉及的地質(zhì)條件，以便能夠更好地應(yīng)對可能出現(xiàn)的松軟膨脹的土質(zhì)影響基坑施工質(zhì)量。

4.3 落實施工安全管理

為了提升施工的安全性，必須對施工人員進行系統(tǒng)的培訓(xùn)，以便他們能夠更好地掌握施工安全標準，并能夠更好地運用這些知識來處理實際的問題。并且，還需要組織一支具備較高的專業(yè)能力、熟練掌握相關(guān)的技能的團隊，以便他們能夠更好地承擔(dān)起施工的重要職能，并且能夠更好地執(zhí)行相關(guān)的規(guī)定[12]。以本工程為例，其周圍不僅存在其他的建筑，還包括商戶、高架橋等，施工中為了確保深基坑支護工程的安全性和可靠性，必須嚴格控制周圍土體的防滲性能，以確保施工過程的順利進行，并且避免受到地下水的影響，威脅周圍的安全。因此，本工程制定了如圖3 的安全標準，并且將其傳遞給每個施工人員。同時，由于不同區(qū)域地下水分布情況存在一定的差異性，工程施工中必須按照具體情況對地基進行處理。本工程處于地下水位較高的區(qū)域，且由于是城市周邊區(qū)域，地下水來源較為多樣、復(fù)雜，如雨水、潛水、上層滯水等，這些均會對基坑施工造成較大影響。因此，施工中要合理地對地下水進行處理，在此基礎(chǔ)上結(jié)合逆作拱墻支護技術(shù)、排樁支護技術(shù)，對地基進行有效的處理[13]。此外，隨著季節(jié)的變換，不僅雨水、潛水以及上層滯水都可能導(dǎo)致地下水位的波動。本工程所處地區(qū)四季分明，夏季的地下水量更大，使得地下水位急劇升高；然而，秋季的水量則會減少，使得地下水位更為穩(wěn)定，從而使得深基坑的防滲措施更為復(fù)雜。為此，建筑設(shè)計者應(yīng)該全面考量降水、防滲以及排滲的措施，以確保深基坑的安全性。

圖3 基坑工程施工安全標準總則

結(jié)語：

隨著時代的發(fā)展，高樓林立，成為當今社會的一種新興景觀。它們既能夠減輕城市的土地壓力，又能夠更好地開發(fā)和使用地下資源。為了確保高層建筑的完美完成，施工人員應(yīng)當提升專業(yè)素養(yǎng)，充分理解并熟悉相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并且通過完善施工準備工作、強化施工過程控制、落實施工安全管理等措施，為基坑支護施工技術(shù)的有效應(yīng)用提供保障。以確保其施工的質(zhì)量與安全，真正滿足城市建設(shè)的基本要求，進一步促進區(qū)域經(jīng)濟和社會的積極發(fā)展。