高層建筑深基坑支護技術研究

倪興

摘要：在工程建設中，高層建筑深基坑支護技術的工程建設較為復雜，涉及到多方面的的內(nèi)容，因此加強對高層建筑深基坑支護技術的控制，有利于提升建筑施工的質(zhì)量和水平。高層建筑深基坑支護技術主要包括了三個方面，分別是施工前、施工過程中的要點控制和深基坑支護結構的質(zhì)量檢測，在建筑施工中做好這三個方面的工作，可對于建筑工程的質(zhì)量有效可控。本文就高層建筑深基坑施工支護技術的方法展開研究，同時對其質(zhì)量控制進行分析和了解，旨在促進高層建筑深基坑支護技術水平的提升。

關鍵詞：高層建筑；深基坑；支護技術

社會經(jīng)濟的高速發(fā)展推動了城市化的進程，許多建筑開始朝著高層和超高層的方向發(fā)展，這也是城市建筑的一種主要發(fā)展趨勢?；诟邔咏ㄖ拇罅砍霈F(xiàn)，也帶來了基礎工程的革命，深基坑工程涌現(xiàn)而出，因此也需要加強對深基坑支護工程質(zhì)量的控制，尤其要重視對開挖深度超過5米的深基坑需要加強設計和論證，加強深基坑支護技術的研究對于工程建設具有重要意義。本文主要從三個方面進行論述研究，分別是施工前的要點控制、施工中的要點控制和對深基坑支護結構的質(zhì)量檢測。

一、高層建筑深基坑支護技術概述

根據(jù)深基坑相關規(guī)定，基礎開挖深度在5米及以下的基坑被稱為深基坑。深基坑施工技術是一項較為復雜的工作，所以在施工中需要加強對其關鍵技術和施工質(zhì)量的把控。深基坑工程涵蓋了挖土、擋土、圍護和防水等諸多環(huán)節(jié)，是一項非常復雜的系統(tǒng)性工程，施工中的每一個環(huán)節(jié)都對整體建筑質(zhì)量有著重要的影響。施工單位應對施工的規(guī)范和流程進行嚴格的控制，在施工組織設計批準以后，對施工中的要點和難點進行具體的交底分析，并強化對過程的監(jiān)督控制。

（一）深基坑支護結構介紹

深基坑支護設計包括很多選型，在方案的設計上重視優(yōu)選非常重要，應結合實際的施工情況，選擇出最優(yōu)的深基坑支護方案。當前常見的支護結構主要有以下幾種：第一，放坡開挖，這種支護方法較為簡單且經(jīng)濟實惠，開挖的成本低且施工技術要求低，容易對施工過程和質(zhì)量進行控制。適合地下水少且基坑土質(zhì)條件較好的場地區(qū)域。缺陷是開挖量大，在狹小空間內(nèi)施工不利。第二，水泥土攪拌樁支護結構。水泥土攪拌樁是采用機械鉆井、噴漿并加強與土攪拌而形成大的柱狀加固體。水泥土墻主要由水泥土攪拌樁兩兩相互搭接而形成大的柱狀加固體作為擋土墻。水泥土墻適用于流酥、淤泥質(zhì)土、素填土和軟塑的粘土、粉土和粉砂性軟土地基。這種深基坑支護結構的施工方法比較簡單，通常適用于深度不超過7米的基坑中，在挖深達到4米～6米的基坑中顯得更加經(jīng)濟合理，水泥土墻具有止水的功用，在實際應用中得到了廣泛的應用。第三，土釘墻支護結構。土釘墻支護是在深基坑開挖的過程中，將較為密集的細長桿件深入土層。經(jīng)過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同作用，形成復合的土體結構，這種支護結構充分利用了土層介質(zhì)自身的承受能力，產(chǎn)生了穩(wěn)定的結構，承擔的變形壓力較小。土釘墻支護的施工簡單快捷，成本較低，支護的結構更加輕巧且柔性大，具有較好的抗震性能和延性，適合10米以內(nèi)的深基坑支護施工。然而這種支護結構缺乏必要的場地空間，且容易發(fā)生變形的現(xiàn)象。第四，排樁結構工程。主要為挖孔樁、灌注樁、預制樁等結構，常利用樁頂連梁組成空間組合懸臂支護結構，利用超靜定剛架結構隨支承條件及荷載變化而自動調(diào)整內(nèi)力分配的特性，發(fā)揮空間組合樁的整體剛度和空間效應，與樁間土協(xié)同作用，支擋由于開挖引起不平衡力，保持坑壁穩(wěn)定，控制變形的目的，一般適于基坑6-10米及以外的支護。

（二）深基坑周圍土體止水

地下水位高的地區(qū)，地下水對深基坑工程帶來的危險程度比較高。結合地質(zhì)勘察部門提供的相關地質(zhì)資料，深入分析地下水的成因，并對深基坑周圍的環(huán)境進行了解，以堵為主的方式為輔之抽排水，避免出現(xiàn)深基坑周圍土體和水體流失，建筑物出現(xiàn)沉陷、坑底流沙和管涌現(xiàn)象，使施工的難度增加，工期延誤。

止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護工程中常見的止水措施，當前深基坑支護中施工的方法主要包括高壓噴射灌注漿法和漿噴深層攪拌的方法以及粉噴深層攪拌的方法或壓力注漿法等。選用漿噴深層降板的方法止水帷幕進行施工，首先應保證樁體的施工質(zhì)量；另外，應保證樁的搭接長度和密實度的質(zhì)量，避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的狀況；最后深基坑支護結構設計，不能破壞支護結構的安全，應保護止水帷幕，使地下水不易滲入。

（三）深基坑支護監(jiān)測

高層建筑的深基坑支護技術施工中的質(zhì)量問題主要是深基坑中的整體剛度和穩(wěn)定性，及深基坑支護結構能夠產(chǎn)生變形以及是否會出現(xiàn)沉降和水平方向位移的狀況，使深基坑的支護結構出現(xiàn)傾斜、裂縫和變形等，如果出現(xiàn)相關的問題會導致深基坑的支護結構質(zhì)量變差。

深基坑的支護結構監(jiān)測的主要手段是安排專業(yè)的施工監(jiān)測人員對深基坑支護的現(xiàn)場和周圍的建筑物實施必要的監(jiān)測，同時結合基坑開挖監(jiān)測到的基坑支護結構或巖土變化等情況，如勘察、設計的建筑形狀，動態(tài)分析監(jiān)測資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化評論等，對照報警值，對下一階段的工作進行預測，并及時采取必要的措施，應保證工程的施工安全。深基坑支護結構工程檢測內(nèi)容涵蓋了支護結構頂部的水平位移、支護結構沉降與裂縫、臨近建筑物、道路的沉降裂縫與傾斜、基坑底部隆起的觀測等。通過對上述施工的監(jiān)測，對關鍵的部位及時加固調(diào)整。觀測結構需要真實的反應所測目標的動態(tài)趨勢，從中繪畫出變化曲線圖，通過前兆信息的傳遞，發(fā)現(xiàn)險情所在位置，并對深基坑支護結構的穩(wěn)定性進行計算，及時的排除深基坑支護中存在的問題，同時應加強對監(jiān)測點的保護。

二、高層建筑深基坑支護設計

隨著高層建筑的不斷增多，深基坑支護施工技術應用的價值也越來越高，在保證深基坑支護施工質(zhì)量的前提下，應確?；邮┕み^程中周邊的環(huán)境是安全的，對深基坑側(cè)壁和周邊的環(huán)境采用一定的保護與加固。綜上所述深基坑支護型式涵蓋了水泥土擋墻、土釘墻、樁錨、排樁懸臂等，地下連續(xù)墻支護，基坑內(nèi)的支撐等。隨著建筑發(fā)展水平的提高，深基坑施工的發(fā)展也朝著深度和廣度的方向發(fā)展，當前深基坑施工的規(guī)模在不斷的擴大，使項目施工的周期變長，施工的難度也更高，所以深基坑支護的質(zhì)量控制就顯得尤為重要。

現(xiàn)階段深基坑施工的特點影響了深基坑施工的技術要求，首先，施工技術手段需要先進可靠，需要保證深基坑受力可靠和支護的保護作用，從而能夠?qū)⒈匾闹ёo作用進行完全的體現(xiàn)。其次，大型高層建筑主要建立在城市中心，一般情況是在建筑物繁多復雜的區(qū)域，地下的市政管線也比較大，因此施工應保證周邊施工環(huán)境的安全。再次，深基坑開挖的過程中，應確保地下水控制成為基坑支護的一個組成部分。所以，應合理運用降水、截水以及回灌等等地形，同時對地下水進行控制，還應確保施工技術的安全。最后，應結合實際的施工狀況，來選擇適合的施工方案，來實現(xiàn)工程的最優(yōu)化。地下結構的施工和基坑周邊環(huán)境的安全受到支護體保障，而基坑支護體系的設計、施工能力水平對施工的質(zhì)量和安全具有影響，有利于提升工程整體的安全可靠性。

高層建筑的深基坑支護應滿足變形與穩(wěn)定性的需求，其承載能力極限狀態(tài)以及正常使用的極限狀態(tài)就是深基坑支護設計的狀態(tài)要求?；又ёo設計應滿足施工要求，根據(jù)深基坑側(cè)壁安全等級和重要性系數(shù)對設計方案進行分析，應滿足三個設計的條件；第一，應充分利用新技術和新理念，具體事物具體分析；第二，重視支護結構理論與材料的試驗結構。第三，應用于創(chuàng)新，在支護結構設計時應開拓思路，進行多方面嘗試。

三、施工前對高層建筑深基坑支護技術控制要點分析

施工前對高層建筑深基坑支護技術控制的要點主要由三部分組成，分別是方案的設計、審定以及施工單位的選擇。

（一）施工方案的設計

施工方案是施工前對深基坑支護技術控制要點的關鍵部分，施工主要是根據(jù)方案來進行，所以施工方案設計質(zhì)量對于整個深基坑支護具有決定性的作用。一般實用性強的施工方案，主要根據(jù)三個標準來選擇，分別是施工過程的安全可靠、經(jīng)濟合理性以及施工技術的可行性。施工方案設計需要滿足經(jīng)濟合理性，要滿足深基坑施工的工程造價，施工中的安全可靠性要求施工方案設計應滿足施工的安全要求，施工技術的可行性要求深基坑支護技術與實際的施工環(huán)境相匹配和適應。施工方案的設計要求設計師對施工當?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況非常熟悉，并對當?shù)氐沫h(huán)境做進一步的了解，從而為施工方案儲備必備的基礎資料。

（二）施工方案的審定

施工方案的審定應根據(jù)經(jīng)濟合理性、施工的安全可靠性和施工技術的可行性三個標準來選擇，應重視對施工方案的認真審核，從設計思路到與設計人員的溝通交流都應重視起來。施工方案的審定過程中，應及時發(fā)現(xiàn)其中的問題并尋求正確的解決方案。在施工設計單位選擇上應優(yōu)先選擇具有設計施工經(jīng)驗的單位，方案設計要應嚴格把關，優(yōu)化論證；同時施工審核應關注施工平面圖、基坑的支護方法、基坑開挖的方式、降水措施以及監(jiān)測布置和施工工期設置的合理性。

（三）施工單位的選擇

高層建筑的深基坑支護技術對于建筑工程來說較為復雜，因此對于施工單位的選擇很重要。要優(yōu)選那些專業(yè)技術強、施工經(jīng)驗豐富、信譽較好、管理能力較強的施工單位。施工單位的選擇應通過招標優(yōu)選，只有選擇那些經(jīng)濟合理和施工技術安全可靠以及資信較好的建筑施工單位，才能夠保證施工的質(zhì)量。

四、施工過程中對高層建筑深基坑支護技術控制要點的研究

（一）了解高層建筑深基坑支護施工的特點

施工是深基坑支護建設的重要環(huán)節(jié)。從一個施工單位的具體施工過程來看，在對施工區(qū)域進行了地質(zhì)勘查以后，應了解當?shù)氐乃牡刭|(zhì)環(huán)境條件，同時應結合深基坑工程的施工經(jīng)驗來判斷，要求施工單位能夠嚴格根據(jù)施工的程序來執(zhí)行施工任務，將施工中的每個要點進行落實。在高層建筑深基坑支護技術施工的過程中，應加強對施工過程的控制，如果發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)了相關問題，應及時研究解決的方案。如開挖施工，在施工以前應對周邊的建筑物進行考察，確定好施工環(huán)境的條件以后。根據(jù)不同的地下條件進行必要的分類，對于深入地面挖掘軟土的區(qū)域，由于信息資源的不充分以及挖掘方式不當，會導致土體的抗剪程度降低，容易產(chǎn)生土體下滑的情況，對工程帶來坍塌的影響。

（二）加強對深基坑支護周圍土體的止水效果管理

高層建筑深基坑支護建設，會遇到地下水水位較高的情況，而這一現(xiàn)象不利于深基坑支護建設。在深基坑支護的建設施工中，應關注施工中天氣的情況，根據(jù)地質(zhì)勘測部門的資料進行分析和設計。如在施工過程中如果出現(xiàn)了水量過大的現(xiàn)象，應采取抽水和排洪的措施，避免周邊的建筑物產(chǎn)生塌陷的情況。通常，深基坑支護周邊的土體應具有較好的止水效果，而止水主要通過以降水為主的帷幕方式。在應用這一方式的過程中可采用高壓噴射注漿法，還應該對關鍵部分的進行深層的攪拌。所以，在對深基坑周邊的土體實施攪拌的過程中，應重視對關鍵部分的細節(jié)處理，如保證水泥漿攪拌量的合適性以及整個樁體的均勻程度。

五、高層建筑深基坑支護技術的質(zhì)量檢測

高層建筑的深基坑支護技術對整個建筑的質(zhì)量具有影響，關系到施工的全局。深基坑施工的安全可靠與高層建筑的穩(wěn)定性。安全性與長久性有著密切的關聯(lián)。深基坑支護工程應從設計與支護和施工方面開始，確保施工的質(zhì)量。深基坑支護施工技術水平的提高，有利于促進工程施工順利的開展。為了能夠提升深基坑支護的質(zhì)量，應對深基坑的支護結構進行質(zhì)量的檢測，其中檢測的內(nèi)容涵蓋了多個方面，分別是支護結構的水平位移、擋土樁深度的位移觀測以及土釘錨桿抗拔試驗等。為了確保支護結構的穩(wěn)定性與剛度，需要由專業(yè)知識豐富的技術人員進行深基坑支護機構的施工，這樣才能夠保證深基坑支護結構的質(zhì)量，同時借助第三方檢測單位應對其中潛在的措施進行預報，并采取有效的措施應對，這樣才能夠保證高層建筑施工可以順利的實現(xiàn)和完成。

六、結語

隨著城市化進程的加快，城市的建筑水平在不斷的發(fā)展和提升，從而高層建筑的深基坑支護技術也會是建筑中重要的問題。深基坑支護技術應對施工前、施工中以及施工以后的控制要點進行分析，加強對深基坑支護技術的管理以及質(zhì)量監(jiān)測，從而促進高層建筑的質(zhì)量水平提高，保證百年大計，質(zhì)量第一。