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超高层建筑的深基坑支护施工技术研究周晓峰

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：周晓峰

[导读] 摘要：随着我国城市化进程的加快，建筑产业也得到了进一步发展，在建筑工程中地基建筑工程直接决定着整个工程的施工质量。

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        摘要：随着我国城市化进程的加快，建筑产业也得到了进一步发展，在建筑工程中地基建筑工程直接决定着整个工程的施工质量。而地基施工过程中就要使用到深基坑支护技术，比如现在经常应用到的孔灌注桩施工技术、土层锚杆技术以土钉支护技术等。一般情况下，地基工程挖掘深度达到5m时就要使用到基坑支护技术以保证地基工程良好实施。而随着一些超高层建筑的出现，人们对超高层建筑的安全性要求也在逐渐增加，因此，对于地基深基坑支护技术的研究也是十分必要。下文就超高层建筑的深基坑支护施工技术进行简要探讨。
        关键词：超高层；深基坑支护；施工技术
        1 深基坑支护施工技术的主要特征
        1.1 易受周边环境影响
        地质条件、水文条件是任何工程开工之前需要勘察与确认的环境要素，而对于建筑工程深基坑支护施工来讲，其地质条件尤为复杂，由于填土中不仅包含片石、碎石，还出现许多黏土、大粒径孤石，这些石头、土粒不仅体积大，而且空隙较大，对深基坑支护施工的稳定性带来较大的影响。一旦不注重施工环境的考察与确认，极易引发质量及安全事故。此外，位于河流附近的建筑工程项目，在深基坑支护施工过程中，尤其要重视渗水问题，采取必要的质量控制措施。
        1.2 基坑深度大
        按照房屋工程基坑施工的参数要求，基坑开挖必需做好排水、截水和降水措施地下水位应保持低于开挖面至少500mm。伴随现代建筑高度的不断升高，建筑承载负荷更大，基坑深度也更大，给深基坑支护提出较高的技术要求。因此，在深基坑支护施工中，一般采用灌注排桩支护技术，为每个桩之间设立旋转喷桩止水帷幕以提升钢筋混凝土及冠梁的牢固性。
        1.3 安全事故风险高
        由于部分施工企业和施工人员不重视深基坑支护技术的应用，对深基坑支护技术应用条件、要求缺乏全面了解，加之施工企业未能在基坑施工中投入足够资金，无法满足深基坑支护施工的安全要求，在防护措施不足的情况下极易引发深基坑支护安全事故。由此需要引发施工企业对深基坑支护施工的重视，不断强化安全防控措施，以确保基坑施工质量符合工程要求。
        2 超高层建筑深基坑支护施工要点
        2.1 工程施工过程要点
        1）施工前。进入深基坑支护施工的准备阶段，应对现场环境进行深入的勘测，根据环境实际情况制定支护施工方案，随后对施工现场进行清理，为现场施工营造良好的环境。在支护施工方案内，应详细标注深基坑支护技术的类型，根据选用的类型配置施工材料和设备，并在关键位置配置管理人员，以便规范施工过程，避免存在安全隐患影响到支护体系的质量。
        2）施工中。进入深基坑的施工环节，应重视深基坑出现的渗水问题。若未能及时排出深基坑中的渗水，不仅会侵蚀房屋地基，还会影响支护结构的稳定性。由于深基坑地基会出现不均匀沉降或者塌陷等问题，施工企业应制定应急管理方案，一旦基坑出现上述问题，根据安全应急管理方案快速处理，避免出现严重的安全事故。
        2.2 施工技术要点
        1）土层开挖和边坡支护配套。现阶段，在深基坑施工过程中，施工企业会按照施工方案进行开挖，随后在开挖区域内进行支护施工，而在支护施工过程中，会进行二次回填，或者搭建架子进行支护施工。但是上述施工过程，不仅会占用后续的施工空间，还会提高施工难度，增加施工成本。所以，在深基坑开挖过程中，应同时进行边坡支护施工，在开挖过程中做好后续的边坡支护工作，有效提高施工效率和控制施工成本。
        2）成孔注浆要到位。在深基坑施工过程中，广泛使用直径范围在10～15cm的钻杆进行钻孔施工，一般钻孔深度最小为5m，最大为20m，以便在钻孔内架设支护设备。在钻孔施工过程中，由于深度的变化会进入不同的地质结构中，做好钻孔的清理工作，有助于为成孔注浆提供便利的条件，从而提高注浆的质量。
        3）喷射混凝土厚度控制。在深基坑支护施工过程中，为保证注浆质量，使用干拌法喷射混凝土设备，该设备占用空间小并且适合长距离施工，已经成为支护施工常用的设备。但是该设备在施工过程中，会出现混凝土回弹的情况，此时支护结构的混凝土厚度无法满足支护标准。

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为避免混凝土出现回弹情况，施工企业应派专业人员操作该设备，针对施工中引发回弹现象的问题实施处理措施，提高混凝土在支护结构中的强度和稳定性。
        4）排桩加环撑。高层建筑深基坑支护施工过程中，应根据深基坑形状，按照特定的形式完成支护结构的施工任务。以环形支护体系为例，增加排桩加环撑结构，形成最终的支护体系。根据最终的支护体系，施工企业对桩位进行混凝土浇筑施工。
        2.3 深基坑开挖的注意事项及方法
        深基坑开挖过程中，施工企业应选用分段、分层的方法，每层开挖厚度控制在2m以内。按照深基坑开挖方案，在规定的区域进行开挖，既能保证支护结构受力均匀，使支护体系更加稳定，又能避免出现安全事故。在开挖期间测量人员应时刻关注开挖情况，监测开挖的深度和范围，防止超过开挖标准。
        3 超高层建筑深基坑支护施工实例分析
        3.1 工程概况
        在某高层建筑工程深基坑施工过程中，该工程施工面积约为84600m2，在此范围内需要建设5幢36层超高层住宅，总设计高度达 118.42m，4幢12层小高层住宅以及1幢3层幼儿园和邻里中心。高层建筑属于钢筋混凝土剪力墙结构，使用钻孔桩和静压式预应力管桩走位钻孔桩。施工企业按照标准，将施工场地的标高平整在33.5～36.0m范围内。
        3.2 具体的施工要点
        1）基坑土方开挖。进行基坑土方开挖过程中，开挖标准高度在边坡顶以下7.1m的位置，此外在高出原地面12.4m的位置进行同步开挖。保证开挖过程不会出现安全事故，施工企业对现场情况进行充分的勘测，选用合适的机械设备配合人工共同进行开挖施工。
        2）搅拌桩施工。进行搅拌桩施工时，在A-F段内的搅拌桩设置止水帷幕。根据设计标准，每个搅拌桩的直径为550mm，每个搅拌桩的间距为400mm，按照直线边环式方式建立封闭结构，防止水体渗透到基坑中。根据设计标准，A-B段桩长为5.6m，B-C段桩长为7.0m，C-D段和D-E段桩长为9.0m，E-F段桩长为6.5m。根据平面布置要求，将A-B段设置为基坑边缘，将B-F段设置为混凝土管桩。基坑的中心位置与基坑的边缘距离为1.275m，此外在B-C段设置三排双向止水幕，直径为550mm。
        3）支护钻孔桩施工。进行支护钻孔桩施工过程中，采用混凝土材料，在B-C段支护桩长度设置为13.1m，C-E段支护桩长度设置为13.6m，E-F段支护桩长度设置为9.6m。根据平面设置标志，在基坑的边缘与基坑中心距离，B-E段距离为1.4m，E-F段距离为1.8m。
        4）土方开挖。施工企业采用分层法进行土方开挖，每层开挖的深度控制在3m以内。在开挖过程中应控制开挖的深度，保证边坡不受开挖影响遭到破坏。
        5）地下水控制。为有效控制基坑中的地下水，施工企业实施的地下水控制措施分为三个方面：①在基坑侧壁位置，使用搅拌止水帷幕，或者配置集水井收集地下水；②按照基坑坡顶的地势，修建排水通道，以便有效引导地下水排出基坑；③在土方开挖过程中，应利用临时的集水坑，使用设备排出聚集的地下水。
        6）基坑支护监测
        为了保证深基坑支护可以完全按照规定的要求开展施工，在施工过程中要做好工程的进度与具体情况控制，实施全面的管理与控制，加强变形、沉降等数据的监测和控制。监测包括对环境的保护监测及对工程支护结构的监测，及时预报施工中出现的问题，以指导施工。本工程监测工作聘请具备相关资质的专业监测单位实施，专业监测单位必须根据本工程实际情况编制监测方案。如果在施工中出现任何问题，都要及时查找原因，并且采取必要的应对措施。对于关键区域要加大监测力度，增加监测频率，一旦出现任何问题，要立即按照应急预案处理。加强深基坑结构的监测，随时了解存在的问题，从而有效地提升工程的质量和效率，满足深基坑支护施工的需要。
        结语：
        在超高层建筑工程深基坑施工过程中，勘察单位应对地质环境进行深入的勘测，根据勘测结果制定支护施工方案。在进行支护施工的过程中，施工企业应严格按照标准进行施工，既要保证支护体系的稳定性，增强深基坑的强度，也要减少对周围环境的影响，从而提高房屋建筑的施工质量。
        参考文献：
        [1]黄永亮.建筑工程中深基坑支护的施工技术 [J]. 工程建设与设计，2018（10）：188-189.