基坑支护施工技术在高层建筑中的应用研究

摘要：高层建筑的建设随着中国城镇化规模的扩大成为越来越普遍的项目。基坑支护施工是高层建筑基础建设的前提，若其在施工过程中出现问题，将严重影响建筑施工安全及进度。本文就高层建筑中基坑支护施工技术进行分析，探讨基坑支护施工各项技术在高层建筑基础建设的应用。

关键词：高层建筑；基坑支护施工技术；应用

中图分类号： TU97文献标识码： A

前言

随着我国城镇化进程的逐步加快，再加上我国人口数量大、人口基数大，导致可利用的土地资源也越来越少。为了最大限度的利用每块土地的价值，高层建筑显得越来越普遍，基坑支护作为高层建筑工程施工建设中的一个比较重要的环节，在高层建筑的建设中显得越来越重要。但我国的很多基坑支护施工技术措施仍不到位，特别是高层建筑深基坑处理技术方面，还需要从国外引进先进的施工技术及施工理念，以确保更多更加复杂地质情况下的高层建筑项目能够顺利完成。

1、深基坑工程的特点

深基坑工程是与很多工程自然因素相互关联的综合性工程，涉及到工程场地勘察、工程设计、施工、监督和管理，并且相邻深基坑工程也会相互影响。随着建筑高度的增加，深基坑工程也向大面积和大深度的方向发展，有的深基坑工程的长度和宽度甚至超过百米，这给高层建筑基坑施工的整个支护系统带来极大的难度。随着城镇建设的不断发展，深基坑工程越来越多的在城市中心区域进行施工，工程周围大量存在的永久性建筑和市政基础设施，使深基坑工程施工难度加大，增加工程协调的难度。高层建筑一般都是建立在城市中心，兴建过程中必须考虑城市规划和对其他建筑的影响，施工环境条件不是很好。深基坑工程一般的工期都比较长，施工过程中可能面临多次降雨、振动等自然因素的影响，进而影响深基坑的稳定性。虽然目前有很多深基坑支护技术，但是每一种支护技术都有各自的优缺点和使用范围，同一个工程可能有几种支护方案可以选择，这需要对这些支护方案进行比较，从而选择最佳的支护方案。

2、高层建筑中的基坑支护施工现存问题

2.1、工程施工的地质条件越来越差

现在，我国高层建筑工程施工的地质条件越来越差，基坑周边的环境复杂，尤其在一些沿海地区，地质条件的问题已经特别突出。一般来说，高层建筑都建设在人烟稠密、建筑物比较集中地地方，而这些地段的老旧建筑比较多，建筑结构陈旧，地上和地下都分布着密密麻麻的各种管线。这就对基坑施工提出了比较高的要求，基坑施工不仅要保障基坑本身的安全稳定，还不能对周围的建筑物和地下设施造成破坏。

2.2、无法做到基坑土体的完全取样

建筑施工设计之前，无法对土体进行整体的取样和分析是建筑施工面对的问题所在，但取样和分析是深基坑结构设计的必要步骤之一，会受到外在环境的影响，在我国，由于地质结构的变化，很多的工程项目无法做到深基坑土体的完全取样和分析处理，得不到第一手的真实情况，因此在后期的支护过程中，设计不能够按照基坑的实际情况进行分析设计，设计方案选择上会有很大的影响。

2.3、基坑支护系统存在安全隐患

基坑支护系统结构复杂，如果支护结构没有起到相应的作用，基坑周围的地下管线、房屋等都可能受到影响，引起纠纷，严重的工程事故不仅会造成人员伤亡还会产生巨大的经济损失。因此，在基坑施工过程中，一定要对基坑的支护结构进行科学合理的设计，并采取安全有效的支护结构，确保基坑施工的质量。

3、基坑支护施工技术在高层建筑中的应用

3.1、钢板桩支护结构

钢板桩是由带钳口或者锁扣的热轧型钢制作而成，而将这些钢板桩互相连接起来就组成了钢板桩墙，钢板桩墙的主要作用是挡水和挡土。现在，钢板桩最常采用的截面形式是直腹板型、Z 型以及U 型。由于钢板桩的制造技术比较简单，所以钢板桩被广泛应用于基坑支护系统中。但钢板桩的柔性比较强，如果锚拉或支撑系统的设置不恰当，钢板桩就会产生较大变形，因而在基坑深度大于7m 时，基坑支护系统不适于采用钢板桩支护结构。而在完成地下室的施工建设后，钢板桩还要，所以在使用钢板桩支护结构时，还要将取桩过程对周边环境造成的影响进行通盘考虑。

3.2、内环梁支顶法

内环梁支顶法首先使用钢筋混凝土灌注桩的单桩密排挡土以及水泥拌合帷幕挡水，将基坑四周封闭起来，然后在基坑中央位置设置大直径的钢筋混凝土环形梁，再通过放射性钢结构支顶在围护桩的边梁结构上，这样解决了深基坑土质松软的问题。

3.3、土层锚杆支护结构

土层锚杆又简称为土锚杆，具有很强的抗拉力。土锚杆的主要特点是能和土体结合在一起，能够承受很大的拉力，可以使用高强度的钢材形成稳定的结构，可以对建筑物的变形量进行有效控制，在施工中不需要使用大型机械，经济效益比较明显，还能够大量节省劳动力，加快施工进度。

3.4、排桩支护

排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩和桩之间有一定间距的疏排布置形式和桩与桩之间相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土冠梁加以可靠连接。这种基坑支护形式应用较广，且适用于各种土质、各种深度的基坑。

3.5、地下连续墙支护

当软土层中基坑开挖深度大于10米、周围相邻建筑或地下管线对沉降和位移有较高要求时，常采用地下连续墙作为基坑支护结构。随着技术的发展和施工方法的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建结构的侧墙。地下连续墙支护墙体刚度大、整体性好，止水防渗效果好，适用于各种地质条件的超深基坑的支护结构，但是造价高，容易对环境造成影响。

3.6、土钉墙支护

土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件植入原为土体中，并在坡面上喷射钢筋混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同作用，形成复合土体以达到基坑支护的目的。

4、深基坑支护工程施工注意事项

(1)深基坑土方开挖原则在深基坑土方施工前，要详细确定挖土方案和施工组织，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。如果有不允许任何沉降及水平位移的要求时，例如地铁车站大厅、地下室重要设备设施等，必须满足侧向位移控制设计要求，对横向支撑或锚杆的安装质量要严格把关。锚杆的张拉不能太紧，抽检数量不能太少。横向支撑必须装设检测设备，逐日记录，发现问题及时补救。

(2)基坑面积过大时，对底板混凝土采取分段边挖边浇筑要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。它不仅避免了基坑暴露期过长、基土易被浸湿或曝晒等质量问题，还解决了厚大体积混凝土浇注技术上的困难，对稳定基坑作用更大，它等于增加了一道横撑，消除了土隆起的可能性。

(3)随时观察挖土与地裂之间的关系当发现挖土不净或挖后隆起现象，必须停止挖土。如果出现地裂，可以判定边坡的稳定已达到极限平衡状态，这时应当检查降水是否达到预定位置，有无地下承压水及管涌，支护桩是否倾斜，支撑是否有弯曲等问题。如果属于深层滑动，多属坑底下淤泥被动土压力不足，可采用深层搅拌或旋喷法加固基坑下土层。当遇到情况紧急时，可采用最简单而有效的方法就是立即回填反压处理，在任何情况下未处理完毕，不允许继续挖土。

5、结束语

基坑支护体系的选定设计的首要工作是合理选择基坑支护体系，应根据不同特点及地质条件，周边环境的要求等综合确定。

参考文献：

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[3]袁明华.小议建筑工程深基坑支护技术施工与应用[J].经营管理者,2013,11

[4]李燕君.浅谈高层建筑深基坑支护施工技术运用[J].中国高新技术企业,2013,13