高层建筑深基坑的支护设计和施工

高层建筑深基坑的支护设计和施工

孟德波

孟德波

身份证32072419840710307X江苏省如皋市226500

摘要：高层建筑的稳定、安全以及持久性与深基坑施工过程是否安全可靠联系密切。因此，相关技术人员需要从深基坑的支护设计与施工这两方面着手，深刻理解高层深基坑的支护工程程序，保证施工工程的质量水平。本文着重分析其支护设计与施工注意事项，系统的研究建筑深基坑中支护设计以及施工控制的具体措施。

关键词：施工；高层建筑；深基坑；支护设计；控制

随着我国经济水平显著提高，不少城镇在建设过程中不断涌现了高层以及超高层建筑，深基坑工程的范围逐年扩大。这种建筑深基坑的设计方式能够将土地资源得以充分利用。同时，建筑物过于密集、基坑过深以及附近过于复杂地下设施，深基坑逐步代替了传统的放坡开挖基坑技术，很难满足当今城镇建设的需求。因此，高层建筑深基坑的施工以及支护设计引起了相关技术人员的重视。

一、高层建筑深基坑的支护设计原则与设计方法、内容

（一）高层建筑深基坑支护设计原则

我国高层建筑深基坑支护设计原则主要有三方面，分别是经济合理、安全可靠以及施工便利。首先，经济合理主要体现在环境保护、工程造价以及施工期等多个方面，分析并比较这些方面的经济技术水平，再确定比较有优势的方案而逐步实施。其次，确保支护结构设计的安全性以及可靠性是施工的前提，其可靠与安全主要体现在建筑深基坑的支护结构设计需要满足稳定、变形和强度的要求，以保证高层建筑深基坑施工和附近环境的安全。

（二）高层建筑深基坑支护设计方法与内容

1、高层建筑深基坑支护设计方法

高层建筑深基坑支护结构设计极限状态主要分为承载能力极限状态与正常使用极限状态。前者主要是应对深基坑支护结构的设计已经达到承载能力的最大限度或者深基坑底明显失稳、管涌直接导致支护或者土体结构发生损坏、支护桩墙锚杆抗拔已经失效、支护结构内支撑压屈失稳等情况；后者主要是应对深基坑支护结构的表层已经出现损坏、深基坑附近环境的平衡状态，同时也产生很多不良的影响（例如引起附近相邻的建筑物出现开裂、倾斜；道路开裂、沉降；附近地下管线沉降变形开裂等多个现象）。

2、高层建筑深基坑支护设计内容

依据相关高层建筑深基坑承载力的极限状态以及正常使用的极限状态要求，深基坑支护的设计应该包含五个方面的内容：①深基坑支护结构设计的稳定、强度以及变形计算和基坑内外土体的稳定性验算；②比较深基坑支护体系的设计方案选型和经济技术；③基坑止水或者围护墙的抗渗设计、降水帷幕设计；④符合相关基坑开挖的具体施工方法中的可实施性以及基坑施工中相关监测需求；⑤地下水变化和基坑开挖引起的其内外土层的变形以及其对邻近建筑物、周边环境与基础桩的影响。

二、高层建筑深基坑的支护设计和施工控制的有效措施

工程项目实施的关键环节是施工阶段，相关建设施工单位的工程管理者应该依据当地水文气候条件以及地质勘探的资料，并将当地深基坑工程具体的施工经验、条件相互结合在一起，最终确定高层建筑深基坑工程的主要项目。同时，要求工程施工企业应及时制定相关施工设计方案，并经过监理机构审核后开始实施，在施工前也应制定应急预案，以防突发事件的发生。

（一）加强突发事件的防范，制定应急方案

由于高层建筑施工具有施工周期长、投资成本大、工作人员多的特点，极易在施工中发生难以预料的事件。因此，针对施工，应该充分做好应对突发事件（妨碍止水帷幕施工、坑内流沙、局部裂缝、异常的气象、开挖土方、降水、打桩等）的相关准备。一旦发生事件，需要及时启动事先准备好的应急预案，同时与设计、监理、施工勘察等多个单位共同研讨解决措施。

（二）深基坑周围土体止水效果的控制

阻碍深基坑支护的主要因素是水，尤其针对地下水位较高的地区，应当重视地下水，以防其对深基坑工程施工造成危险。这类止水帷幕在施工的时候，需要注意两个方面：①确保桩的密实度和搭接长度，避免出现蜂窝、桩头开叉以及空洞等现象，同时，不能随意在高层建筑深基坑的支护结构上端进行开口，则会严重影响支护结构的安全，还会破坏止水帷幕的结构，发生地下水渗入现象；②确保深基坑的桩体质量水平以及确定科学、合理的水泥浆掺加量，以确保深基坑桩体搅拌均匀、桩长并达到相应的设计深度，以免桩头发生搅而无浆的状况，尤其是对于土层情况变异大的地方，很容易由于不易控制搅拌桩的桩径，以致发生止水失效情况。

（三）监测支护结构的施工工程

所观测的结果需要真实地反映所监测目标的动态趋势，同时绘出变化曲线图，用来传递险情前兆信息，以致及时找出险情发生的必要条件，例如地下设施、支护结构、临近建筑物等，并结合开挖施工、地下水变化等诱发条件，再依据基坑支护结构稳定性所得出的计算结果进行合理的决策，从而将险情排除。当开挖基坑比较深的时候，需要符合相关测试支撑的内应力，一旦应力值达到设计值的90%或者变形达到10mm左右的时候，应该有效的防范措施以应对险情，另外要注意监测点的保护。

（四）高层建筑深基坑的施工以及处理措施

①深基坑施工工程十分复杂且系统化，主要有挡土、围护、挖土、防水等多个环节，需要严格的制定组织设计，并遵守其规程和相关技术规范。比如，当确定好相关土方开挖方案的时候，应该进一步分析附近建筑物、地下设施情况等多种信息，结合研究人员勘察地质的报告进行讨论。针对特殊的土质需要精心安排施工，尤其是膨胀土地区最好不要在雨季进行挖土措施，同时，一些软土地区进行分层开挖的深度不能太大。一旦挖土高差过大或者其工程进度过快，很容易改变土体原本平衡的状态，从而大幅度减小土体抗剪的强度，继而使土体出现水平方向的滑移，以致发生坍塌事故。②高层建筑深基坑中的止水控制能对工程施工造成严重的影响。需要加强防、排及降水方面的止水方案。从而有效避免附近高层建筑基坑水土流失，导致建筑物不均而发生沉陷、坑底流沙等多个问题，以致工期延长。同时，在高水位地区舱主要选用止水帷幕的止水方式，采用高压喷射注浆法、粉喷深层搅拌法、浆喷深层搅拌法、以及压力注浆法等处理措施。

结束语

总而言之，在高层建筑的深基坑施工工程中，应该因地制宜，合理选择正确的基坑围护方案，重视深基坑的支护优化设计，依据基坑附近的环境特点，合理施工。

参考文献：

[1]厉文杰.高层建筑深基坑的支护设计和施工[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（20）.

[2]黄继兰.高层建筑深基坑的支护设计和施工[J].企业导报，2013，（22）：197-198.

[3]马守才.高层建筑深基坑的支护设计和施工[J].知识经济，2012，（6）：75-76.