試論高層建筑深基坑支護方案選擇及施工技術

【摘要】隨著高層建筑的不斷發展，基坑支護工程已成為高層建筑基礎工程中的重要技術之一。在施工中應根據不同的技術、設備和地質條件，選擇經濟、合理的支護施工方案，是保證工程質量的重要措施。一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。本文針對某工程土質及周圍環境情況，通過對各種支護方案選擇及經濟特點，確定了該工程采用土釘墻支護方案，比較合適，依據基坑支護技術規范，以下介紹此工程對支護方案的選擇、支護施工技術措施、支護施工流程進行闡述和討論。

1、工程概況

某工程位于烏市腫瘤醫院旁，南側為市一環主要干道，西臨昆明北路，東側為新市區法院，北側為一學校，占地面積7000m2，總建筑面積45000m2，地面建筑分三部分，主樓為24層通廊式框架高層住宅。南北兩側分別為10層寫字樓及六層住宅樓。設地下室二層，負一層為商用區，負二層為地下車庫?；由疃葹?1-9m南北向有坡度南高北底。

2、以下簡介常用深基坑支護類型

2.1土釘墻支護。

2.2攪拌樁支護。

2.3柱列式灌注樁、排樁支護。

2.4內支撐和錨桿支護。

2.5鋼板樁支護。

2.6地下連續墻支護。

3、施工場現工程地質條件概述

場地土層自上而下依次為：

3.1、人工填土，主要為部分垃圾雜填土，主要由粘性土、碎石、磚塊部分生活垃圾等組成，含硬雜質30%左右，成分復雜，密度程度不均勻，層厚為0.50～0.80m。3.2、第四系淤積淤泥質粉質粘土，灰黃色、呈飽和，軟塑狀態，基本均勻分布，層厚2.00～3.50m。

3.3、砂礫層灰黑色戈壁土，含約10～25%的圓礫與砂的混合物、呈飽和，中密狀態，層厚6.00～8.00m。

3.4、地下水，經勘察，均未遇見地下水。由于砂礫層屬強透水性地層，為確保周邊建筑物正常使用，避免因降雨或排水引起基坑壁沉降而引起坍塌、滑坡事故。

4、支護方案選擇的影響因素

4.1基坑平面的幾何尺寸，開挖深度，防水抗滲要求；

4.2地下工程的類型、特點，建筑物基礎結構及上部結構類型；

4.3場地的工程地質及水文地質條件；

4.4基坑圍護結構所受的土壓力、地面超載等因素；

4.5基坑周邊建筑物、道路、地下管線、市政設施地下水位對基坑施工的特殊要求等；

4.6施工技術、排水方法、施工作業設備、材料等對基坑支護結構的適用性；

4.7根據可行性、安全性、工期、造價進行綜合比較優化選擇圍護結構方案類型。

5、工程現場實際情況

5.1南邊為城市主要道路，地下管網、地下電纜及光纜等管線較多，埋深在-2.0m左右，不能對其造成破壞影響。

5.2東側為法院和一條小區道路及綠化帶。西側距離道路6米，由于場地窄小靠近基坑西側3米處搭建二層臨舍，其它方向無建筑物。

6、設計原則

6.1設計方案是根據建筑基坑總平面圖范圍，場地巖土工程條件，場地周邊環境條件及基坑開挖深度等要求確定。

6.2地面一般附加荷載為q=10～15Kpa，東側原有建筑物離基坑7米，基坑西側3M處是二層臨建，因此基坑四周附加荷載均不超過150Kpa因此基坑四周安全等級為二級，重要系數ro取值為1.00。

7、基坑支護方案選擇

基坑支護的方案類型有放坡、護壁樁、錨桿、噴錨、柱列式灌注樁、排樁支護、內支撐和錨桿支護、鋼板樁支護、地下連續墻支護等，各種方案都有其優點和局限性，因此，選擇合理的方案是保證基坑支護工程質量和施工安全的關鍵。該工程在深入掌握和研究已有工程地質資料和周邊環境條件的基礎上，進行多種方案的分析，論證，根據以上工程現場實際情況及經濟成本等多方因素考慮，最終選擇了既經濟又能滿足工程需要的土釘墻支護方案。

8、基坑開挖預警措施

施工開挖過程中，基坑頂部的側向位移與當時的開挖深度之比，如超過2%-5%數值時，應密切加強觀察并及時對支護采取加固措施。當發現基坑頂位移超標，地面裂縫較大時，土釘墻部分應采用加密土釘或打預應力土釘的方法解決，及時消除隱患。

9、土釘支護工程的施工流程

9.1、此工程基坑壁按80度放坡；當基坑頂面有放坡的余地時，放坡的坡角盡量放緩，錨桿自上而下兩米一排，需設四排間距1500mm，第一層錨桿錨入護壁深度6000mm@1500mm、第二層5000mm@1500mm、第三層4000mm@1500mm、第四層3000mm1500mm

9.2、錨桿成孔施工各技術參數允許偏為：孔深：±50mm，孔徑：±5mm，孔距：±100mm，成孔傾角：±5%。支護要求分層自上而下進行基坑開挖，邊挖邊支護。第一層挖深2.0m，往下每層挖深不超過1.8m，基坑側面留0.10m以便修土坡，坡度為80度。

9.3、施工工藝流程：放線修坡——打入錨桿——注漿——掛鋼筋網——焊接加強筋——噴射砼——養護——測量。當錨桿完成注漿后，在坑壁上掛Φ6.5鋼筋網，網孔200×200，并通過Φ16@1800×1800加強筋與錨桿主筋焊牢，然后噴射砼，噴射作業層分段施工，噴層厚度為100mm，一次噴射厚度為50mm，分兩層噴射。砼標號為C20，及時加強養護，使其強度穩定，不至于出現裂縫。

9.4、施工安全監測

9.4.1、監測內容：水平位移及坡頂沉降，預應力錨桿的預應力監測。在支護施工階段，要每天監測1次，在完成開挖，基坑四壁變形趨于穩定的情況下，可適當減少監測次數，直到支護退出工作為止。

9.4.2、對支護位移的監測，包括水平和垂直沉降，測點設在基坑四周，每邊3個。另外，還特別加強雨天和雨后監測，以及對各種危及支護安全的水害來源進行仔細觀察，發現問題分析原因并及時采取有效措施予以解決。

10、結語

實踐證明，該方案在本工程的實施過程中，成功地解決了深基坑支護問題，確保了施工質量和安全，取得了良好的效益。深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程，施工單位應按先設計、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監測，還要遵循“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現象，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。土釘支護技術能有效調用土體自身的強度和自身的穩定性，是提高巖土工程穩定性和解決復雜巖土工程穩定問題最經濟最有效的方法之一。盡管土釘支護技術從設計計算理論到施工工藝，仍需改進和完善。但伴隨著地區經濟的蓬勃發展，土釘支護技術以其顯著的造價、經濟、施工工藝等方面的優點，在新疆地區開始得到廣泛運用。