高層建筑深基坑的支護(hù)設(shè)計和施工

摘要：高層建筑的穩(wěn)定、安全以及持久性與深基坑施工過程是否安全可靠聯(lián)系密切。因此，相關(guān)技術(shù)人員需要從深基坑的支護(hù)設(shè)計與施工這兩方面著手，深刻理解高層深基坑的支護(hù)工程程序，保證施工工程的質(zhì)量水平。本文著重分析其支護(hù)設(shè)計與施工注意事項，系統(tǒng)的研究建筑深基坑中支護(hù)設(shè)計以及施工控制的具體措施。

關(guān)鍵詞：施工;高層建筑;深基坑;支護(hù)設(shè)計;控制

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平顯著提高，不少城鎮(zhèn)在建設(shè)過程中不斷涌現(xiàn)了高層以及超高層建筑，深基坑工程的范圍逐年擴(kuò)大。這種建筑深基坑的設(shè)計方式能夠?qū)⑼恋刭Y源得以充分利用。同時，建筑物過于密集、基坑過深以及附近過于復(fù)雜地下設(shè)施，深基坑逐步代替了傳統(tǒng)的放坡開挖基坑技術(shù)，很難滿足當(dāng)今城鎮(zhèn)建設(shè)的需求。因此，高層建筑深基坑的施工以及支護(hù)設(shè)計引起了相關(guān)技術(shù)人員的重視。

一、高層建筑深基坑的支護(hù)設(shè)計原則與設(shè)計方法、內(nèi)容

（一）高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計原則

我國高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計原則主要有三方面，分別是經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠以及施工便利。首先，經(jīng)濟(jì)合理主要體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)、工程造價以及施工期等多個方面，分析并比較這些方面的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，再確定比較有優(yōu)勢的方案而逐步實施。其次，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性以及可靠性是施工的前提，其可靠與安全主要體現(xiàn)在建筑深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計需要滿足穩(wěn)定、變形和強度的要求，以保證高層建筑深基坑施工和附近環(huán)境的安全。

（二）高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計方法與內(nèi)容

1、高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計方法

高層建筑深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計極限狀態(tài)主要分為承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)。前者主要是應(yīng)對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計已經(jīng)達(dá)到承載能力的最大限度或者深基坑底明顯失穩(wěn)、管涌直接導(dǎo)致支護(hù)或者土體結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞、支護(hù)樁墻錨桿抗拔已經(jīng)失效、支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐壓屈失穩(wěn)等情況;后者主要是應(yīng)對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的表層已經(jīng)出現(xiàn)損壞、深基坑附近環(huán)境的平衡狀態(tài)，同時也產(chǎn)生很多不良的影響（例如引起附近相鄰的建筑物出現(xiàn)開裂、傾斜;道路開裂、沉降;附近地下管線沉降變形開裂等多個現(xiàn)象）。

2、高層建筑深基坑支護(hù)設(shè)計內(nèi)容

依據(jù)相關(guān)高層建筑深基坑承載力的極限狀態(tài)以及正常使用的極限狀態(tài)要求，深基坑支護(hù)的設(shè)計應(yīng)該包含五個方面的內(nèi)容：①深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定、強度以及變形計算和基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性驗算;②比較深基坑支護(hù)體系的設(shè)計方案選型和經(jīng)濟(jì)技術(shù);③基坑止水或者圍護(hù)墻的抗?jié)B設(shè)計、降水帷幕設(shè)計;④符合相關(guān)基坑開挖的具體施工方法中的可實施性以及基坑施工中相關(guān)監(jiān)測需求;⑤地下水變化和基坑開挖引起的其內(nèi)外土層的變形以及其對鄰近建筑物、周邊環(huán)境與基礎(chǔ)樁的影響。

二、高層建筑深基坑的支護(hù)設(shè)計和施工控制的有效措施

工程項目實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是施工階段，相關(guān)建設(shè)施工單位的工程管理者應(yīng)該依據(jù)當(dāng)?shù)厮臍夂驐l件以及地質(zhì)勘探的資料，并將當(dāng)?shù)厣罨庸こ叹唧w的施工經(jīng)驗、條件相互結(jié)合在一起，最終確定高層建筑深基坑工程的主要項目。同時，要求工程施工企業(yè)應(yīng)及時制定相關(guān)施工設(shè)計方案，并經(jīng)過監(jiān)理機構(gòu)審核后開始實施，在施工前也應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案，以防突發(fā)事件的發(fā)生。

（一）加強突發(fā)事件的防范，制定應(yīng)急方案

由于高層建筑施工具有施工周期長、投資成本大、工作人員多的特點，極易在施工中發(fā)生難以預(yù)料的事件。因此，針對施工，應(yīng)該充分做好應(yīng)對突發(fā)事件（妨礙止水帷幕施工、坑內(nèi)流沙、局部裂縫、異常的氣象、開挖土方、降水、打樁等）的相關(guān)準(zhǔn)備。一旦發(fā)生事件，需要及時啟動事先準(zhǔn)備好的應(yīng)急預(yù)案，同時與設(shè)計、監(jiān)理、施工勘察等多個單位共同研討解決措施。

（二）深基坑周圍土體止水效果的控制

阻礙深基坑支護(hù)的主要因素是水，尤其針對地下水位較高的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)重視地下水，以防其對深基坑工程施工造成危險。這類止水帷幕在施工的時候，需要注意兩個方面：①確保樁的密實度和搭接長度，避免出現(xiàn)蜂窩、樁頭開叉以及空洞等現(xiàn)象，同時，不能隨意在高層建筑深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)上端進(jìn)行開口，則會嚴(yán)重影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，還會破壞止水帷幕的結(jié)構(gòu)，發(fā)生地下水滲入現(xiàn)象;②確保深基坑的樁體質(zhì)量水平以及確定科學(xué)、合理的水泥漿摻加量，以確保深基坑樁體攪拌均勻、樁長并達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計深度，以免樁頭發(fā)生攪而無漿的狀況，尤其是對于土層情況變異大的地方，很容易由于不易控制攪拌樁的樁徑，以致發(fā)生止水失效情況。

（三）監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工程

所觀測的結(jié)果需要真實地反映所監(jiān)測目標(biāo)的動態(tài)趨勢，同時繪出變化曲線圖，用來傳遞險情前兆信息，以致及時找出險情發(fā)生的必要條件，例如地下設(shè)施、支護(hù)結(jié)構(gòu)、臨近建筑物等，并結(jié)合開挖施工、地下水變化等誘發(fā)條件，再依據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性所得出的計算結(jié)果進(jìn)行合理的決策，從而將險情排除。當(dāng)開挖基坑比較深的時候，需要符合相關(guān)測試支撐的內(nèi)應(yīng)力，一旦應(yīng)力值達(dá)到設(shè)計值的"90%或者變形達(dá)到10mm左右的時候，應(yīng)該有效的防范措施以應(yīng)對險情，另外要注意監(jiān)測點的保護(hù)。

（四）高層建筑深基坑的施工以及處理措施

①深基坑施工工程十分復(fù)雜且系統(tǒng)化，主要有擋土、圍護(hù)、挖土、防水等多個環(huán)節(jié)，需要嚴(yán)格的制定組織設(shè)計，并遵守其規(guī)程和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。比如，當(dāng)確定好相關(guān)土方開挖方案的時候，應(yīng)該進(jìn)一步分析附近建筑物、地下設(shè)施情況等多種信息，結(jié)合研究人員勘察地質(zhì)的報告進(jìn)行討論。針對特殊的土質(zhì)需要精心安排施工，尤其是膨脹土地區(qū)最好不要在雨季進(jìn)行挖土措施，同時，一些軟土地區(qū)進(jìn)行分層開挖的深度不能太大。一旦挖土高差過大或者其工程進(jìn)度過快，很容易改變土體原本平衡的狀態(tài)，從而大幅度減小土體抗剪的強度，繼而使土體出現(xiàn)水平方向的滑移，以致發(fā)生坍塌事故。②高層建筑深基坑中的止水控制能對工程施工造成嚴(yán)重的影響。需要加強防、排及降水方面的止水方案。從而有效避免附近高層建筑基坑水土流失，導(dǎo)致建筑物不均而發(fā)生沉陷、坑底流沙等多個問題，以致工期延長。同時，在高水位地區(qū)艙主要選用止水帷幕的止水方式，采用高壓噴射注漿法、粉噴深層攪拌法、漿噴深層攪拌法、以及壓力注漿法等處理措施。

結(jié)束語

總而言之，在高層建筑的深基坑施工工程中，應(yīng)該因地制宜，合理選擇正確的基坑圍護(hù)方案，重視深基坑的支護(hù)優(yōu)化設(shè)計，依據(jù)基坑附近的環(huán)境特點，合理施工。

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