高層建筑深基坑支護方式的分析

馮周飛

（廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊　廣西　柳州　545006）

高層建筑深基坑支護方式的分析

馮周飛

（廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊廣西柳州545006）

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展及城市用地的日益緊張，高層建筑已經(jīng)成為當(dāng)前城市的一種主要建筑類型。在這樣的情況下，要對高層建筑深基坑開挖的安全性及可靠性形成保障，就應(yīng)對深基坑的支護方式進行科學(xué)合理的設(shè)計。不同的支護方式對于深基坑開挖的影響也各不相同，本文特對常用的幾種深基坑支護方式進行了分析，僅供參考，歡迎批評指正。

高層建筑；深基坑；支護方式

引言

大量相關(guān)工程實踐表明，與低層建筑相比，高層建筑在縮減建筑用地、提高社會經(jīng)濟效益方面具有著更為明顯的優(yōu)勢。但高層建筑同時也存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工工序較多、施工難度較大、施工工期較長等特點，這便向結(jié)構(gòu)設(shè)計的專業(yè)性及安全性提出了更高的要求[1]。隨著當(dāng)前高層建筑對于基礎(chǔ)要求的日益增高，對于深基坑的支護要求也逐漸越來越高，本文特對主要的幾種支護方式做出了研究，現(xiàn)總結(jié)如下。

1　高層建筑中深基坑支護的常用技術(shù)

1.1鋼板樁支護

鋼板樁主要是由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼所制成，將這種鋼板樁進行相互連接后，便可形成鋼板樁墻。擋水與擋土是鋼板樁墻的主要應(yīng)用范圍，鋼板樁常用的截面形式多為Z型、U型及直腹板型[2]。鋼板樁基于其施工工藝相對簡單的特點，在高層建筑深基坑中得到了較為廣泛的應(yīng)用。但同時鋼板樁也存在著噪聲較大、振動較強的弊端，應(yīng)用的過程中可對施工場地周圍環(huán)境造成較大影響，或可導(dǎo)致臨近地基產(chǎn)生變形現(xiàn)象，因此不宜在人口聚集或建筑物較多的地方應(yīng)用。

1.2地下連續(xù)墻支護

基于地下連續(xù)墻止水防滲能力較強、整體剛度較大的特性，在地下水位以下的砂土及軟粘土等多種地層條件及復(fù)雜的施工環(huán)境中較為適用，尤其在基坑地面以下有深層軟土的情況下，地下連續(xù)墻可將墻體插入較深的地方，具有較高的應(yīng)用價值。對于深度大于10m或?qū)Νh(huán)境保護要求較高的工程，地下連續(xù)墻可作為主要的支護方案進行考慮。

1.3深層攪拌支護

深層攪拌支護主要將水泥作為固化劑，通過機械攪拌來對固化劑與軟土劑進行強制拌合，隨著軟土劑與固化劑的逐漸硬化，便將形成具有穩(wěn)定性、整體性及一定強度的水泥土擋墻。在粉土、粘土、素填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土等土層，深層攪拌支護可作為一種有效的支護結(jié)構(gòu)，且基坑開挖深度應(yīng)以不超過6cm為基準(zhǔn)[3]。

1.4排樁支護

排樁支護是一種以柱列式間隔布置鋼筋混凝土鉆孔、挖孔灌注樁為主的一種支護形式。柱列式間隔布置形式可表現(xiàn)為樁與樁相切的密排布置形式，或樁與樁之間具有一定凈距的疏排布置形式。柱列式灌注樁作為一種擋土圍護結(jié)構(gòu)，其具有著較好的剛度，但同時也需要通過樁頂澆筑較大截面的鋼筋混凝土帽梁來對各樁進行聯(lián)系。排樁支護的原理在于可通過樁間或樁背的高壓注漿來對攪拌樁、旋噴樁進行設(shè)置，或采用在樁后構(gòu)筑防水帷幕等措施來促使夾帶土體顆粒的地下水由樁間孔隙向坑內(nèi)滲入[4]。機械鉆孔與人工挖孔均可用于灌注樁，無需利用大型機械進行操作，具有著施工較為簡單的優(yōu)勢，且在震動、噪音及擠壓周圍土體方面造成的危害相對較小，成本相對低廉。

1.5土釘墻支護

土釘墻支護作為一種新型擋土技術(shù)，基于其經(jīng)濟、可靠、便捷的優(yōu)勢，在當(dāng)前開挖土體與穩(wěn)定邊坡中得到了較為廣泛的應(yīng)用。土釘屬于一種細長桿件，多用于對現(xiàn)場原位土體進行加固，制作方法為將其放入變形鋼筋后沿孔全長注漿，并對其與土體間的摩擦力或粘結(jié)力進行利用，在土體產(chǎn)生變形的狀態(tài)下承受拉力。噴射混凝土面層、密集的土釘群及被加固的土體均屬于其支護體系，在隨挖隨支的工藝影響下，土體強度可得到有效的維持，對于減少土體的擾動有著重要的意義。進行土釘墻支護時，其位移曲線大致如圖1所示。

圖1　土釘墻位移曲線

2　工程實例分析

2.1工程概況

以某一高層小區(qū)的深基坑開挖工程為例，該小區(qū)位于南區(qū)A1～A2高層，占地面積約為3676m2，總高為49.45m，共分為地下1層與地上15層，基坑開挖參數(shù)如下：平面尺寸約190m×50m；開挖深度為4.7m。該工程東臨小河，西臨城市污水管，南北兩側(cè)各為城市道路，其場地土的基本物理性質(zhì)詳情見表1。

2.2工程處理方法

根據(jù)該工程的實際情況，對其進行深基坑開發(fā)的具體步驟大致可概述如下：①邊坡的處理。a.邊坡卸載。在進行邊坡處理時，首先應(yīng)對土釘墻的穩(wěn)定性及周邊環(huán)境的安全進行嚴(yán)密考量，將臨近人行道旁的部分土進行卸載，一方面可以減輕主動土壓力對土釘墻所產(chǎn)生的作用，另一方面可使地下的給水管與通信光纜得以充分暴露，以便于對其有否變形進行密切觀察，最后，還可加固一道錨桿，以對卸土邊坡的安全形成保障；b.對東側(cè)小河的擋墻進行拆除；c.對西側(cè)的污水管道進行暫時改道處理，直至主體結(jié)構(gòu)完工后再將其恢復(fù)；d.為使南側(cè)邊坡坡度變緩，可對其進行部分卸土。②基礎(chǔ)處理。a.換土處理。將原有的淤泥質(zhì)土以1：3的砂石進行換填，A1基坑、A2基坑分別換填1.5m、1.8m，將砂石進行換填后，再加入20cm的級配石，以確保送樁機進場時樁頭不受到破壞，使地基承載力得以增加；b.靜載送樁。對每棵樁實施加載操作，直至120t。在加至120t前，如送樁量>300mm，即可判定為斷樁，無需繼續(xù)加載，如>300mm或<300mm，可進行連續(xù)5min的靜載，如出現(xiàn)較大沉降可繼續(xù)進行20min的靜載，仍未穩(wěn)定即可判定為斷樁；c.補樁。對被判定為斷樁的部位及水平位移相對較大的部位進行補樁時，可將14m+14m的預(yù)應(yīng)力樁作為所補樁，即在每4棵樁中進行1棵預(yù)應(yīng)力樁的補樁，其中A1基坑補樁18棵，A2基坑補樁27棵。

表1　場地土的物理性質(zhì)

2.3處理效果

（1）實施卸土操作后，護壁變形程度相對減輕，邊坡的變形程度未超出安全范圍，與實際施工要求相符。

（2）實施送樁操作的過程中，樁的擠壓力度相對減輕，土體未受到過大擠壓，未出現(xiàn)隆起現(xiàn)象。

（3）實施送樁操作后，樁體未出現(xiàn)上拔現(xiàn)象，且每棵樁堆載均可達到120t，最大沉降量為18mm，其承載力與實際設(shè)計要求相符。

3　結(jié)束語

綜上所述，深基坑的支護技術(shù)作為高層建筑施工的重要環(huán)節(jié)，可對高層建筑下部基礎(chǔ)的質(zhì)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此，在進行深基坑支護方式的選擇時，便應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合周邊環(huán)境、場地條件等多種相關(guān)因素進行考量，選擇適當(dāng)?shù)姆桨高M行支護，實現(xiàn)工程安全性的最大化。

[1]周軍，盧飛.某高層建筑的基坑支護方式探討[J].建筑與文化，2013（10）：371～372.

[2]候磊.試論高層建筑深基坑支護施工技術(shù)[J].科學(xué)與財富，2014（04）：399.

[3]李益斌.高層建筑主體結(jié)構(gòu)與深基坑支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計[J].城市地理，2014（24）：055～056.

[4]李險峰.鉆孔咬合樁在環(huán)形深基坑保護高層建筑物中的應(yīng)用[J].工程與建設(shè)，2014（03）：394～396.

TU753

A

1673-0038（2015）43-0043-02

2015-10-11

馮周飛（1989-），男，海南樂東人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)方面的工作。