探討高層建筑工程深基坑支護施工技術

亓榮集

（山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032）

1 高層建筑深基坑支護施工規范要求

深基坑支護是在施工現場臨時進行搭建的地基，對于高層建筑建設的前期很重要，使能夠輔助建設基坑，合理建設地下管線。高層建筑建設的深基坑普遍控制在6m 深，基坑建設的必須要符合規范的建設標準。依據地下結構的實際情況做好安全防護，注意周圍的損壞問題，能夠確保后續工程建設工藝順利進行，確保高層項目建設的實效性。對于大型較復雜的高層建筑來說，進行深基坑的標準更高，必須要確定好實施要求[1]。按照高層建筑的實際施工面積對深度進行確認，對前期進行充分調查設計，且以節約土地資源為前提，規范設計深基坑。需要依據不同區域的實際地質，采取相適宜的深基坑支護作業方案。在進行深基坑開挖的前期，要對巖土的性質進行重點分析，分析其土質是否均勻，是否符合基坑穩定施工的規范標準。施工人員必須要對建筑周邊環境做好調查分析，評估存在的風險，對可能產生的影響進行判斷。高層建筑建設的周邊條件復雜[2]，包括給水管線、地下管線、排水管線、雨水管線、通信管線、新修舊改等，促使施工的不確定性比例較大，風險性提升。在進行深基坑施工時，必須結合周邊實況做好加固，評估地基震動、季節變化、溫度等情況，根據深基坑作業的隨機性以及時間，規劃支護標準的作業方案，確保地基建設的穩固性，提升整體建設質量。

2 影響深基坑支護形式選擇的因素

2.1 地下水因素

地下水源是建筑工程施工前需要重點考察的因素，與深基坑施工的安全性密切相關。在特定的施工運行階段，基坑可能會導致地下水的基礎條件發生變化，若水源完全流向基坑方向，基坑的整體質量則會相應降低。地下水的無序滲流必然會對基坑壁的穩定性產生不利的影響，又因砂層的滲透能力較強，極有可能造成地下水涌出。另外，一旦砂層中的壓強較砂石的滲漏承載負荷大，就會產生泥石化現象。

2.2 土體因素

基坑支護施工技術的意義在于保障建筑工程周圍建筑的安全。從建筑學理論的角度上看，不論施工技術優越與否，均無法避免對整體環境造成程度不一的破壞性影響，其中以土體強度的變化較為常見。深基坑支護施工過程中，周圍土體出現變形的情況并不少見，故在選擇深基坑支護形式時需要全面分析和管控建設行為對土體的影響，并采取合理的支護施工技術，有效預防建筑工程周圍的土體發生變形。

2.3 安全監測因素

任何涉及基坑工程的安全問題，均與施工不規范密切相關。對基坑支護進行標準化的監測，一方面可以保證工程設計工作的科學性，另一方面可以有效地預防工程突發事件的發生。基坑支護安全監控技術的核心，是指在實際施工過程中，嚴格按照機械設備的使用說明進行操作，并動態化監控基坑施工的各個環節。結合前期基坑作業階段的監測成果，獲得大量與地質體相關的屬性數據以及空間數據，將所得數據輸入計算機，建立數據庫，高效進行對比勘察、規劃，評估初步規劃的成果，有助于判斷深基坑施工方案的科學性。

3 高層建筑深基坑支護施工

3.1 深基坑支護排樁施工

針對工程項目，選用反循環機械鉆孔灌注樁作為深基坑中的支護排樁結構，共設置522 根樁結構。樁結構規格為φ1000mm，樁與樁之間的距離為1325mm，每根樁凈長20m，采用強度等級為C30 的混凝土材料制作而成。在對上述樁結構進行施工時，選用工程鉆機進行鉆進施工，在完成成孔施工后，按照鋼筋籠安裝→下導管→反循環二次清孔→灌注混凝土的順序完成施工。根據不同的地質條件，選用不同的鉆頭，可以達到事半功倍的效果，而且不容易發生質量安全事故。針對上述項目，擬使用圓錐形的翼形合金鉆具。鉆頭直徑按照樁徑來確定，在巖層上的樁徑一定要達到要求，但也要防止出現砂層擴大的情況。鉆孔作業時用鉆頭的中心交叉點與枕木軌道交叉的交叉點對準，在作業中應保證誤差不超過5mm。鉆桿的垂直度誤差不得超過1%，而水平度則由水平尺測量，誤差同樣不得超過1%。在完成成孔施工后，制作鋼筋籠并完成其安裝。將鋼筋按照300 個接頭為一批，制作成一組焊接構件。鋼筋籠的制造采用焊接技術，所用的焊條必須具有生產許可證和質量保證，并且焊條的類型要符合要求。在焊接過程中，一定要調節好焊接電流，否則會產生過焊現象，電流太小會造成虛焊，而且要保證單邊焊的直徑不小于10 倍。在完成鋼筋籠的安裝后，進行混凝土灌注施工。采用規格為φ250 的導管，要求其管壁不得小于3mm，采用絲扣方式進行連接，每根導管的長度應當控制在3.0～3.2m。采用C30 商品混凝土，含沙量應在40%左右，細集料是中等粗砂，粗集料直徑不超過40mm。另外，在商品混凝土灌注前，還要測試坍落度，控制在200mm 以內。

3.2 土層錨桿基礎支護的技術

在土層錨桿基礎支護技術實施的具體過程中，不可以違背錨桿作業的規范要求，要運用適宜的鉆取設備開展鉆探施工。需要作業人員鉆探前期明確好鉆機的固定位置，才能夠準確的進行泥漿注入，要防護好鉆孔具體穿線位置，然后再做好補漿作業。切記作業的具體中，不可以忽略上鎖的工作，做好安全防護，確保施工實施穩固作業，并根據標桿的實際位置做好分析，選擇科學的技術方案，精確進行測量，控制好錨桿的范圍以及角度。必須要由專業人員按照標準要求，對懸空深度進行適當調整，對作業工序嚴格進行管控，當有障礙物產生后，需要及時停止作業，并做好清掃工作，將障礙物清除干凈。選配專業技術人才時，必須符合支護施工技術要求，對材料質量進行嚴格的監督管理，以達到打孔灌漿施工的基本需要。需采用適宜的攪拌灌注方法，控制好具體的灌注速度，需要保持均勻性，才能夠提高灌注安全質量。

3.3 土釘墻支護施工

作為土釘墻支護的核心，增固墻體能夠有效增加混凝土的面層厚度。高層建筑工程深基坑施工作業過程中，施工人員務必深入探究土體和土釘之間互為牽制的機制，對可能引起土體變形的風險因素予以管控。深基坑作業期間，施工人員要在技術人員的指導下進行土釘撥拉試驗，確定鉆孔深度適宜，再鉆孔、注漿，注漿期間嚴格管控水灰比，保證泥漿凝結后能夠與土體有效相融，充分發揮深基坑結構的支撐作用。土釘墻支護施工工藝流程為：周邊放樣→土層開挖→修坡面層→支護內部排水系統施工→初噴混凝土→土釘制作及成孔→安裝土釘、注漿、焊連接件→編制鋼筋網→復噴混凝土面層→地表排水、基坑排水系統施工。周邊放樣作業前，需要根據土釘墻的實際施工方案提前進行放樣調控，盡可能避免出現偏差，一旦發現偏差，及時開展專項探究。土層開挖作業過程中，技術人員需要把控開挖的深度與施工設計方案的要求一致。支護內部排水系統施工前，首先需要根據設計圖紙、基坑上下口線之間的距離要求，對積水溝、積水坑開展開挖作業，如地下水位低、底層松軟，可借助微型栓組成超前支護；如地下水位高，則可通過增加隔滲帷幕的方法進行施工。土釘制作及成孔要進行精確測量，使土釘規格規范化，并對深基坑進行實地勘察，選擇孔徑一致，且有質量保證的土釘。土釘打入前，確定入釘位置的精確性，打入時注意角度，然后根據施工要求開展注漿、焊連接件作業。與此同時，土釘錨管注漿時，注漿管應插至孔底，有序注入，拔管操作需要與注入同步進行，采取口部高壓注漿，然后予以封孔操作。進行編制鋼筋網時，施工人員需要在技術人員的指導下綁扎或點焊雙向鋼筋網，控制鋼筋網的誤差≤20mm，由此保證土釘墻支護施工的整體質量。

3.4 水泥攪拌樁支護施工

在水泥攪拌樁施工時，采用三軸水泥攪拌樁，其樁徑為750mm，兩個樁之間的距離為500mm，樁底部進入強風化巖厚度不得小于0.5m。在施工過程中，可采用套接-孔法施工方式，如圖1 所示。按照圖1 的順序進行施工。再采用挖土機進行開挖溝槽施工，每條溝的寬度和深度均為1.2m，按樁位中心線確定。為了便于打樁，其余的都要搬到合適的地方。施工現場的樁機要統一安排，在施工之前要注意周圍環境，發現有障礙要立即清理；在完成移動后，要對位置進行檢查，如果誤差超過50mm，則要及時校正。樁機的水平、豎直度應在相應的標準下進行檢查。

圖1 套接-孔法施工順序

3.5 混凝土灌注樁

混凝土灌注樁是指在施工現場利用成孔機械或人工成孔，下鋼筋籠后灌注混凝土的基樁，具有強化地基、加固基層、優化承載能力的作用。混凝土灌注樁施工工藝流程如下：施工平臺整平→測量、放線、定樁位→漿池及漿溝開挖→護筒埋設→鉆機就位、孔位校正→成孔→清除孔底沉渣及廢漿→清孔換漿→成孔質量檢查驗收→吊放鋼筋籠和鋼導管→澆筑孔內混凝土→成樁。正式施工前，需要對鄰近建筑物、構筑物的位置、距離及地質條件等進行實地勘察，繪制施工場地的剖面圖。鉆孔作業完畢后，需對孔洞的深度、孔徑及位置進行檢驗，確保其符合要求。采用水下混凝土灌注時，混凝土中適當減少緩凝劑，以延長混凝土的初凝時間，提高其和易性。鋼筋籠入孔通常使用吊車，對于小口徑樁，可選用鉆機鉆架、灌注塔架。此外，下鋼筋籠要對準孔位中心，使其緩慢、順直下放，待其就位后即刻使用鋼絲繩固定，安放導管、清空及灌注混凝土等施工環節期間避免碰撞孔壁，以防止位移。

4 高層建筑工程深基坑支護施工管理措施

4.1 加強對深基坑支護中變形的觀測

施工過程中必須由專業人員對土體變形、深基坑變形及時觀察，實時監控相關信息才能夠給工程師科學的數據參數，使相關人員能夠設計出具有科學性挖掘支撐方案。當有計算出數值無法和工地的實際參數相符合時，必須要有專業人員按照實際需求進行正確修正[3]，以保證能夠與工地數值不相沖突。相關人員在檢測變形數據的具體中，必須要依據設計方案內容做好測量，提高測量值的精準性，并及時向施工單位反饋測量值。一旦產生變形問題，建設單位應及時進行補救[4]。一旦發生嚴重變形以及滑移，施工單位要及時安排專人勘察現場，查找問題的主要根源，運用有效途徑進行妥善處理。圖2 為建筑深基坑支護中變形的觀測。

4.2 積極引進最新的支護結構計算方法

當前深基坑支護技術新思路以及新舉措相對較多，需要與各種支護方式進行有機合理的結合，需要相關人員不斷地引進新的支護結構計算方法[5]，才能夠確保邊坡支護結構的穩固性，且需要銜接好短期輔助支護結構和長期支護結構，才能夠不斷的提高支護結構相關數據的精準性。

4.3 嚴格落實施工技術監管內容，確保施工質量安全

現場施工人員要嚴格監管工地，一方面，要健全建設組織，根據技術監督規范，進行管控，構建科學技術管理體系。一定要嚴格管控施工現場的工藝流程，定期進行管理，預防二次出現潛在問題。施工單位可以進行相應的技術培訓活動，讓參訓的人員對深基坑支護施工關鍵工藝有清晰的認識。另一方面，監理單位要發揮自身的作用，對施工現場的作業工序進行科學管理。若作業人員不按照規范進行作業，一定要嚴肅處理。另外，建設單位必須狠抓質量管理。如根據質量驗收管理制度要求，對深基坑支護施工中出現的質量問題，可反復檢查，保證精細化管理落到實處。

5 結語

隨著工程方施工技術水平的持續提升、居民群體安全意識的不斷提高以及建筑行業的發展，我國在基礎工程建設施工方面取得了巨大成就，相關研究成果不僅帶動了建筑業發展模式的轉變，同時也為未來經濟發展提供了良好基礎設施條件。隨著高層建筑的發展，早期未關注到的工程質量問題逐步受到重視，包括施工中混凝土基坑結構裂縫、滲漏問題等。針對此方面問題，施工方需要結合工程實際，采取有效的措施對工程病害進行預防。對于深基坑支護技術應用而言，工程方首先要提高對建筑物的保護意識，完善對項目安全的管理制度。并且要有專業人員對深基坑支護施工技術等方面進行正確的分析和研究，在具體實踐中也要充分發揮專業人員的作用，保證施工后投入使用的建筑可以達到國家質量驗收規范要求。