高層建筑工程中深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)研究

李明

摘要：常規(guī)的高層建筑工程深基坑支護(hù)加固技術(shù)，主要采用水泥攪拌樁擋墻作為支護(hù)擋板，易受坑內(nèi)水平壓力抵抗作用影響，導(dǎo)致支護(hù)加固點(diǎn)位沉降位移過高，因此需要設(shè)計(jì)一種全新的高層建筑工程深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)。實(shí)例分析結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的高層建筑工程深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)的施工效果較好，各個(gè)加固施工點(diǎn)位的沉降位移滿足施工允許需求，能抵御深基坑支護(hù)壓力，可靠性高，有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高層建筑工程；深基坑；支護(hù)；加固；施工；技術(shù)

0? ?引言

伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)技術(shù)快速發(fā)展，我國的高層建筑工程數(shù)量越來越多[1]。高層建筑工程所需的基坑較深，為了提高施工安全性，需要科學(xué)應(yīng)用深基坑支護(hù)技術(shù)[2]。在進(jìn)行深基坑支護(hù)時(shí)，根據(jù)施工工程的施工環(huán)境選擇不同的支護(hù)方式[3]，利用土層之間的壓力作用降低支護(hù)沉降，有利于保證支護(hù)擋板的穩(wěn)定性，避免支護(hù)壁土變形。

相關(guān)研究表明，目前大多數(shù)深基坑支護(hù)技術(shù)都具備以下3個(gè)特點(diǎn)[4]：其一，深基坑的形式多樣；其二，受施工周期與施工規(guī)模影響，深基坑支護(hù)施工的變動(dòng)規(guī)模較大，經(jīng)常難以保證支護(hù)斜坡的穩(wěn)定性[5]；其三，容易造成深基坑蓄水，限制施工正常進(jìn)行。

在深基坑支護(hù)加固施工過程中，需要首先設(shè)計(jì)一個(gè)合理的支護(hù)方案。其次應(yīng)該根據(jù)高層建筑工程的施工條件，選取合理的支護(hù)形式[6]，包括混合支護(hù)、重力支護(hù)等。除此之外，還要進(jìn)行支護(hù)對(duì)比，選取性價(jià)比相對(duì)較高的支護(hù)形式。待上述步驟完畢后，需要制定合理的施工流程，根據(jù)施工周期確定施工任務(wù)，修整基坑邊緣[8]，最后需要進(jìn)行排水處理，避免積水影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性。

目前大多數(shù)深基坑加固施工技術(shù)均易受坑內(nèi)水平壓力抵抗作用影響，支護(hù)加固點(diǎn)位的沉降位移相對(duì)較高，為了解決上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種全新的支護(hù)加固施工技術(shù)。

1? ?深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1? ?開挖支護(hù)加固土層

1.1.1? ?確定開挖點(diǎn)距離

為了降低深基坑土層的水平沉降應(yīng)力，提高深基坑支護(hù)加固技術(shù)的支護(hù)效果，需要對(duì)支護(hù)加固土層進(jìn)行開挖[9]。根據(jù)規(guī)劃的開挖點(diǎn)，布置水準(zhǔn)基點(diǎn)，其與開挖點(diǎn)的距離d可按公式（1）計(jì)算：

d=da-dc? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

公式（1）中，da代表基點(diǎn)的水平寬度，dc 代表開挖點(diǎn)的水平寬度。

1.1.2? ?確定開挖支護(hù)加固土層標(biāo)高

根據(jù)上述兩點(diǎn)間的位移布設(shè)水準(zhǔn)儀，進(jìn)行聯(lián)合測(cè)定，以確定開挖支護(hù)加固土層標(biāo)高。此時(shí)設(shè)置的高程點(diǎn)計(jì)算如下。

h=Md? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

公式（2）中，M代表聯(lián)測(cè)距離。

1.1.3? ?計(jì)算出標(biāo)高

根據(jù)上述公式計(jì)算出標(biāo)高，以便調(diào)整基坑開挖邊角。此時(shí)的開挖層厚度R可按公式（3）計(jì)算：

R=h√r? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

公式（3）中，r代表基坑表面厚度。

1.1.4? ?開挖作業(yè)要點(diǎn)

根據(jù)預(yù)設(shè)的開挖厚度確定支護(hù)鋼管之間的間距，布設(shè)安全立網(wǎng)。為了保證加固土層的開挖效果，必須在降水支護(hù)時(shí)同時(shí)進(jìn)行開挖，根據(jù)基本原則劃分均衡性開外區(qū)域，避免出現(xiàn)超挖問題。

在土層開挖過程中，需要科學(xué)確定開挖順序，以縮短開挖時(shí)間，提高支護(hù)加固強(qiáng)度。要保證各個(gè)支護(hù)樁的支護(hù)強(qiáng)度符合加固施工標(biāo)準(zhǔn)，且不能與支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞，避免對(duì)原本的深基坑結(jié)構(gòu)造成影響。

為了解決開挖擾動(dòng)問題，可預(yù)先設(shè)置原土層，噴射混凝土，并在基坑內(nèi)壁懸掛鋼筋網(wǎng)，確保開挖后續(xù)滿足實(shí)際需求。開挖后基坑平整度較高，且表面應(yīng)不存在凸起，整體較光滑。

1.2? ?制作支護(hù)加固土釘墻支架

1.2.1? ?支護(hù)加固土釘墻支架的作用

待支護(hù)加固土層開挖完畢后，需要制作加固土釘墻支架。土釘墻支架是由指定規(guī)格的微型樁組成，需要通過測(cè)量確定不同微型樁放置的位置，確保其滿足土釘墻支架的支護(hù)加固需求。

1.2.2? ?制作支護(hù)加固土釘墻支架要點(diǎn)

在加固土釘墻支架制作過程中，需要進(jìn)行清孔處理，進(jìn)行常壓注漿，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)漿處理。加固土釘墻支架如圖1所示。

由圖1可知，土釘墻支架主要根據(jù)應(yīng)力分散原理進(jìn)行支護(hù)加固，不同的支架使用焊接法進(jìn)行連接。在土釘墻支架制作過程中，需要保證其與鋼筋的間距為2m，保證其制作精度滿足深基坑支護(hù)加固施工需求。

待土釘墻支架制作完畢后，需要進(jìn)行鉆孔操作，即保證各個(gè)支架孔洞的直徑滿足實(shí)際深基坑加護(hù)支護(hù)施工需求。

1.2.3? ?土釘墻支架安裝要點(diǎn)

為了提高支架安裝精度，可以使用全站儀進(jìn)行測(cè)量，確定掘進(jìn)點(diǎn)，嚴(yán)格控制土釘墻支架的安裝角度，提高孔洞的支撐深度。

在安裝前，需要在深基坑支護(hù)加固場地進(jìn)行標(biāo)記，降低垂直偏差，然后再向土釘墻插入注漿管，進(jìn)行泥漿護(hù)臂噴射。插管完成后，需要按照自下而上順序進(jìn)行注漿噴射，確保噴射管內(nèi)并無泥漿殘留。

1.3? ?埋設(shè)支護(hù)加固圍護(hù)樁

支護(hù)加固圍護(hù)樁為主要的深基坑加固施工換撐結(jié)構(gòu)，其可以起到強(qiáng)力支持作用，避免回填土對(duì)深基坑支護(hù)造成的影響。本文根據(jù)深基坑支護(hù)受力狀態(tài)，埋設(shè)了有效的支護(hù)加固圍護(hù)樁。支護(hù)加固圍護(hù)樁如圖2所示。

由圖2可知，上述的支護(hù)加固圍護(hù)樁主要由素混凝土組成，與深基坑支護(hù)架共同承載外土壓力。在圍護(hù)樁埋設(shè)前，需要計(jì)算土壓力，調(diào)整加固圍護(hù)樁的埋設(shè)深度，提高圍護(hù)樁的綜合承載力。

2? ?工程實(shí)例分析

2.1? ?工程概況

為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的高層建筑工程深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)的施工效果，本文選取了X研究區(qū)域，進(jìn)行了實(shí)例分析。

已知X工程的高層建筑共30層，包含25層地上結(jié)構(gòu)和5層地下結(jié)構(gòu)，整體建筑面積為65412m2，東側(cè)西側(cè)均存在市政道路。該工程的平面示意圖如圖3所示。結(jié)合X工程的平面示意圖，設(shè)置有效的施工方案，可以進(jìn)行后續(xù)的施工效果分析。

2.2? ?施工操作要點(diǎn)

2.2.1? ?確定深基坑支護(hù)加固施工點(diǎn)位

使用上述設(shè)計(jì)的高層建筑工程中深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)，進(jìn)行支護(hù)加固施工。此時(shí)不同的支護(hù)加固點(diǎn)位存在不同的支護(hù)壓力，該支護(hù)壓力直接影響支護(hù)加固的沉降位移，因此需要在保證每個(gè)支護(hù)點(diǎn)位的參數(shù)可靠性基礎(chǔ)上，挑選不同的深基坑支護(hù)加固施工點(diǎn)位。

這些點(diǎn)位的施工深度分別為0.05m、0.50m、1.50m、2.50m、3.50m、4.50m、5.50m、6.50m、7.50m、8.50m。抽取一個(gè)深基坑支護(hù)加固施工點(diǎn)。該施工點(diǎn)的支護(hù)加固施工如圖4所示。

2.2.2? ?布設(shè)錨桿位置

由圖4可知，在地面下指定位置，本文設(shè)計(jì)的深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)設(shè)置了2個(gè)接近平行的錨桿。這兩個(gè)錨桿屬于平行狀態(tài)，隨著深基坑內(nèi)部的土壓力改變，兩個(gè)錨桿的支護(hù)系數(shù)會(huì)動(dòng)態(tài)發(fā)生改變。錨桿二接近坑底位置，與圍護(hù)樁相連。上述支護(hù)加固點(diǎn)位的整體加固合理，布設(shè)的錨桿位置滿足支護(hù)加固需求。

2.3? ?施工效果分析

2.3.1? ?沉降檢測(cè)儀選取

為了進(jìn)一步研究該施工技術(shù)在高層建筑施工工程中的施工有效性，本文選取了BX-G305型多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀進(jìn)行沉降位移檢測(cè)。BX-G305型多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀的性能良好，敏感度較高，其具有較多的測(cè)量通道，能實(shí)時(shí)進(jìn)行沉降位移檢測(cè)。除此之外，BX-G305型多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀配置了6和數(shù)據(jù)采集通道，含有多功能數(shù)據(jù)處理中心，可以根據(jù)采集深基坑沉降位移數(shù)據(jù)采集結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，有利于降低綜合監(jiān)測(cè)誤差。BX-G305多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀的參數(shù)如表1所示。

由表1可知，BX-G305多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀滿足高層建筑工程深基坑支護(hù)加固沉降位移的檢測(cè)需求，能最大程度上提高測(cè)量效果，保證測(cè)量的可靠性。

2.3.2? ?施工點(diǎn)位的沉降位移分析

選取若干個(gè)深基坑支護(hù)加固施工點(diǎn)位，分別使用BX-G305型多功能沉降數(shù)據(jù)檢測(cè)儀，測(cè)量不同深基坑支護(hù)加固施工點(diǎn)位的沉降位移，施工效果如表2所示。

由表2可知，本文設(shè)計(jì)的高層建筑深基坑支護(hù)加固施工技術(shù)的施工效果較好，滿足施工允許沉降位移需求，具有可靠性，有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3? ?結(jié)束語

綜上所述，在建筑技術(shù)飛速發(fā)展背景下，我國的高層建筑數(shù)量越來越多，隨之而來的深基坑支護(hù)問題也逐漸凸顯。常規(guī)的高層建筑工程深基坑支護(hù)加固技術(shù)，主要采用水泥攪拌樁擋墻作為支護(hù)擋板，易受坑內(nèi)水平壓力抵抗作用影響，導(dǎo)致支護(hù)加固點(diǎn)位沉降位移過高。

本文結(jié)合目前高層建筑的深基坑支護(hù)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種全新的深基坑支護(hù)加固技術(shù)。結(jié)合進(jìn)行實(shí)例分析，研究結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的支護(hù)加固施工技術(shù)的施工效果較好，具有可靠性，有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉強(qiáng)，王燕忠，胡立軍.深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑工程中

的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2023（12）：92-94.

[2] 謝全敏，丁猛威，譚斌等.基于直覺模糊-VIKOR理論的深

基坑支護(hù)方案優(yōu)化方法及應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，

45（1）：71-79.

[3] 涂超.建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)及施工要點(diǎn)探討：以某

靠近河流的建筑工程為例[J].房地產(chǎn)世界，2022（24）：146-148.

[4] 李世翠，何震華，王立鵬.基于有限元理論的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

優(yōu)化：以汕頭市中心醫(yī)院為例[J].建筑結(jié)構(gòu)，2022，52（S2）：

2351-2355.

[5] 王毅，盧嘉琦，顧雨程.方案設(shè)計(jì)階段基坑支護(hù)方案經(jīng)濟(jì)比

選要點(diǎn)：以上海臨港地區(qū)某基坑支護(hù)工程為例[J].工程造價(jià)

管理，2022（5）：97-102.

[6] 任棟杰.近距離車輛荷載作用下的基坑支護(hù)變形研究：以蘇

州市某房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目基坑工程為例[J].房地產(chǎn)世界，2022

（14）：21-24.

[7] 江婷婷，姚傳勤，童張俊.基于博弈論：可拓理論的地鐵車

站深基坑施工安全評(píng)價(jià)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，20（1）：

103-110.

[8] 張前進(jìn)，孫亮，畢海鵬，等.基于GMM的深基坑圍護(hù)墻水

平位移與深基坑-隧道開挖全過程分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2022，

52（S2）：2267-2273.

[9] 諸亞珺.基于大直徑高壓旋噴樁施工技術(shù)的深基坑防滲方

法研究：以某地塊工程項(xiàng)目為例[J].建設(shè)科技，2022（16）：

110-112.