浅析高层建筑中基坑工程支护技术

浅析高层建筑中基坑工程支护技术
孙威
摘  要：基坑工程在国外建筑工程领域被称为“深开挖工程”，是一个非常形象的说法。在高层建筑工程中，基坑工程支护技术获得了非常广泛地应用。针对高层建筑工程的特点，对其基坑工程支护技术的相关问题进行了简单的介绍，重点阐述了基坑工程支护技术施工环节的相关事项。
关键词：高层建筑；基坑工程支护技术；

在城市化进程不断加速的今天，基坑工程支护技术已经成为了工程技术人员研究的重点。尤其是城市中的高层建筑工程，其基坑工程因为通常都位于建筑密集区、地下管道与地下隧道较多的地区，由于周围环境环境特殊复杂，其施工施工难度和施工复杂性可想而知。因此，其施工不仅要经过事先的论证，还要还要严格按照相关的技术规范和安全施工章程来展开，否则不但容易威胁基坑自身的安全可靠性，还会给附近建筑的安全可靠性埋下隐患。同时，需要我们注意的是，基坑工程在开挖过程中虽然是严格按照相关技术参数来进行的，但是实际过程中，其支护结构出现位移以及基坑土体的变形，所以研究高层建筑中基坑工程支护技术，做好事先和事后的处理工作非常重要。

1.基坑支护结构的主要类型
当前建筑高层化的趋势越来越明显，深基坑支护技术在得到了广泛应用的同时，也受到了相关部门越来越多的关注。基坑支护技术依照计算受力性质的不同，可以将其分为重力式、支撑式与悬臂式。在多次的工程实践中，不同的基坑支护结构类型都有了特定的使用范围，其范围一般根据施工场地的地质条件和基坑深度来具体确定。
土钉墙工艺与泥土搅拌桩在我国经常应用于深度≤5m以内的基坑支护技术施工中，尤其是土钉墙工艺也常常应用于≤10m以内的基坑支护技术施工中，但土质比较好时，甚至也常常应用≤15m以内的基坑支护技术施工中。土钉墙工艺较多地应用于可以疏干降低地下水位或者地下水位较低的施工区域；泥土搅拌桩技术的优点就是不仅可以挡土或者挡水，其布置型式：实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩，既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。
对于5-10m深软土基坑，常采用钻(冲、挖)孔桩、沉管灌注桩或钢筋混凝土预制桩等，并可作各种布置，如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时亦用钢板桩或H型钢桩。当基坑深度大于10m时，可考虑采用地下连续墙，或SMW工法连续墙，并根据需要设置支撑或锚杆。遇特殊结构物(如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等)则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。

2.基坑工程支护技术的特点
随着城市建设中高层、超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多，特别是上世纪年代以来，基坑工程问题已经成为我国建筑工程界的热点问题之一。基坑工程数量、规模、分布急剧增加，主要特点如下：
2.1基坑工程是与众多因素相关的综合技术，如场地勘察，基坑设计、施工、监测，现场管理，相邻场地施工的相互影响等。
2.2建筑趋向高层化，基坑工程正向大深度、大面积方向发展，有的长度和宽度多达百余米，给支撑系统带来较大的难度。
2.3随着旧城改造的推进，基坑工程经常在已建或在建的、密集的或紧靠重要市政设施的建筑群中施工，场地狭窄，邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，不能放坡开挖，对基坑稳定和位移控制的要求很严。相邻场地的基坑施工，其打桩、降水、挖土等各施工环节都会产生相互影响与制约，增加协调工作的难度。
2.4工程地质条件越来越差，城市建设不像水电站、核电站等重要设施那样，可以在广阔地域中选择优越的建设场地，只能根据城市规划需要，随遇而安。因此地质条件往往较差。在某些沿海经济开发区较尤为突出。在较土、高水位及其他复杂条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害，对周围边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。
2.5基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动等，对基坑稳定性不利。
2.6基坑工程事故多，无论地质条件的优劣、无论基坑的深浅，都经常发生事故，给国家造成巨大的经济损失，影响居民安定生活。

3.逆作法施工技术
深基坑逆作法是指在地下基础施工的同时，还可以进行地上建筑物的施工，待上部建筑施工到若干层后，地下各层基础工程也全部竣工。逆作法一般适宜在城市内建筑高层时，周围施工环境比较恶劣，场地四周邻近建筑物、道路及地下管线，不能因任何施工原因而遭到破坏的场地条件下进行施工。基坑施工时，通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力，即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑，既稳妥又经济。
逆作法的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是地下室结构承重墙)或周围(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定)浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。与此同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。但是在地下室浇筑钢筋混凝土底板之前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间，改善支护结构受力性能，使其刚度大为增强，节省支撑或锚杆的费用，使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少，从而使总造价降低，一举多得，是一种先进的施工作业方法。

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