高層建筑深基坑支護施工問題分析與研究

對于高層建筑而言，基礎工程非常重要，基礎工程的強度和承載力是判斷高層建筑質量高低的重要指標。

基于這一原因，深基坑施工技術得到了廣泛的應用。由于深基坑施工中基坑的深度與正?；?坑相比較深，為了保證基坑四周不發生坍塌事故，需要在深基坑施工中對基坑四周增加支護，保證基 坑內壁的強度。從目前深基坑支護手段來說，主要 有地下連續墻、預應力錨桿、護壁樁等多種方法。為了保證哈爾濱基坑支護技術得到全面應用，并取得積極效果，我們應該對深基坑支護問題進行深入研究。

一、 深基坑支護的主要結構分析

從目前來看，深基坑支護的結構主要可以分成兩種，一種是支護擋墻，另外一種是直接的基坑支護支撐。

1. 深基坑支護擋墻的結構分析

（1）鋼筋混凝土排樁式擋墻目前在市區當中經常應用到排樁式擋墻，大多數是以人工挖掘樁或者鉆孔樁組成。在邊坡土質較 好、地下水較低的情況下，能夠很好的應用土拱作 用。但是對于不能夠形成土拱的軟土邊坡，支擋樁 需要密排，為了能夠很好的達到出水的效果，在擋 墻的背后樁間土處可以加做高壓注漿。人工挖孔或 者鉆孔樁排式擋墻因為應用的是鋼筋混凝土澆樁， 使得擋墻的抗彎能力比較強，剛度較大，現在已經 被廣泛應用。

（2）地下連續墻地下連續墻使用機械成槽之后，放入到鋼筋籠，之后進行澆水。一般來講，地下連續墻的剛度較大，對于周圍的環境影響非常小，對于地層條件適應能 力較強，墻體的強度能夠很好的進行調節，在施工 的過程中當中可以保持較好的精度，可以作為永久性建筑物部分。假如使用地下連續墻單純的作為深基坑支護結構，那么費用將會很高，如果施工之后成為地下結構的組成部分則會比較理想。

2. 深基坑支護的支撐

深基坑支護的結構一般分為擋墻和支撐兩個部分。支撐主要是沿著基坑的縱橫兩個方向尺寸比較 的，需要設置中間立柱，從而更好的避免支撐桿伸 的過長。支撐桿體基本上是應用于直徑比較大的鋼 管支撐。為了更好的減少擋墻發生變形，對于支撐 需要加預定力，每一根支撐的松緊策劃高難度需要保持一致。

在研究深基坑支護的支撐過程中，我們首先要 對支撐的作用有所了解，要熟悉深基坑支護支撐的 具體構造形式，其次，要對支撐構造過程中的問題 有全面的了解，保證支撐的總體質量達到要求。再次，要對支撐施工中的要點準確掌握，保證支撐施工質量。

在深基坑支護中，支撐所起到的作用和擋墻的 作用是相同的，都是對基坑邊壁強度的整體加強和 提升。因此，我們要將深基坑支護支撐作為一種主 要的支護手段來看待，保證支撐起到積極的作用，滿足深基坑支護的實際需要。

二、深基坑支護工程中存在的問題

雖然深基坑支護工程的重要性得到了普遍的重 視，深基坑支護工程在實際中也得到了普遍開展，但是受到深基坑支護工程本身的特點以及建筑施工 的實際施工過程的限制，深基坑支護工程還存在一 定的問題，主要表現在以下幾個方面：

1. 深基坑的挖掘面積過大。

在目前的深基坑支護工程中，為了保證基坑支護到位，通常都會在基坑開挖面積上對基坑的尺寸 進行擴大，由此導致了基坑的開挖工作量過大，并 且基坑的總體尺寸與圖紙規定不符，影響了基坑的 整體質量，給深基坑支護工程帶來一定的安全隱患，無法有效保證深基坑支護的質量。所以，在深基坑支護工程的施工過程中，我們要嚴格按照圖紙施工，避免深基坑的挖掘面積過大。

2. 深基坑帶來的下沉現象無法消除。

在某些土質較軟的地層中，深基坑的施工常常伴隨著地基的整體下沉，這不但不利于支護工程的開展，也對整體建筑物的安全和治理產生了不良的 影響。因此，我們要對深基坑施工帶來的地基下沉 現象有全面正確的認識，要保證在深基坑支護工程 施工中，使支護工程起到固定基坑邊壁，提高深基 坑的整體強度和承載力的目的，有效消除深基坑帶來的下沉現象。

3. 深基坑支護工程施工時間較長，影響了整體工期。

由于在深基坑支護工程施工過程中，除了要進行基坑開挖以外，還要進行深基坑的支護，而支護工程主要采用了支護擋墻和直接的支撐這兩種方法。不管使用哪種方法，都是兩項工程的疊加，由 此帶來的工期會有所延長，并且如果使用支護擋墻 的深基坑支護方法，考慮到水泥養生和混凝土凝固 等周期，總體工期會更長。所以，深基坑支護工程 的施工周期我們必須要進行合理優化和縮減。

4. 深基坑支護施工容易造成環境污染。

從目前的深基坑支護施工過程來看，整個施工對周邊環境產生了一定的污染，其污染主要表現在 深基坑支護工程施工中，基坑開挖和混凝土注入以 及整個土建施工過程，對周邊的生態環境都造成了一定的影響，建筑廢棄物和施工垃圾堆周邊環境造成了一定的污染，使深基坑支護工程在整體效益上 大打折扣。所以，我們要對深基坑支護施工中造成 的污染引起足夠的重視，要著力解決污染問題。

三、解決深基坑支護工程中問題的具體措施

從上述分析可知，在深基坑支護工程施工過程中，存在四方面問題，這些問題如果不得到妥善解決，將會嚴重制約深基坑支護工程的質量，影響建筑物基礎工程質量的提高，使深基坑支護工程難以取得積極效果。所以，針對深基坑支護工程存在的問題，我們應采取以下幾種措施。

1. 深基坑在開挖過程中，要嚴格按照圖紙尺寸施工。

為了保證深基坑的尺寸能夠滿足支護施工要求，并且降低深基坑支護工程風險，我們在深基坑 開挖過程中，要嚴格按照圖紙施工，要保證深基坑 的尺寸按照圖紙尺寸進行，嚴謹隨意擴大和縮小，有效降低深基坑尺寸偏差帶來的危害，使深基坑開挖的整體質量滿足要求，從而保證后續的基坑支護達到相關要求。

2. 在深基坑支護工程中，要考慮地下水對地基下沉的影響。

經過對目前深基坑支護工程的了解發現，許多出現地基下沉的深基坑工程，主要原因在于沒有對地下水進行正確處理。由于在深基坑支護工程中，基坑開挖的時候必然會遇到地下水層，針對地下水層，我們必須采用排水加固等措施保證基坑支護的 整體質量。只有基坑支護的質量保證了，地基下沉的問題就會得到有效緩解。

3. 優化深基坑支護工程工序，采用統籌方法有效縮短整體工期。

對于深基坑土方的開挖工作，需要依照相應規定進行，挖土的速度假如過于快或局部深挖都很可能使深基，坑支護結構發生較大位移從而造成危險。所以，一定要編制好施工的順序，并且嚴格按照科 學合理的順序施工。在發生滲水情況時，需要采取 相應措施給予堵塞，并且應該做好地面水的導流工作，有效減少基坑的暴露時間，防止基坑滲水。

4. 采取分層開挖環保措施，保證深基坑支護工程對周邊環境影響最小。

為了保證深基坑支護工程能夠滿足環保要求，我們在施工過程中，應采取分層開挖的方法，對深 基坑的開挖作出明確規定。此外，我們還要落實和貫徹施工環保措施，有效減少建筑垃圾的產生，并對產生的建筑垃圾及時回收，同時對施工現場周邊環境進行整理，實現深基坑支護工程的環保目標。

由于工程地質條件較差，使基坑支護工程施工難度增大，為保證深基坑邊坡安全，本文通過工程實例介紹了該類場地上的支護施工方案，通過采用鉆孔灌注樁+鋼支撐作為本基坑工程的主體圍護形式，以鉆孔灌注樁擋土，外側采用水泥攪拌樁止水結構，灌注樁頂用鋼筋混凝土圈梁連成一體。實踐說明以上支護方案在居民區復雜基坑工程中是切實可行的，可為位于居民區復雜場地的基坑支護工程提供借鑒。

1 施工技術概況及難點

本工程開挖面積較大，且為不規則多邊形。天然地基淺基礎，距離圍護結構外邊線最近處僅2.6m。同時，某些建筑長邊方向平行于基坑，對基坑開挖產生的變形及沉降非常敏感，極易產生裂縫等不利狀況。

本工程地下結構施工臨近居民區和保護建筑，最近處不到3m，場地較為狹窄，可利用的空間較為有限。

工期緊，要求4個月完成±0.00以下的施工。

清障難度高，有未拆除的老房地基、廢棄的人防地下室及其它不明的地下障礙物。

2 施工圍護方案及要求

根據本工程基坑的周邊環境特點，經專家論證，采用鉆孔灌注樁+鋼支撐作為本基坑工程的主體圍護形式，以鉆孔灌注樁擋土，外側采用水泥攪拌樁止水結構，灌注樁頂用鋼筋混凝土圈梁連成一體。

2.1 擋土體系。

基坑圍護體系采用750@1000mm鉆孔灌注樁+1道鋼管支撐，樁端人土深度為13.0～17.0m;其余地段的圍護體系采用700@900mm鉆孔灌注樁+1道鋼管支撐，斷面為1200mm×700mm，支撐軸線相對標高為-0.650m。同時，外圍水泥土攪拌樁止水帷幕，人土深度為10.7m。東側攪拌樁與灌注樁的布置形式為2排700@1000mm水泥土攪拌樁內套打750@1000mm鉆孔灌注樁，其余部位灌注樁外圍采用采用1排700@900mm水泥土攪拌樁作為隔水帷幕，人土深度為10.7m。

2.2 內支撐系統。

基坑內部分設置1道內支撐。根據基坑實際形狀，支撐采用對撐+角撐的形式。

2.3 支撐立柱。

鋼立柱截面尺寸為400mm×400mm，采用4L125mm×10mm鋼格構柱，立柱樁采用700mm灌注樁，樁端人土深度坑底以下16.0m。同時，因本工程采用灌注樁施工，且支撐立柱樁布置剛好與工程重合，故支撐立柱灌注樁可以利用工程樁而不用重新打設。

2.4 其它。

坑內局部落深處(電梯井和集水井)，應根據其落低的深度、范圍及位置作加固處理，以攪拌樁加固為主。

3 鉆孔灌注樁施工

根據施工條件及施工經驗，本工程的鉆孔灌注樁施工采用正循環回轉鉆進成孔，人工造漿與孔內原土自然造漿相結合護壁，正循環二次清孔除渣，導管回頂法灌注水下混凝土成樁的施工工藝。

其具體施工順序為：測量放線一護筒埋設一鉆機安裝就位一成孔鉆進一一次清孔一鋼筋籠的制作與安放一下導管一二次清孔一水下混凝土灌注。

4 混凝土圈梁施工

4.1 定位放灰線

以軸線坐標為控制點，用經緯儀準確測出圈梁位置并打好白灰線，經驗收后，再通知挖土。標高控制應以高程為控制點，用水準儀測出圈梁頂標高，然后向下開挖1000mm，高底差不超過15mm;梁槽挖好后測出模板邊線，確保圈梁截面尺寸，模板支好后，再用水準儀測出模板頂標高，高差不應超過5mm。

4.2 挖土施工

因自然地面到圈梁頂高存在一定的高差，所以，基坑外側以1：0.8放坡至圈梁頂標高后，垂直挖土至梁底標高，再用人工按經緯儀測定的圈外梁邊線，槽底按水準儀測定的標高修整，以保證底標高一致。留出用以綁鋼筋、支模板、材料水平運輸和預留鋼筋的空間。挖出的土方暫時堆放在場地內，待圈梁施工好后部分用做回填。

4.3 鉆孔灌注樁超高部分鑿除

對于鉆孔灌注樁超出標高的以上部分(為保證鉆孔灌注樁混凝土質量，會有超灌部分)，需人工對其進行鑿除。

4.4 鋼筋制作

鋼筋加工及堆放應在現場進行。制作配料時，16～22mm的水平鋼筋采用閃光對焊，長度不超過20m。22mm以上水平鋼筋的連接，按不同部位，分別采用直螺紋、冷壓套筒及手工電弧焊連接。小直徑鋼筋采用搭接。

鋼筋接頭位置、搭接長度、錨固長度等應該要符合設計要求和施工規范：圈梁主筋、外側主筋不可在支座處搭接、內側主筋不可以在跨中搭接;其它搭接長度應滿足規范要求≥30d，圈梁主筋采用焊接接頭，符合規范。

鋼筋綁扎要求規格正確，所扎鋼筋不應受泥土污染，一旦受污染則要及時清理，支撐梁的鋼筋要與立柱連在一起。底鋼筋要在墊層上分好尺寸就位，以保證支撐梁位置準確，確保保護層厚度滿足設計要求。

4.5 支模板工程

圍護鉆孔灌注樁樁隙間的地模不再鋪設底模板，而應鋪墊100mm厚砂石墊層，并用20ram1：3的水泥砂漿找平，然后刷1層隔離劑，并鋪設1層油氈作為底模，以保證在下次挖土時順利脫模。底模施工時應注意其標高控制，使每個支撐桿件中心線保持在同一水平線上。

鋼筋籠制作、安放好后，按混凝土圈梁的邊線，在兩邊架設木模板，并用鋼管、扣件固定。安裝結束后，復核垂直度、中心線、標高及各部位的幾何尺寸，保證結構部位的幾何尺寸和相臨位置的正確。驗收合格后，方可進行后續的混凝土澆注作業。支模完成后，應將工作面內的垃圾清理干凈?；炷翝沧r，應有專人護模，經常檢查模板、支撐等是否有移位、松動和變形等不良現象，一旦出現，須及時修復處理，保證混凝土外形美觀。

4.6 混凝土澆注和養護

混凝土澆注前，所有機具設備必須齊全，并已全面維修保養，以確?；炷翝补噙^程中所有機具設備運轉正常。合理組織好勞動力，向施工人員做好安全技術、質量、操作規范交底，以確保安全生產、工程質量和各項技術經濟指標的全面完成。

混凝土采用商品混凝土，根據每次澆搗部位，制定出澆搗流向及泵車布置位置，采用泵車接軟管、硬管布料。澆搗前，必須事先與攪拌站取得聯系，要求提供混凝土配合比單及有關水泥等材質證明單后，方可澆筑。

振搗時依次均勻振搗，應做到不漏振、不緊靠模板和鋼筋，待混凝土表面無氣泡出現即拔出進入下一振點，不能松手使棒頭入土。應防止蜂窩麻面、露筋等質量缺陷產生。澆筑過程中，設置專人檢測坍落度，發現異常情況，應及時與攪拌站取得聯系，采取措施。每隔7d，需制作試塊以檢測圍護體系是否達到80%強度。

4.7 拆模

拆模后應把模板清理干凈，刷好油堆放好，并把固定的對拉螺栓拔出以便于下段圈梁周轉使用。

4.8 回填土

考慮到其它工序的施工，圈梁板拆除后，除預留鋼筋的位置外，其它部位均應回填。填土前，將坑內的積水排除，并將垃圾清理干凈。填土必須分層進行，采用蛙夯進行夯實。

5 鋼支撐施工

支撐結構由609mm鋼管支撐、混凝土圍檁、型鋼立柱等所組成，每道支撐形成一個平面支承系統，以平衡由圍檁所傳遞的水、土側向壓力。本工程的鋼支撐體系呈網格狀分布，按照“先撐后挖”的原則，先開槽安裝好鋼支撐后再進行土方開挖。在施工中需特別注意：各個連接件的位置應正確，連接牢固、可靠、穩定。

5.1 鋼支撐安裝技術要求

鋼支撐安裝時，應確保支撐端頭同圍檁均勻接觸，并設置防止鋼支撐端部移動、脫落的構造措施。支撐的安裝應符合鋼支撐軸線豎向偏差±30mm、支撐軸線水平向偏差±30ram、支撐兩端的標高差不大于20mm和支撐長度的1/600、支撐的撓曲度不大于1/1000的規定。

5.2 支撐立柱樁頂部處理

在挖土過程中，同時將鋼格構柱內的混凝土由上自下分段鑿除，并在鋼管連接位置下焊接托架。在型鋼立柱上焊牛腿以支承鋼管。鋼管采用分段人工開槽安裝，焊接在支撐格構柱的托架上。在必要時，可在某些相鄰支撐立柱樁之間加槽鋼剪刀斜撐，以增加整個支撐體系的縱向穩定性。

5.3 安裝支撐

安裝支撐前，先將預埋鐵鑿出，通過水準儀及控制線測出支撐兩端與圍檁的接觸點，并作好標記，以保證支撐與墻面垂直且位置準確。在圍檁預埋件上焊接鋼牛腿，鋼牛腿面標高為該鋼支撐底標高。安裝鋼管支撐，將其接頭處法蘭螺絲擰緊。對于斜撐和對撐端頭需與預埋鐵焊接，焊縫要滿焊牢固，焊縫高度≥10mm，并應保證端頭板面與支撐垂直。由于構件較長，采用了4點吊點，根據預先配置連接好的支撐，整根吊裝就位。在檢查支撐安裝符合要求后，采用液壓千斤頂進行單端或兩端同時施加預應力。在施加預應力時，要密切注意支撐全長的彎曲和電焊異常情況，所加預應力值應滿足設計要求，并及時壓緊固定斜口鋼鍥。

5.4 預應力施工及復加施工

用油壓千斤頂在鋼管支撐的端部施加頂緊力，最好兩端同時進行。加軸力前，約束鋼管側向變形，但不影響軸向變形。加好軸力后，在鋼管端部焊上八字撐，并將鋼管交叉處的上、下抱箍焊死。為方便施工并保持千斤頂頂伸力一致，2臺千斤頂應用專用托架固定成整體，接通油管后，即可開泵施工預應力。預應力施加到設計要求后，在活絡頭子中用鍥型鋼板墊塊填塞活絡頭子中間的空隙，應保證緊密接觸，防止預應力損失。然后回油松開千斤頂，解開起吊鋼絲繩，完成該根支撐安裝和預應力施加。

鋼支撐應根據挖土進度隨挖隨撐，挖好一小段土方后，要立即安裝好相應位置的鋼支撐，并施加預應力。然后加強對支撐預應力的觀察，在第一次加預應力后12h內，觀測預應力損失及墻體水平位移，并復加預應力至設計值。當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時，應立即在當天低溫時段復加預應力至設計值。當墻體水平位移速率超過警戒值時，可在支撐軸力和擋墻彎矩設計容許范圍內，適當增加支撐軸力以控制變形。

6 降水工程

本工程采用輕型井點，降水深度控制在坑底或局部落深區以下1.0m。應保持在土方開挖后，降低地下水位到基底500mm以下，以防止地下水擾動地基土體。降水井點相對均勻布置于基坑內，設5套。除坑內降水措施外，地面及坑內應設排水措施，及時排除雨水及地面流水。在降水期間，應測報抽水量及坑內外水位。

成孔時如遇地下障礙物，可以跳開一井點，鉆下一井點。井點管濾水管部分必須埋人含水層內。井點使用后，中途不得停泵，防止因停止抽水使地下水位上升，造成淹泡基坑的事故，因此，一般應設雙路供電，或備用1臺發電機。

五、結語

通過本文的分析可知，在目前高層建筑的地基 施工中，深基坑支護方法得到了廣泛的應用，并提高了建筑物的地基工程質量，滿足了建筑工程對地 基質量的要求。

因此，我們要對深基坑支護方法有 全面的了解，同時努力解決深基坑支護工程中存在 的問題，優化深基坑支護方法，提高整體工程質量。

補充內容：

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