高层建筑深基坑的支护设计和施工
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作者: 黄继兰
【摘 要】本文结合实践经验和工程实例，从高层建筑深基坑支护工程设计与施工方面，详细阐述了土钉墙和钻孔灌注桩桩排施工方案的技术处理措施，并对地下水处理和施工监测进行了简要分析。
【关键词】深基坑；支护；土钉墙；灌注桩
深基坑是现阶段有效利用土地资源的方式之一，现阶段很多的城市建筑为了降低成本，提升土地的利用效率，在不同程度上有效的利用了深基坑的方式进行建筑工作。另一方面随着密集建筑物以及大深度基坑周围复杂的地下设置不断增多，使得原有的深基坑方式不再适用于现阶段的情况，因此在今后的工作中，需要对深基坑开挖与支护引起广泛的重视，从不同的层面来解决问题。
一、工程概况
某甘肃住宅工程地下一层为设备层，地上十八层为一体六户，框架结构，预应力混凝土管桩基础。地下室基底标高-6m；有效的设置地下车库，同时在框架结构方面进行一定的努力。除此之外，本工程预应力混凝土管桩基础具有一定的代表性，半地下车库基底的标高为-3.2m。由于工程整体的基坑面积比较大，而且场地东侧还存在很多的旧楼房，南侧和西侧已经建成了较多的住宅楼房。在工程的北侧，则是交通要道。在这样的环境下，并不适合放坡开挖，为了保证工程的质量和进度，需要进行一定的基坑支护工作。
二、场地工程地质及水文地质条件
（1）在支护结构方面，主要是第四系冲淤积物，这种物质对工程的影响是非常大的。而且对深基坑支护和设计工作也会产生一定的阻力。在本文所列举的工程案例中，第四系冲淤积物，自上而下主要有：第一，杂填土粘性土混碎砖石头、混凝土碎块等一系列的杂物。第二，中砂：此种物质对于深基坑支护的施工具有很大的阻力，主要的特征为色泽呈现出土黄色，而且含有较多的细粒土和少量的石英细砾，物质整体表现出中午、局部密实的状态。第三，粉砂：粉砂相对于其它物质来说，有一定的普遍性，也有一定的特殊性。普遍性表现在色泽同样呈现出土黄、灰黄色，但是它的石英颗粒细小均匀。第四，中砂：中砂对于深基坑支护工作来说，是一种较为常见的物质，它的主要特征表现在，色泽呈现出一定的土黄色，但并不是全部，在中砂的局部会呈现出白色。中砂的石英颗粒多数在零点二五毫米至零点五毫米之间，而且含有大量的细粒土和少量的石英砾石，埋深主要在七点五米到十一点零米之间。除了我国的东部和南部局部以外，其它的地区都会有一定的分布。（2）水文地质条件。对于本文所讨论的工程案例而言，场地地下水为第四系孔隙水，属于潜水类型。从客观的角度来说，潜水类型的主要补给来源是大气降水和地下水循环，在某个层面来说，是一种循环周期较短的地下水。这种孔隙水的地下水埋浑为零点九米到一点五五米之间，由于中砂层富水性较强，而且粉砂层厚度较大，因此隙水丰富，涌水量大。
三、基坑支护方案的选择原则及要求
1.基坑支护方案的选择原则及要求。（1）满足深基坑护坡的稳定性要求；（2）确保土方开挖及基础土建施工期间边坡的安全；（3）优化护坡方案，尽量降低护坡成本；（4）施工工序简单有效，尽量缩短施工工期。
2.本项目基坑护坡的技术难点分析。（1）基坑大土质差。该工程属大型深基坑。上部2.5m～4.0m内均为杂壤土，土质属中软地层，这样无论是土钉护坡还是护坡桩护坡都有一定的施工难度。（2）地下障碍物的存在。由于本工程的地位位置较特殊，处在旧城区的内部，地下各种废气管广布，人防地下障碍物的位置也不是特别的清楚，在客观上为深基坑支护的施工带来了很大的阻力。另一方面，除了上述的情况不是很清楚以外，在很多东西的埋深、走向甚至是数量根本不了解有多少，在没有详细数据的支持下，很难开展施工，特别容易造成地下水渗漏的情况。（3）地下水的存在。由于本场区的槽深内部存在大量的上层滞水，虽然在施工的过程中，采用了一定的深井井点降水措施，但效果并不是特别的明显。主要原因在于，该滞水是来源于废弃的各种地下管线，我们对地下管线的位置、走向和其中含有的水量都没有一个详细的了解，因此在实际的施工中，一定会造成坡面存在局部渗水的情况，这就在客观上为深基坑支护工作带来了很大的不便。为了有效的解决问题，本文建议工程护坡的过程中，可以采用封堵以及导排措施相台方联合的方式，能够有效的确保边坡安全。
3.基坑支护方案及防渗措施。（1）一发支护（大面积开挖至-3.2m～4.8m）：采用双排φ550@350深层搅拌桩帷幕防渗的措施，在具体的施工中，将每一个施工的数据都精确化。比方说在本文讨论的工程中，东侧以及北侧桩长达到了十六点五米，而南侧和西侧的桩长只有十四米。另一方面，南侧所采用的方式相对来说有所不同，主要是采用天然放坡开挖的支护措施，并且在坡面挂300钢筋网，喷c20混凝土80mm厚同来保持坡面的稳定。在东侧、西侧以及北侧进行垂直开挖，采用的是土钉墙喷锚网支护的措施，这样一来就可以将安全性有效提升，既保证了工程的安全，又保证了施工人员的安全。土钉间距主要为1100m×1100mm，在倾角方面达到了十五度。土钉长度是九米到十二米不等。（2）二次支护（东北角地铁出入口开挖至-12.
5m）：采用单排灌注桩的支护结构，设置桩顶冠梁、角撑和对撑，东侧和北侧的灌注桩为1000@1200，桩长16.5m。入土深度9m，南侧和西倒的灌注桩为φ800@1000，桩长15m，入土深度7.5m。此外，在挡土桩外围增设单排φ550@350深层搅拌桩帷幕的防渗措施，桩长11.6m。
四、支护结构麓工
（1）灌注桩施工。该支护工程的设计主要为大孔径灌注桩，采用的方式主要为螺旋钻进成孔。从现有的情况来看，这种方式能够提高施工效率和施工的质量。在汽车吊分段安放钢筋笼和导管法水下灌注混凝土的过程中，必须严格控制成孔和清孔工作。（2）土钉墙、喷锚网施工。喷锚网施工必须分段分层进行，从现有的施工情况来说，需要严格的控制涅凝土配比、水灰比。在钢筋网片的制作方面，需要严格的按照规定来进行，比方说喷头工作风压应该有效的保持在0.1Mpa～0.12Mpa之间，这样才能在整体的工程效果方面较为理想。在土钉墙的施工方面，着重点在于土钉头与垫板的有效连结。通过上述的这些措施，能够将深基坑支护施工中的一些不良问题有效的解决，而且将整体的工程质量提升到一个新的高度。（3）土方开挖。根据本工程基坑的深度和现场条件，主要采用的是分层开挖以及随挖随运的方式。在施工地铁出口的位置，增设了单排深层搅拌柱帷幕。这样一来在进行深基坑支护施工的时候，就能提供较大的便利。除此之外，还进行了施工冠梁以及角撑和对撑的方式。
五、支护结构的质量检测
为保证施工质量.及时发现问题，确保支护结构安全，需对支护结构进行质量检测及施工监测，主要内容有：（1）支护结构水平位移、挡土桩深度位移观测；（2）深层搅拌桩验收试验；（3）土钉锚杆抗拔试验；（4）基坑周边土体沉降观测；（5）周边建筑物的沉降，倾斜观测。
对于现今的城市而言，闹区中的高层深基坑施工工程，已经成为了全社会关注的焦点。在今后的工作中，我们需要针对不同的地区，应用不同的方案来进行施工。另一方面，在设计方案的过程中，应该考虑到周围环境、应用的技术以及未来的应用发展等等一系列的因素，这样才能达到一个整体的效果。本文认为，在施工的过程中，应该有效的建立健全监测制度，只有在详细的数据支撑下，才能将所有的问题彻底解决。
参 考 文 献
[1]赵志绍，应惠清.简明深基坑工程设计施[M].北京：中国建筑工业出版社，2000
[2]邹洪海.关于深基坑支护结构设计方案的优选和优化设计探讨[D].中国海洋大学，2005
[3]张培明，赵志慧.工程施工中深基坑支护安全研究[J].现代企业文化.2009（21）
[4]曾树佳.浅析深基坑支护工程的施工安全[J].建筑安全.2006（4）
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