浅析高层建筑深基坑支护现状及应用

    朱继鹏

    ◆摘? 要：随着城市建设的发展与人们居住环境要求的提高，近年来我国建筑工程得到飞速发展，而在建筑向高空发展的同时，地下空间的利用也成为一个重要方向。高层建筑层出不穷，深基坑工程向深、大、难方向发展。由于深基坑工程引发的工程安全事故问题越来越引起重视，深基坑支护的重要性已愈显突出。本文就以深基坑支护为研究方向进行探讨。

    ◆关键词：深基坑;支护;发展趋势

    一、深基坑支护的概念及意义

    深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖、支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为建筑业内人士们所关注，陆续研究开发出许多好的措施和施工工艺。但是深基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使深基坑工程的成功率降低.下面结合我在施工现场经验及相关规范标准就筑深基坑支护现状、应用及发展趋势进行探讨。

    二、深基坑支护的选择

    在高层、超高层建筑的地下工程施工中，都会面临深基坑工程，深基坑施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节。深基坑开挖后，将会形成一个高度为5～20m不等的直立边坡，结合北方施工现场周围环境条件来看，组成边坡的地基土主要多为呈软塑状态的粉土和松散粉砂，其抗剪强度较低，属不稳定边坡，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基坑顺利施工的关键。如今支护结构日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与方法。

    深基坑支护形式的选择应综合考虑工程水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工条件、支护结构使用期限等因素，用经济效益最佳的支护方式，做到因工程、因地、因时制宜，合理选择，精心施工，严格监控。深基坑支护形式的选择还应考虑基坑结构安全等级，对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。

    三、深基坑支护现场存在的常見问题

    深基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验，但仍存在一些问题需进一步研究，以适应现代化经济建设的需要。现在就深基坑工程边坡支护存在问题展开探讨：

    （一）土层开挖和边坡支护不配套

    常见边坡支护施工时未严格遵循“先锚后挖、分层开挖、严禁超挖”原则，往往滞后于土方开挖施工很长一段时间。在现实施工过程中，往往均是由专业施工队分别完成土方开挖和支护作业，而且绝大部分都是两个平行的合同，这样在施工过程中协调管理的难度大。深基坑挖土是支护受力与变形显着增加的过程，设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸设计交底，而实际施工中土方老板往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，不顾基坑支护施工所需工作面，以致使支护施工滞后于土方施工，因支护施工无操作平台完成钻孔、注浆、布网和喷射砼等工作，而不得不用土方回填或搭设架子来设置操作平台来完成施工。这样不但难于保证进度，也难于保证工程质量，甚至发生安全事故，留下质量隐患。

    （二）边坡修理不符合设计、规范要求，常存在超挖和欠挖现象

    一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的砼初喷工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机械操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度，顺直度极不规则，而人工修理时不可能深度挖掘，只能就机挖表面作平整度修整，在没有严格检查验收合格情况下就开始下道工序施工，常常在挡土支护后出现超挖和欠挖现象。

    （三）成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力不符合设计要求

    深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直般为100～150的钻杆成孔，孔深少则五、六米，深则十几米，甚至二十多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同，钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力不符合设计要求，影响工程质量，甚至要做二次处理。

    （四）喷射砼厚度不够、强度不符合设计要求

    目前建筑工程深基坑支护喷射砼常用的是干拌法喷射砼设备，虽然干喷法设备操作简单方便，可连续喷射施工，但由于操作手的水平不同，操作方法和检查控制等手段不全，而施工时由于喷水速度不好控制，造成混凝土的流动较大，形成混凝土回弹严重，再加上原材料质量控制不严、配料不准、养护不到位等因素，往往造成喷后砼的厚度不够、砼强度不符合设计要求。同时由于干喷法中水与干料的混合时间较短，往往造成环境的污染，造成施工现场的扬尘污染。

    四、深基坑支护技术的发展趋势

    在有支护的深基坑工程中，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，就如隧道工程中使用的盾构机一样，机械设备的使用可大大提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。

    对于含水量高的地基基础和软土地基基础以及地下水丰富的地基基础工程施工施工可采用冻结排桩法支护体系

    在软土地区，为避免深基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌法、注浆法和高压喷射注浆法对深基坑底部土体进行加固。

    最后为了减少深基坑支护事故发生，有待精心设计、精心施工、强化施工事前管理，急需提高深基坑支护技术和管理水平。

    五、结语

    深基坑支护工程是三十多年来随着城市高层建筑发展而发展的一门新的实践工程学，它还有待于理论上的完善，如何取一种在经济技术上都合理的支护类型就必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程要求等要求。深基坑支护技术的提高，极大推进了我国建筑市场的蓬勃发展。

    参考文献

    [1]建筑地基基础设计规范.GB5007-2017.

    [2]工程测量规范.GB50026-2018.

    [3]建筑变形测量规程.JGJ8-2016.

    [4]黄强.深基坑支护工程设计[M].北京：中国建材工业出版社，2000.

    [5]张海涛.深基坑支护设计与施工方案优化研究[D].武汉大学，2004.