[高層建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工條件及選型方法] 淺談高層建筑深基坑支護(hù)

　　高層建筑基坑工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，其主要內(nèi)容包括：基坑勘測(cè)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工等方面，而支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型則直接影響著基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，因此，本文就支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型方法及要點(diǎn)進(jìn)行分析。
　　1.高層建筑基坑工程的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料
　　基坑工程的巖土勘探一般不單獨(dú)進(jìn)行，應(yīng)與主體建筑的地基勘探相結(jié)合，確定勘探要求，統(tǒng)一制定勘探方案。在初步勘察階段應(yīng)搜集工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，并進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)查。必要時(shí)可進(jìn)行少量的補(bǔ)充和室內(nèi)試驗(yàn)，提出基坑支護(hù)的建議方案。詳細(xì)勘探階段基坑工程的勘探范圍應(yīng)根據(jù)開挖深度及場(chǎng)地的巖土工程條件確定，并宜在開挖邊界外按開挖深度的1～2倍范圍內(nèi)布置勘探點(diǎn)，當(dāng)開挖邊界外無(wú)法布置勘探點(diǎn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)調(diào)查取得相應(yīng)資料。對(duì)于軟土，勘探范圍尚宜擴(kuò)大�？碧缴疃葢�(yīng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定，不宜小于1倍開挖深度，軟土地區(qū)的勘探深度應(yīng)穿越軟土層�？碧近c(diǎn)間距應(yīng)根據(jù)地層條件而定，可在15～30m內(nèi)選擇。
　　2.基坑周邊環(huán)境情況與施工條件
　　基坑開挖、降水和支護(hù)結(jié)構(gòu)位移引起的地面沉降和水平位移，會(huì)對(duì)周邊建筑物（構(gòu)筑物）、道路和地下管線造成影響；同時(shí)，周邊的建筑物（構(gòu)筑物）、道路、地下管線也對(duì)基坑施工帶來(lái)影響，故應(yīng)在基坑支護(hù)方案制定以前，對(duì)基坑周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查。
　　基坑周邊環(huán)境主要調(diào)查影響范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型、埋深、基礎(chǔ)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀；基坑周邊的各類地下設(shè)施，包括：上水、下水、電纜、煤氣、污水、雨水、供熱等管線或管道的分布和性狀；場(chǎng)地周圍和臨近地區(qū)地表水匯流、排泄情況、地下水管滲漏情況以及對(duì)基坑開挖的影響程度；基坑四周道路的距離及車輛載重情況。
　　支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與擬建工程的建筑、結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，以防止在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后無(wú)法滿足主體結(jié)構(gòu)施工的要求，造成事后處理的被動(dòng)局面。在基坑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解地下室外墻、底板、承臺(tái)邊緣尺寸及外墻模板安裝和外防水施工的要求，樓板標(biāo)高、地下室出入口、管線接口位置及其他設(shè)計(jì)資料，以便合理確定基坑的尺寸、支撐、錨桿、腰梁的標(biāo)高，并對(duì)出入口處進(jìn)行特殊處理。
　　3.支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型的方法
　　支護(hù)結(jié)構(gòu)選型是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)選型時(shí)，應(yīng)根據(jù)基坑工程的具體情況，對(duì)各種支護(hù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，選擇最合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型�；�坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的主要依據(jù)為：各種支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的受力特點(diǎn)、適用范圍、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和工期等指標(biāo)；基坑工程的現(xiàn)場(chǎng)條件――平面尺寸、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境；施工機(jī)械設(shè)備和施工季節(jié)、造價(jià)、工期等。常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有：排樁或地下連續(xù)墻、水泥土墻、土釘墻等。
　　3.1排樁或地下連續(xù)墻
　　排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)就是在基坑開挖前，沿基坑四周以一定間距（或連續(xù)）打入或就地澆注樁體（連續(xù)墻），形成樁體隊(duì)列（樁體隊(duì)列與支撐或拉錨組成的結(jié)構(gòu)）抵抗外側(cè)土體和地下水的側(cè)壓力，形成擋土結(jié)構(gòu)。常見的類型有鋼板樁、灌注樁、地下連續(xù)墻等。
　　3.1.1 樁墻
　　3.1.1.1 鋼板樁 鋼板樁就是在基坑開挖以前，在基坑四周連續(xù)打入鋼板樁，鋼板樁之間通過(guò)鎖口連接，形成連續(xù)樁體，利用樁體強(qiáng)度抵抗外側(cè)土體和地下水的側(cè)壓力，形成擋土結(jié)構(gòu)。鋼板樁的截面形式較多，常用有U形、Z形、H形。近年來(lái)由于熱軋技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)了一些寬度和高度較大的鋼板樁，鋼板樁的效率（截面模量／重量）大為提高，使其用途擴(kuò)大。鋼板樁一次性投資大，施工中多以租賃方式租用，用后拔出歸還。鋼板樁的優(yōu)點(diǎn)是材料質(zhì)量可靠，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而簡(jiǎn)便；有一定的擋水能力；可多次重復(fù)使用；一般費(fèi)用較低。其缺點(diǎn)是普通的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時(shí)支撐（或拉錨）工作量大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔除時(shí)易帶土，如處理不當(dāng)會(huì)引起土層移動(dòng)，可能危害周圍環(huán)境。
　　3.1.1.2 型鋼橫擋板 型鋼橫擋板維護(hù)墻亦稱樁板式支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種維護(hù)墻由工字鋼（或H形鋼）樁和橫擋板（亦稱襯板）組成，再加上圍檁、支撐等形成一種支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。
　　施工時(shí)先按一定間距打設(shè)工字鋼或H形鋼，然后在開挖土方時(shí)邊挖邊加設(shè)橫擋板。施工結(jié)束拔出工字鋼或H形鋼鋼樁，并在安全允許條件下盡可能回收橫擋板。橫擋板直接承受土壓力和水壓力，并傳給鋼樁，再通過(guò)圍檁傳至支撐或拉錨。橫擋板長(zhǎng)度取決于工字鋼樁的間距，厚度由計(jì)算確定，多用厚度為60mm的木板或預(yù)制鋼筋混凝土薄板。型鋼橫擋板維護(hù)墻適用于粘土、砂土等土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)，例如，北京京城大廈，基坑開挖深度為23．76m，采用H形鋼樁，間距為1．1m，3層土層錨桿，豎向標(biāo)高為－5m、－12m、－18m。
　　3.1.1.3 鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁維護(hù)墻是樁排式中應(yīng)用最多的一種。通常采用直徑，5500～1000mm、樁長(zhǎng)15～20m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，其擋墻抗彎能力強(qiáng)、變形相對(duì)較小、經(jīng)濟(jì)效益較好，適用于開挖深度為6～10m的基坑。鉆孔灌注樁施工很難做到樁與樁相切，多為間隔排列式，故不具備擋水功能，適用于地下水位較深、土質(zhì)較好的地區(qū)。在地下水位較高的地區(qū)應(yīng)用時(shí)，則需另做止水帷幕。例如，在上海地區(qū)常用1．0m厚的水泥土攪拌樁墻作為止水中佳幕。
　　3.1.1.4 地下連續(xù)墻 在基坑開挖之前，沿基坑四周用特殊挖槽設(shè)備、在泥漿護(hù)壁的條件下開挖出一定長(zhǎng)度的深槽，然后下鋼筋籠澆筑混凝土形成單元混凝土墻，各單元利用特制的接頭連接，從而形成地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻具有擋土、防水抗?jié)B和承重三種功能，能適應(yīng)任何土質(zhì)，特別是軟土地基，且對(duì)周圍環(huán)境影響小，但其造價(jià)高。當(dāng)基坑深度大、周圍環(huán)境復(fù)雜并要求嚴(yán)格時(shí)，地下連續(xù)墻是首選支護(hù)形式。地下連續(xù)墻施工如與逆筑法結(jié)合使用，則基坑維護(hù)墻與主體結(jié)構(gòu)外墻合一，能降低工程總成本。
　　3.1.2 支撐（拉錨） 隨著基坑深度的增加，如采用懸臂結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形急劇增大，致使圍護(hù)構(gòu)件截面迅速加大，會(huì)增加圍護(hù)造價(jià)。為使圍護(hù)墻經(jīng)濟(jì)合理且受力后的變形控制在一定范圍內(nèi)，可沿圍護(hù)墻豎向增設(shè)支撐點(diǎn)，以減小構(gòu)件跨度，降低構(gòu)件內(nèi)力和變形，避免因構(gòu)件截面的迅速加大而引起的圍護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)的增加。如在坑內(nèi)對(duì)圍護(hù)墻加設(shè)支撐稱為內(nèi)支撐；如在坑外對(duì)圍護(hù)墻拉設(shè)支撐，則稱拉錨（土錨）。
　　內(nèi)支撐受力合理、安全可靠、易于控制圍護(hù)墻的變形，但內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖土和地下室結(jié)構(gòu)的支模和澆筑帶來(lái)不便。用土錨拉結(jié)圍護(hù)墻，坑內(nèi)施工無(wú)任何阻擋，但在軟土地區(qū)土錨的變形較難控制，且土錨有一定長(zhǎng)度，在基坑外必須有一定的范圍才能應(yīng)用。因而在土質(zhì)好的地區(qū)，如具備錨桿施工設(shè)備和技術(shù)，應(yīng)發(fā)展土錨；而在軟土地區(qū)，為便于控制圍護(hù)墻的變形，應(yīng)以內(nèi)支撐為主。
　　3.2水泥土墻
　　水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)是指由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的重力式結(jié)構(gòu)。常用的水泥土樁有水泥土攪拌樁（包括加筋水泥土攪拌樁）、高壓噴射注漿樁等。
　　3.2.1 深層攪拌水泥土圍護(hù)墻 深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌，利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻，利用其本身的重量和剛度來(lái)進(jìn)行擋土的圍護(hù)墻。同時(shí)水泥土加固體的滲透系數(shù)一般不大于10－7cm／s，能止水防滲，因此水泥土圍護(hù)墻具有擋土和防滲的雙重作用可兼做隔水帷幕。水泥圍護(hù)墻的優(yōu)點(diǎn)是：由于坑內(nèi)一般無(wú)支撐，便于機(jī)械化快速挖土；具有擋土、防滲的雙重功能；一般情況下較經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是：首先位移相對(duì)較大，尤其在坑基長(zhǎng)度大時(shí)更是如此；其次厚度較大；最后在水泥土攪拌施工時(shí)可能影響周圍環(huán)境。
　　3.2.2 高壓旋噴注漿樁 高壓旋噴注漿樁是利用高壓經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層內(nèi)與土體混合形成水泥土加固體，相互搭接形成樁排，用來(lái)?yè)跬梁椭顾�。其施工費(fèi)用高于深層攪拌樁，但它可以用于空間較小處。施工時(shí)要控制好上提速度、噴射壓力和水泥噴射量。
　　4.結(jié)語(yǔ)
　　在高層建筑基坑工程中，技術(shù)人員一定要先對(duì)施工范圍內(nèi)的地質(zhì)情況及周邊的土壤情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察，然后再根據(jù)不同的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同的施工方法，這樣才能保證建筑施工的質(zhì)量與安全。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 朱兵見，張維炎，潘國(guó)華，胡科技. 軟土地區(qū)基坑支護(hù)施工與監(jiān)測(cè)實(shí)例分析[J]. 《鐵道建筑》，2008（9）.
　　[2] 吳福順. 辦公樓基坑支護(hù)施工與要點(diǎn)探討[J]. 《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》，2010（17）.
　　
　�。ㄗ髡邌挝唬簭V西碩?建設(shè)投資有限公司廣西南寧530028）

相關(guān)熱詞搜索：基坑 支護(hù) 選型 高層建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工條件及選型方法 高層建筑的基坑支護(hù) 廣州電視塔的基坑支護(hù)