浅谈高层建筑深基坑支护施工技术.doc

1、1浅谈高层建筑深基坑支护施工技术摘要：随着我国综合经济水平的提高，基坑工程的设计和施工技术日益进步，不断涌现了多种符合我国国情的实用的基坑支护方法，而且使得基坑工程的设计理论、计算方法得到不断改进，施工工艺取得长足的进步。本文就深基坑工程支护技术进行了探讨。 关键词：高层建筑；深基坑支护；施工技术 中图分类号：TU208.3文献标识码：A 文章编号： 引言： 深基坑支护工程是集结构工程、岩土工程、勘测、设计等专业于一体的系统工程，被广泛的应用于现代不断发展的建筑行业。如何取得一种在经济和技术上更合理的支护类型是深基坑支护技术的关键,支护结构必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程要求,深基坑

2、的护壁,不仅要求保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,以保证基坑附近建筑物及有关设施的正常运行。 1.深基坑支护的基本特点 1.1 技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑维护体系能起到挡土作用,使基坑四周边坡保持稳定。 1.2 确保基坑四周相邻建筑物、地下管线道路等的安全,在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害。 21.3 通过排水、降水、截水等措施,使基础施工在地下水位以上进行。1.4 经济上合理,保护环境,保证施工安全。 2.技术要求 2.1 熟悉各种地基加固、防水、降水等特种工艺的施工方法,施工流程及相关设备的选择,能够对各种方案进行

3、质量、工期、造价的对比。 2.2 能根据各地区地质、环境施工条件的特点因地制宜选择合理的设计施工方案,在支护结构设计计算时要充分吸取当地施工技术以及工程成功和失败的经验。 2.3 能够了解主体结构的设计要求、掌握起与基坑围护结构的相互关系、处理好临时围护结构与永久性主体结构的相互关系,以及围护结构和支撑作永久性结构的技术问题。 3.基坑支护结构类型 随着高层建筑的讯速发展，深基坑支护技术得到许多行业和部门的关注，是一个非常活跃的技术领域。目前关于深基坑支护结构的设计计算方法正在不断的完善和发展，对计算受力性质不同主要可分为三类：重力式、悬臂式、支撑式。通过工程实践的筛选，形成了适合于不同地质条

4、件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。 水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的 5m 以内，后者乃至 10m 以内首选的支护形式，土层条件好时，15m 左右基坑也经常使用。前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位 较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩布置型式可分为：实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩，既可以3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，有时也用钢板桩或 H 型

5、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。 4.逆反法支护技术 4.1 施工工艺、原理 逆作法适用于基坑较深，建筑场地狭小，周边环境对基坑支护结构的水平变形有严格限制的情况。 建筑深基坑支护采用逆作法，是地面以下各层地下室是自上而下施工，并借助于地下结构自身的能力对基坑产生支护作用，来保证基坑土方开挖，并利用地下各层的钢筋混凝土楼板的水平刚度和抗压强度，使各层楼板成为基坑围护桩(墙)的水平支撑点，并利用基坑外不同方向的土压力 (

6、包括被动土压力)的自相平衡来抵消对坑壁围护桩(墙)的不利影响。因此在施工时一般先施工楼板，再挖楼板下面的土方。 4.2 逆作法分类 4.2.1 全逆作法 利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平支撑。4楼盖混凝土为整体浇筑，然后在其下掏土，通过楼盖中的预留孔洞向外运土并向下运入建筑材料。 4.2.2 半逆作法 利用地下各层钢筋混凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋梁，对围护结构形成框格式水平支撑，待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板。4.2.3 部分逆作法 用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分位移。 4.2.4 分层逆作法 此方法主要是针

7、对四周围护结构，是采用分层逆作，不是先一次整体施工完成。分层逆作四周的围护结构是采用土钉墙。 4.3 施工工艺特点 4.3.1 可使建筑物上部结构的施工和地下基础结构施工平行立体作业，在建筑规模大、 上下层次多时，大约可节省工时 1/3。 4.3.2 施工可少受风雨影响，且土方开挖可较少或基本不占总工期。4.3.3 受力良好合理，围护结构变形量小，因而对邻近建筑的影响亦小。 4.3.4 逆作法存在的不足，如逆作法支撑位置受地下室层高的限制，无法调整高度，如遇较大层高的地下室，有时需另设临时水平支撑或加大围护墙的断面及配筋。 由于挖土是在顶部封闭状态下进行，基坑中还5分布有一定数量的中间支承柱和

8、降水用井点管，目前尚缺乏小型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土的难度增大。但这些技术问题相信很快会得到解决。 4.3.5 一层结构平面可作为工作平台，不必另外架设开挖工作平台与内撑，这样大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施，减少了施工费用。 4.3.6 由于开挖和施工的交错进行，逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递至地基，减少了大开挖时卸载对持力层的影响，降低了基坑内地基回弹量。 5.支护技术 5.1 锚杆技术 岩土锚杆是一种埋入地层深处的受拉杆件，它的一端与工程结构物相连，另一端锚固在地层内并通过对其施加预应力，以承受由土压力、水压力等所产生的结构拉力，以维持工程结构物的稳定。岩土锚固

9、能充分发挥岩土能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，大大减轻结构物自重，节约工程材料，并能保证工程施工的安全与工程结构的稳定，具有显著的经济效益和社会效益。 工程实践中锚杆的结构形式很多，如按是否预先施加预应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆；按锚固机理分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆；按锚固体传力方式分为压力型锚杆、拉力型锚杆、剪力型锚杆；按锚固形态分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球体型锚杆等。锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优6势，在我国从北到南相继获得应用。 5.2 旋喷桩帷幕墙支护 此种桩幕墙的实施方法是在对地基土钻孔，在达到一定深度后，再将钻杆从深处

10、逐渐上提，并在上提的同时，通过钻杆底部的旋转喷嘴，再喷入水泥浆固化剂到地基土深处，慢慢形成水泥土桩，然后达到桩体相连，最终形成可用作支护作用的帷幕墙。此法比较适应于狭窄地区的施工。其特点是防水抗渗、截面抗弯刚度以及整体性能均有较好表现，而且施工成本低，极施工，缺点则是工期时间过长。由于形成水泥土桩的工艺不同，但其基本作用与深层搅拌水泥土桩相同。 5.3SMW 工法 水泥土连续墙(SMW 工法)是采用专用多轴搅拌机，就地钻进切削土体，同时从其钻头前端将水泥浆液注入土体，经反复搅拌和充分混合后，再将 H 型钢或其它芯材插入搅拌体内，形成地下连续墙体。这种墙体具有止水性好、对周围环境影响小、无泥浆污

11、染、施工速度快以及对地层适应性强等特点，在国内外得到广泛的应用。受力分析：SMW 工法是在水泥土搅拌桩中插入受拉材料，通常为 H 型钢。一般认为水泥土与型钢之间的粘结强度和混凝土与钢筋之间的粘结强度相比很小，因而很难认为水泥土与型钢是共同工作的。通常认为：水土侧压力全部由型钢独立承担，水泥土搅拌桩用于抗渗止水。不过试验表明，水泥土对型钢的包裹作用提高了型钢的刚度，可起到减少位移的作用。此外，水泥土还起到套箍作用，可以防止型钢失稳。 SMW 工法具备的优点： 75.3.1 劲性水泥土连续墙(SMW 工法)具有无泥浆污染公害、对周边环境影响小、占用施工空间少、施工速度快、造价低等特点，适用于周边环

12、境复杂、施工场地狭窄的基坑工程。 5.3.2 水泥土对型钢的包裹作用能够提高型钢的刚度，可起到减少位移的作用。此外，水泥土还起到套箍作用，可以防止型钢失稳。 5.3.3 水泥土搅拌桩对 H 型钢变形的适应性较好，基坑计算变形在30mm 左右时不会导致墙体大量开裂。 6.结语： 深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保质量。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。因此，加强对建筑深基坑施工技术的研究意义重大。参考文献： 1 陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述J.四川建材，2006(4):148149. 2 张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析J.黑龙江科技信息，2007(13):262. 3 张雪，秦跃民.深基坑支护施工技术J.兰州工业高等专科学校学报，2003，10(4):4850.