高层建筑的基坑施工和支护设计
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摘要：高层建筑深基坑支护技术是高层建筑深基坑的必要加强和防护，合理使用高层建筑深基坑支护技术有利于高层建筑基坑和整体建设实现安全和稳定。本文主要对高层建筑的基坑施工和支护设计相关问题进行了简要分析。
关键词：高层建筑；基坑施工；支护设计
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
随着我国城镇化进程的逐步加快，再加上我国人口数量大、人口基数大，导致可利用的土地资源也越来越少。为了最大限度的利用每块土地的价值，高层建筑显得越来越普遍，基坑支护作为高层建筑工程施工建设中的一个比较重要的环节，在高层建筑的建设中显得越来越重要。
一、高层建筑深基坑支护技术的概述
1、高层建筑深基坑支护技术的产生背景
目前，我国城市化进程加速，城市进入高速发展和扩张时期，土地资源的紧缺和不可再生性等特点导致了城市中高层建筑的数量不断增多。高层建筑安全和稳定的根本就是深基坑工程，高层建筑高度越来越高，自重越来越大，基坑的深度也会越来越深，如何确保基坑的稳定成为一项重要且迫切的问题，需要建筑行业加以解决。因此，高层建筑深基坑支护技术应运而生，并成为建设单位和队伍必须掌握的一项技术。
2、高层建筑深基坑支护的功能
高层建筑深基坑支护结构主要有两项功能：一是对外周土层的阻挡，一是对外周地下水的阻挡。高层建筑深基坑支护结构通过连续墙、灌注桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等形式对深基坑侧壁进行加强，避免侧壁出现坍塌、滑落和侧移，降低地下水渗入对深基坑结构、功能和安全的影响。到如今高层建筑深基坑支护功能和结构有了很大的变化和提高，各种多功能支护结构不断出现，丰富了高层建筑深基坑支护形式，提高了对深基坑的支护效果。
3、高层建筑深基坑支护的功能
高层建筑深基坑支护结构主要有两项功能：一是对外周土层的阻挡，一是对外周地下水的阻挡。高层建筑深基坑支护结构通过连续墙、灌注桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等形式对深基坑侧壁进行加强，避免侧壁出现坍塌、滑落和侧移，降低地下水渗入对深基坑结构、功能和安全的影响。到如今高层建筑深基坑支护功能和结构有了很大的变化和提高，各种多功能支护结构不断出现，丰富了高层建筑深基坑支护形式，提高了对深基坑的支护效果。
二、高层建筑基坑支护施工前的设计
1、基坑方案设计管理
基坑支护方案是基坑建筑的准绳，是基坑支护施工的指导性文件，基坑支护方案设计的科学性与否直接关系到基坑支护施工的质量，间接影响整个施工项目，一点的出错都可能对整个工程造成损坏，调查显示为了保证基坑支护设计的科学性，必须加强基坑支护设计的管理，要严格对待，对基坑设计的科学性进行控制，基坑方案设计管理包括了设计专业人才培养和设计过程的监督管理，设计专业人才培养是基坑方案设计管理的基本型工作，设计人员的专业素质直接关系到设计方案的科学性，设计管理过程主要对设计工作人员的专业素质进行考察和培养，对设计专业技能考察不合格的人员进行淘汰，及时开展专业培训课程，提升设计人员的地基知识、力学知识等专业技能。其次设计过程的监督管理，调查表明，43%的基坑支护施工事故都是因为设计方案出错造成的，所以应该加强设计过程中的监督管理，设计的监督主要是对基坑支护设计的科学性进行监督，设立专门的监督组织或者专业人员进行监督管理，检查基坑支护结构是否科学、排水设计是否合理、方案的可操作性有多大，对基坑支护设计进行技术指导，监督机构或者个人的专业技术必须够硬，保证监督管理工作的质量，同时还有对设计过程中的参数进行检查，检查是否有错。
2、设计方案审查
设计方案的审查是设计方案科学性的最后一道保障，也是对设计工作和设计监督工作的一个检查，设计方案的审查主要是设计方案的科学性和经济成本，有条件的公司可以设计专门的方案审查部门，如果为了降低建筑成本，也可以不设立专门的部门，只要达到审查的目的就行，可以成立临时性的专家检查小组对设计方案进行全面的审查，审查基坑支护设计是否符合建筑的地理环境，是否符合经济安全的施工要求，检查基坑支护抵抗自然灾害的能力，设计方案审查和设计简单工作有一点相似，但是设计方案审查是更深层次对设计方案进行全面的考虑和检查，必须全面考虑基坑施工的各个方面和各个影响因素，对不合格的设计方案要马上责令修改。
三、基坑支护施工技术在高层建筑中的应用
1、钢板桩支护结构
钢板桩是由带钳口或者锁扣的热轧型钢制作而成，而将这些钢板桩互相连接起来就组成了钢板桩墙，钢板桩墙的主要作用是挡水和挡土。现在，钢板桩最常采用的截面形式是直腹板型、Z型以及U型。由于钢板桩的制造技术比较简单，所以钢板桩被广泛应用于基坑支护系统中。但钢板桩的柔性比较强，如果锚拉或支撑系统的设置不恰当，钢板桩就会产生较大变形，因而在基坑深度大于7m时，基坑支护系统不适于采用钢板桩支护结构。而在完成地下室的施工建设后，钢板桩还要，所以在使用钢板桩支护结构时，还要将取桩过程对周边环境造成的影响进行通盘考虑。
2、内环梁支顶法
内环梁支顶法首先使用钢筋混凝土灌注桩的单桩密排挡土以及水泥拌合帷幕挡水，将基坑四周封闭起来，然后在基坑中央位置设置大直径的钢筋混凝土环形梁，再通过放射性钢结构支顶在围护桩的边梁结构上，这样解决了深基坑土质松软的问题。
3、土层锚杆支护结构
土层锚杆又简称为土锚杆，具有很强的抗拉力。土锚杆的主要特点是能和土体结合在一起，能够承受很大的拉力，可以使用高强度的钢材形成稳定的结构，可以对建筑物的变形量进行有效控制，在施工中不需要使用大型机械，经济效益比较明显，还能够大量节省劳动力，加快施工进度。
4、排桩支护
排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩和桩之间有一定间距的疏排布置形式和桩与桩之间相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土冠梁加以可靠连接。这种基坑支护形式应用较广，且适用于各种土质、各种深度的基坑。
5、地下连续墙支护
当软土层中基坑开挖深度大于10米、周围相邻建筑或地下管线对沉降和位移有较高要求时，常采用地下连续墙作为基坑支护结构。随着技术的发展和施工方法的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建结构的侧墙。地下连续墙支护墙体刚度大、整体性好，止水防渗效果好，适用于各种地质条件的超深基坑的支护结构，但是造价高，容易对环境造成影响。
四、对于施工时突发事故的应急措施
施工现场的备用应急材料和设备，例如钢筋水泥，喷浆机，水泥，沙袋等等。如果地面出现了裂缝，应该及时的灌浆来进行修补，以防止地表水渗入。在发现土移过大的时候，应该马上停止挖土，要根据现场的实际情况及时的采取回填土的措施，与此同时要加强监测的频率。如果出现漏水的情况，应该马上查找对应的水源应该切予以截断，适当的可以采用的是双液注浆止漏的方法。在开挖至基坑底的时候，如果坑底土位移过大或者隆起过大的时候，应该调整挖土的顺序，可以用跳挖的方式开挖承台，分块开挖，同时应该加紧铺设垫层，垫层中可以根据情况配筋，与此同时还要用砂包反压等措施。
施工的过程中任何事情都有可能发生，我们要通过对监测数据及时分析和了解土方开挖及支护的设计。中间的任何一个环节出现了问题都会给整个工程的质量带来巨大地影响，为保证施工的质量和避免伤亡的事故，要制定切实可行的方案，坚持以人为本，安全第一，预防为主的基本原则来设计。在正式开始施工之前，需要有资质的设计单位制定出一个完整可行的设计方案，并且要通过相关部门的审批，在施工的过程中需要严格的遵循着设计方案施工，然后切实的制定一个降排水的方案，降水和排水以及止水是对工程的安全性和经济性有着重大影响的方面，大多数的高层建筑深基坑工程的事故都与水有着直接或者间接的关系。再次要在施工过程中做好施工的检测，对基坑土层的性状。支护结构的变位以及周边环境条件的变化要进行各种观测和分析，并且将观测结果及时的反馈。
结束语
综上所述，高层建筑深基坑支护技术有着不断发展和进步的空间，新时期要从高层建筑深基坑支护工作的实际出发，要联系高层建筑深基坑工程的安全、效率和质量展开支护结构的设计和施工，要对设计观念、设计方法、支护结构等重点展开技术应用，发挥出高层建筑深基坑支护结构的真正价值，起到维护高层建筑深基坑稳定，确保高层建筑安全的作用。
参考文献
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[2]汪福元.高层建筑深基坑支护施工技术探讨[J].科技创新与应用，2013.
[3]梁瑞友.高层建筑深基坑支护施工技术研究[J].中国新技术新产品，2012.