高层建筑超大深基坑土方开挖与支护技术分析

高层建筑超大深基坑土方开挖与支护技术分析

刘庆

湖北建设监理有限公司湖北省武汉市430000

摘要：高层建筑施工时，地基工程需要大量的施工时间与资金。尤其是深基坑工程的开挖与支护工作，由于施工环节较为复杂，施工过程中突发状况较多，因而要引起施工单位的格外重视。在进行高层建筑超大深基坑土方开挖与支护工作时，要结合施工现场具体情况，同时还要考虑到施工造价以及施工周期的影响，确保建筑工程施工工作的顺利开展。

关键词：高层建筑；超大深基坑；土方开挖；支护技术

引言：随着国内城市化进程的不断加快，高层建筑的数量与规模不断提升。在进行高层建筑的施工过程中，提升基础工程的施工质量可以确保建筑项目的安全性、可靠性、耐久性。本文先对高层建筑超大深基坑开挖方法进行研究，并进一步探讨超大深基坑的土方开挖技术与支护技术，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

一、超大深基坑的开挖方法

（一）盆式土方开挖法

在进行高层建筑的基坑土方开挖工作时，盆式土方开挖法是现阶段应用较广的一种方法。施工过程中，先从基坑的中心区域进行土体的开挖。待中间土体开挖完成之后，再将周边的土体挖除掉。需要注意的是，开挖过程中要做好基坑以及周围土体的变形控制。为了提升开挖过程的安全性，技术人员要对基坑周围所预留土体的宽度、高度以及坡度等参数进行严格的计算，以免造成边坡失稳等问题。

（二）中心岛式挖土法

对于中心岛式基坑开挖方法而言，主要适用于高层建筑的基坑开挖工作，并且深基坑的支护形式主要以角撑以及环梁式支撑形式为主。施工过程中，施工人员要采用围护结构的形式来控制周围土体出现的变形。采用中心岛式开挖方法，可以使基坑开挖工作具有较强的主次性，并且该方法可以充分发挥围护结构的作用。开挖时挖土机械可以利用中间的土墩下到基坑进行挖土工作，并且运土的汽车也可以借助土墩进行运输。这样一来，极大的提升了基坑开挖的速度。但是，这一方法的围护结构形成时间较早，因而结构会出现较大的变形。此外，该方法的出土路线较为复杂，对于施工现场的管理工作也有较高的要求。

（三）逆作法土方开挖

应用逆作法进行土方开挖工作时，要严格按照地下结构自上而下的进行土方开挖。该方法的主要优势是可以确保楼上结构与地基基础结构施工的同步开展，立体作业的模式极大的提升了施工的速度。同时，逆作法的受力结构较好，并且围护结构不会出现较大的变形，该方法也不会对周边的环境造成较大的影响。但是，该方法会受到地下结构层高的限制，并且施工过程中大多采用小型的挖土设备进行土方开挖。

二、超大基坑开挖技术分析

（一）做好边坡支护工作

超大深基坑开挖工作时，要做好支护结构的选取。现阶段，应用较多的是水泥挡墙结构以及排桩、板墙支护。施工过程中，要根据施工现场的实际状况合理选择支护形式。同时，还要参考施工区域的水文地质状况以及施工周期、造价成本等因素合理选择支护施工方案。

（二）做好施工现场的降水工作

基坑开挖过程中，要做好基坑的降水排水工作。施工人员可以在基坑中央区域设立降水井，同时可以在基坑内部设计纵向、横向的排水盲沟。由于基坑降水之后会打破原有的地下水平衡状态，甚至可能造成基坑变形。因而，在采取降水排水措施的过程中，要采用回灌等方式进行处理，以降低对于周围环境的影响。

（三）做好基坑土方开挖的安全防护

开挖过程中首先要做好基坑的开挖变形监测，这一过程中技术人员可以设置相应的基准点，并且将监测工作的重点放在位移速率以及地下水位变化、沉降量等参数上。监测过程中，一旦发现裂纹或者是较大变形，要及时采取处理措施降低土体的剪应力。施工人员可以采取坡脚临时压重或者是坡顶主动减载的方式进行处理，同时也要做好临时加固支护工作

三、超大深基坑支护技术

（一）灌注桩支护技术

施工过程中，首先要做好施工准备工作。在钻孔设备就位之后，施工人员要进行设备的整平、调正与稳固工作，进而保证钻机钻进过程中不会出现倾斜或是是移动等问题。准备工作完成后，就要进行钻孔工作。钻进过程中钻机先不要立即进行钻入工作，等到部分泥浆进入之后，再进行钻进工作；钻孔过程中如果没有特殊的原因，不能出现钻孔停止现象。在进行钻杆接长工作时，首先要把方形套卸去，之后再提升钻杆露出钻盘。接长钻杆过程中，要严格遵循先卸后装的原则进行操作；钻进工作时一旦遇到淤泥层，要尽量减慢钻进的速度，同时还要增加泥浆的浓度，以防塌孔与缩孔等问题的出现。钻孔工作结束后，要及时的进行清孔工作。一般来说，清孔工作需要分两次进行，并且首次清孔工作要在成孔之后立即进行；对于二次清孔工作来说，大多是在钢筋笼下放到位以及导管安装结束之后才能进行。清孔过程中，要对泥浆指标进行实时的测定与控制，施工中要保证清孔后的泥浆密度不超过1.15。

（二）护坡桩支护技术

护坡桩支护主要是对钻孔压技术进行了应用，通过水泥浆浇筑进行护壁，在浇筑完成之后，再对无砂混凝土、碎石等进行投放。通常，护坡桩支护流程主要包括：第一，需要通过螺旋钻杆钻到指定位置；第二，需要遵循自下而上的顺序注入水泥浆；第三，在水泥浆注入完成之后，需要马上提出钻杆，再对钢筋笼进行合理投放。

（三）土层锚杆支护技术

在通过土层锚杆对基坑进行支护时，所涉及到的重要机械就是锚杆钻机。在进行施工时，首先需要通过锚杆钻机钻到指定位置，然后再对水泥浆进行注入，等到上述作业完成之后，需要实现钢绞线的有效穿入，同时也需要进行持续补浆，并确保安全之后，对其进行锁定。接下来，施工人员需要对锚杆的实际位置进行准确测量，结合实际情况进行适当调整，最后再进行钻孔。在进行钻孔时，需要实时监控钻进状态，一旦发现障碍物，应马上进行清理，并停止钻进，待清理完毕之后才可以继续进行钻进。另外，在锚杆位置确定之后，需要取下锚索，并对锚索进行隐蔽处理[1]。

（四）土钉墙支护技术

对于土钉墙支护技术而言，其是近几年刚流行的一种新型的挡土技术，该技术主要被应用在稳定边坡工作中。土钉墙支护技术之所以能够得到广泛的应用，主要是因为该技术使用过程中操作较为简单、快速，并且经过大量的工程实践证明该技术有着良好的支护效果。施工中所用到的土钉，是一个较为细长的杆件，它的主要作用就是进行现场原位上体的加固。钻孔工作结束之后，要把变形钢筋放进到孔中，同时还要沿着孔全长方向进行注浆。对于土钉墙支护结构来说，主要由三部分所构成：土钉群以及喷射而成的混凝土面墙、土体。土钉支护技术在具体的应用过程中，对于施工现场的地质条件有着较高的要求。一方面，施工现场的土体要具备一定的临时自我稳定能力。另一方面，在我国的一些沿海地区，地质条件大多以软土地基为主，因而在沿海地区要应用加筋泥土墙支护技术进行超大深基坑的支护。施工过程中用到的加筋水泥墙大多是由H型钢和水泥土桩所构成。这主要是由于水泥的抗渗能力较强，同时H型钢有着较强的侧向负荷能力。

结论

简而言之，在进行高层建筑超大深基坑的施工过程中，要做好深基坑的开挖、降水以及后续的支护工作，对于开挖、支护技术要进行合理选择。同时，要尽量减少挖孔桩的占地面积，并且施工中的相关方案要经过专家组的审核。这样一来，才能确保建筑工程使用过程的安全性与稳定性[2]。

参考文献

[1]赵志缙，赵帆．高层建筑施工（2版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2017．

[2]中国建筑科学研究院．JGJ120—99建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2018．