高层建筑项目中的深基坑支护施工技术研究

引言

随着城市化进程的不断加快，土地资源日益紧张，高层建筑成为缓解城市用地压力的重要方式。而高层建筑为满足结构稳定性和安全性要求，往往需要开挖较深的基坑，深基坑支护施工技术应运而生。深基坑支护不仅要保证基坑本身的稳定，防止坍塌、变形等事故发生，还要有效控制周边土体的位移和沉降，避免对周边建筑物、地下管线和道路等造成不利影响。因此，深入研究高层建筑项目中的深基坑支护施工技术，对于保障工程安全、提高施工效率、降低工程风险具有重要的现实意义。

1 常见的深基坑支护技术

1.1 钻孔灌注桩支护

钻孔灌注桩是一种适用于地下水位高、地质条件复杂情况的支护方式,它通过机械钻孔、钢管挤土、人工开挖的方法,在基础土层上凿出一个桩孔,然后将钢筋笼置于其中,灌注混凝土制作成桩。该类支护方式承载力大,稳定性强,能有效抵御侧向土体压力和地下水压力。

1.2 地下连续墙

地下连续墙是在地面上采用专用设备，沿着基坑周边开挖出一条狭长的深槽，在槽内吊放钢筋笼后浇筑混凝土，形成一道连续的地下墙体。其具有刚度大、止水性能好、适用范围广等优点，可用于各种复杂地质条件和深度较大（ 20m 以上）的基坑工程。地下连续墙不仅能作为基坑支护结构，还可在后期作为主体结构的一部分，减少工程投资。但该技术施工工艺复杂、成本较高，适用于对支护要求高、周边环境敏感的高层建筑项目，如临近地铁、重要建筑物的基坑工程。

1.3 土钉墙支护

土钉墙支护是通过在基坑边坡土体中打入土钉，并与喷射混凝土面层相结合形成的支护体系。土钉与土体之间的摩擦力和粘结力共同作用，提高了边坡土体的稳定性。土钉墙支护施工简单、成本低、工期短，适用于地下水位较低、土质较好（如粘性土、粉土、砂土等）且基坑深度不大（一般不超过 12m）的场景。但该技术止水性能较差，在富水地层或软土地基中应用受到限制，需结合降水或截水措施使用。

1.4 钢板桩支护

钢板桩支护由带锁口的热轧型钢钢板桩拼接而成，形成连续的支护墙，具有强度高、止水效果好、可重复使用等特点。其施工速度快，适用于深度较浅（ 5-8m ）的基坑工程，以及需要快速施工的临时支护场景，如抢险工程、市政工程中的基坑支护。但钢板桩的刚度相对较小，在软土地基中易产生较大变形，对周边环境影响较大，因此在周边建筑物密集区域的应用需谨慎。

2 高层建筑项目中的深基坑支护施工技术

某高层项目建筑总用地面积约为 34 223.6m² ，总建筑面积约为 418407.3m² 。基坑开挖深度约为 12.0m ，开挖面积约为 32 200m² ，周长约为628m 。基坑工程周边道路密集，居民建筑较多，路面以下存有大量排水管道、通信光缆及燃气管道，基坑安全等级较高。深基坑支护技术的方案选型往往涉及开挖深度、上层建筑结构形式、场地水文地质条件、场地周边环境及经济条件等多个因素。本工程结合上述参考因素及各类支护方案特性，最终采用了钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水帷幕支护体系。

2.1 土方开挖及回填施工

基坑土方开挖前，需先基于全站仪的测量放线工作设立主控制点，利用设计轴线及交点标高绘制等高图，并以此为基础把控开挖深度，开挖过程中应遵循土体变动效益，分区分段开挖，减少因土体变动过大所引发的扰动现象，同时开挖过程应基于土体位移监测数据，严格控制开挖深度，做到快挖和安挖。此外，开挖应避免在暴雨等不良气候下进行，土体回填时应采用级配较好的砂石及压实度满足规范要求的素土进行填充。

2.2 基坑降水施工

根据场地水文地质条件，地下水主要以孔隙潜水为主，采用降水井进行集中降水，沿基坑周边布置。此外，地下水位变动受大气降水影响，为保证基坑开挖流程正常进行，应在地下水流富余地带布置应急井，以便突发状况下可及时降水，保障地下水位稳定。

2.3 水泥搅拌桩施工

水泥搅拌桩施工为保证其连贯性，通过套接法施工，使其形成水泥土搅拌墙，用于防渗。搅拌固化剂采用 P42.5 级普通硅酸盐水泥，利用三轴螺旋钻头按照三喷两搅施工工艺进行搅拌。水泥搅拌桩施工要点如下。1)按照设计要求先对场地进行平整，后续进行测量放样，将桩点布置好，同时利用挖掘机开挖沟槽，用于引导。2)桩机沿开挖沟槽就位于布置点附近，搅拌前应再次进行校验，保证误差小于 50mm ，同时钻机垂直度应控制在1/200 以内。3)制备好满足搅拌需求的水泥浆体，配置时长不大于 2h，同时相邻桩体施工时长应小于 12h，校验合格后开始喷浆下沉，下沉速率控制在 1m/min 左右，提升时应控制在 1.5m/min 左右。

2.4 钻孔灌注桩施工

1)钻孔前期工作包括施工场地平整及测量放样，进行点位布置，以及泥浆储备池及运输通道布置，同时还应做好突发情况准备。2)在布置点位进行护筒埋设，采用 4mm 厚的钢护筒，埋置深度不宜小于 1.0m ，埋设时应基于十字法对齐中心，护筒中心与钻孔中心误差不应大于 15mm ，同时其垂直度偏差不应大于 1/100，埋设完成后应回填一定量的黏土进行固定。3)钻机运输至点位附近后，首先应进行底座校准，同时做好钻头垂直度偏差检验，不应小于 1/200 4)钻孔过程中，为避免塌孔、缩径及倾斜等事故，应严格控制进尺速度，在应对硬土层过渡向软土层时，可适当加速，反之应加压慢钻；最后应及时修补或更换钻头，避免因钻头损耗导致偏移现象。5)钢筋笼安装时，采用多点平衡吊放，以提高吊装精度，吊放时应缓速下降，为保证浇筑后保护层厚度达标，在钢筋笼四周设置 4 个保护层垫块，使其下放后与孔壁间存留足够距离。6)浇注混凝土时，采用刚性导管进行浇筑，以连续浇筑为主，其浇筑速率应根据具体情况进行合理调控，同时其管口埋深应不低于 2m_⨀ 。

2.5 基坑土体位移监测

深基坑支护施工过程中，需对支护结构和周边环境进行实时监测，监测点的布置应具有代表性，监测频率随施工阶段动态调整，在基坑开挖阶段应加密监测。位移监测技术在水文地质条件复杂情况下不仅能提供支护结构的位移和变形数据，还能有效评估支护结构施工中的安全和稳定。本工程分别对桩顶竖向及水平位移数据进行了观测点布置，并基于当地具体气候定时记录数据。此外，针对数据异常加速时，应根据实际情况进行再调整，并准备好补救及加固措施。

结论

深基坑支护施工技术是高层建筑项目安全顺利实施的关键，其涉及地质勘察、结构设计、施工工艺、监测反馈等多个环节，具有较高的复杂性和技术性。在实际施工中，应根据工程地质条件、周边环境要求等因素，合理选择支护类型，严格把控施工质量，加强监测与反馈，及时解决施工中出现的问题。随着建筑技术的不断发展，深基坑支护技术也将不断创新和完善，为高层建筑项目的深基坑施工提供更可靠的技术保障，推动建筑行业向更安全、高效、环保的方向发展。

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