对高层建筑基坑施工支护设计

【摘 要】随着我国发达地区人口、和经济的快速增长,建筑技术的提高,土地的日益短缺.在我国沿海地区等发达地区及城市,高层建筑乃至超高层建筑需求日益增多,高层建筑土地利用率高和经济效益显著,是高层建筑的优势所在,亦是经济社会的大势所趋.本文以连云港地区为例,对高层建筑的基坑施工和及其支护体系的设计方案进行相关的特点说明和要点分析.

【关 键 词】高层建筑；基坑支护；设计；施工

1引言

对于发达地区而言,由于土地资源稀缺,对土地资源作最大限度的利用是必要的建设规划.因而,近年我国大部分地区的建筑工程项目当中,高层建筑占大比例.作为高层建筑的基础所在,基坑施工在工程中占重要位置,建筑主体的安全性、承托能力及建筑架构的各种系数皆以此为基础,而在基坑施工当中,其支护体系的设计尤为重要.连云港地区高层建筑较多,且今后需求量更甚.对这一地区已建高层建筑的基坑施工,及相关支护体系的设计方案的分析研究,有一定的价值和意义.

2关于高层建筑基坑支护设计

每项建筑工程的基坑支护设计,都必须因应其工程实际需求而制定.高层建筑能有效利用空间资源,但高层建筑对基坑支护设计较常规基坑支护设计有更多的要求.对于高层建筑而言,作为整个工程的基础部分,基坑施工和支护体系的设计举足轻重.方案的制定要科学而合理,无论技术还是方案设想,都要充分吸取前人经验.

2.1基坑支护的设计

基坑支护的设计要因应工程的地质条件、结构特点、环境要求等相关因素进行相关具体的制定.高层建筑一般采用开挖深度超过5米的深基坑,基坑越深,其支护施工的要求就更高.支护施工,是指基坑施工的过程中对基坑的支撑及相关防护性工作的设计,基坑支护的设计要注意考虑由于地质、周边环境、工程结构等各种因素.另外为了保证基坑施工的顺利进行,过程中必须采用加固、支撑等系列基坑保护措施,常见的基坑支护方法有地下连续墙支护、钢板桩支护、排桩支护、基坑内支撑、土钉墙等.

2.2基坑支护的施工流程

高层建筑的深基坑施工及其支护体系的设定技术要求更高,流程规范化更为严谨.常规的基坑支护施工流程一般是：施工前的准备——支护桩施工——联系梁施工——锚杆施工——土方开挖.深基坑支护的施工流程有严谨的规范,次序上亦十分讲究,先后不能随意颠倒混乱,在某些重要工序上,必须要通过相关检测部门的相关验收,并验收合格方能进行下一工序.每个工序都必须全部完成才进入下一流程：例如,联系梁施工时应当先开挖好基槽,待工程检测方验收合格后才可进行抗渗漏墙的混凝土浇筑,最后,才是联系梁的施工.

2.3基坑支护工程的施工

由于高层建筑的深基坑施工要将土地进行深层挖掘和施工,因此,在基坑支护工程的施工过程中,要首先考虑施工现场周边环境的相关情况,要根据周边环境影响因素去考虑基坑的支护能力、基坑稳定性等；在基坑施工和支护体系的设计上也应当注意降低对环境的骚扰.在施工全过程中,要先以对周围设施的影响为先,注意尽量减少对周边环境的影响,必要时可采取对施工现场进行围闭等措施.其次,施工过程中,制定长效的施工管理机制,合理安排施工人员的进场,力求做到在有限的施工现场和限定的工程时间内顺畅地完成各项施工任务.

3连云港地区土层结构特点及对高层建筑设计的影响

连云港作为我国首批改革开放的沿海城市之一,亦是我国著名的港口城市之一,是中国重要的综合性国际贸易枢纽城市,经济发达,商业兴旺.已建高层建筑较多,今后对高层建筑甚至超高层建筑的需求量大,因此,对该地区的土层结构特点进行调查研究分析,并归纳出基于该地区土层结构特点下,对高层建筑的深基坑工程施工及相关的支护体系设计有何种影响,并得出一个基础认识十分有必要.

首先,从地貌上看,连云港市区的大部分地区土地表层分布着1-25米不等的软土层,泥土性质属于欠压密土,主要由滨海沉积淤泥或者淤泥质土组成.软土层虽然具一定的结构强度,但基于泥土是海水长年沉积而成,天然含水量及土层间隙多,因而土层的流变性、高压缩性、低透水性及触变性较大.而连云港所辖的三个主要区域当中均分布有大量软土,过去由于对软土层的认识不深,造成在软土地上兴建的建筑物出现大量沉降.而今年基于这个原因所出现的,在高层建筑基坑施工程过程当中发生事故的现象也时有发生.如连云港110指挥中心工程的基坑滑移事故、东盛阳光大厦基坑周边路面坍塌及断桩事故等.

4针对连云港地区高层建筑基坑支护体系设计方案的选择及计算要点

明显地,连云港地区基于软土层所带来的建筑隐患较大,因此,在该地区建设高层建筑时,在深基坑施工和相关支护体系的设计方案选择和工程核算过程中,应当对这方面高度重视.

4.1设计方案的注意要点

基于地区土层结构特征,连云港地区高层建筑的基坑施工及相关支护体系的设计方案,应当着重注意建筑工程场地地貌的勘察及勘查结果,做好基坑施工和相关支护方案的设计.另外,必须基于场地地貌有可能引发的基坑事故因素和施工风险评估去设计施工方案的预设,对相关数据进行准确的勘察计算,对方案有具体而细节的设定,并反复评估施工方案的可行性.

4.2基坑施工方案的选择及相关预想

基于连云港的地质结构,应当在基坑施工方案的选择和制定时,考虑众多由于复杂地质结构而造成的不确定因素,以制定合适的方案,避免重大基坑事故的发生.一般地,在软质土层结构的深基坑施工场地上,引发基坑事故的原因通常有地下水渗漏、承压水影响以及土体变形等.另外,在基坑支护结构的设计上,基于地基土为淤泥的土质特性可选用钢筋混凝土地下连续墙或者大直径两排钢筋混凝土管桩,再于中间处加水泥搅拌桩幕墙等方案.

4.3主要监测项目及监测方案

为了有效防止地下水渗漏、承压水影响以及土体变形等深基坑施工事故的发生,施工方案的制定必须对基坑事故的可能性进行预想,设定监测点,在施工过程中进行渗水量、地下水位、墙背土体空洞、延墙边附件结构观察、基坑内外沿滑动面棺材等相关项目的监测,以保证工程的顺利进行.另外,可基于场地地基土的实际状况,针对某个突出问题制定重点监测方案.例如,为保证基坑支护结构、边坡和周边建筑物的安全,在基坑的施工过程中,必须要对边坡和支护结构进行有关基坑位移方面的综合监测.