基坑支护施工技术在高层建筑中的应用

摘 要：随着我国城市化进程的不断发展,土地资源越来越紧张,为了更合理的利用土地资源,建设高层建筑也成为越来越普遍的现象.但高层建筑基坑施工仍然存在各种问题,本文对高层建筑基坑建设现状进行了分析,并对基坑支护施工技术在高层建筑中的应用进行了研究.

关 键 词：基坑支护技术；高层建筑；应用

1.引言

随着我国城市化进程的逐步加快,可资利用的土地资源越来越紧少,再加上我国人口数量大、人口基数大,导致土地资源的利用也来越紧张.为了解决用地紧张的问题,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,作为高层建筑工程施工建设中的一个比较重要的环节,基坑支护技术在高层建筑的建设中显得越来越重要.随着建筑物的建设高度不断提高,基坑支护技术的不断成熟,在工程施工时对基坑工程的要求也越来越高.

2.我国高层建筑基坑施工的特点

2.1基坑深度不断增加

为了节省土地资源、提高土地利用效率,并且满足城市管理的有关规定等,建筑高度越来越高,而且不断向下发展.以前,城市建筑很少建设地下室,而现在建设多层地下室在城市建筑中已经很普遍,因而,基坑的开挖深度越来越大.

2.2工程施工的地质条件越来越差

现在,我国高层建筑工程施工的地质条件越来越差,基坑周边的环境复杂,尤其在一些沿海地区,地质条件的问题已经特别突出.一般来说,高层建筑都建设在人烟稠密、建筑物比较集中地地方,而这些地段的老旧建筑比较多,建筑结构陈旧,地上和地下都分布着密密麻麻的各种管线.这就对基坑施工提出了比较高的要求,基坑施工不仅要保障基坑本身的安全稳定,还不能对周围的建筑物和地下设施造成破坏.

2.3基坑支护类型越来越多

就目前来讲,基坑支护技术的类型越来越多,包括钢板桩支护结构、深层搅拌桩支护结构、排桩支护结构、地下连续墙支护结构以及土钉墙支护结构等等.

2.4基坑支护系统存在安全隐患

基坑支护系统结构复杂,如果支护结构没有起到相应的作用,基坑周围的地下管线、房屋等都可能受到影响,引起纠纷,严重的工程事故不仅会造成人员伤亡还会产生巨大的经济损失.因此,在基坑施工过程中,一定要对基坑的支护结构进行科学合理的设计,并采取安全有效的支护结构,确保基坑施工的质量.

3.高层建筑中的基坑支护施工技术

3.1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.但是钢板桩也有其不利的方面：①在进行钢板桩的施工时噪音比较大,不仅会影响基坑周边的环境,还可能导致临近地基变形,不适合在人口较多、建筑物比较密集的地方使用.⑦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.③在完成地下室的施工建设后,钢板桩还要拔出来,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.

3.2深层搅拌支护结构

深层搅拌支护就是将水泥作为固化剂,然后通过机械搅拌,让水泥和软土产生一些列的化学反映和物理反映,在水泥和软土之间产生硬结,然后就会形成具有一定强度和相应稳定性和整体性的水泥土挡墙.深层搅拌支护结构适用于粘土、淤泥、淤泥质土等土层,但不利于在涵碱度较高的土层中使用.基坑深度不超过6m时,才能使用深层搅拌支护结构,因而在基坑施工时要通过实验确定泥炭质土、有机质土的基坑开挖深度.

3.3地下连续墙支护结构

地下连续墙支护结构主要适用于地下水位以下的砂土层和软粘土层等多种地层条件和比较复杂的施工环境,尤其适用于基坑底面以下有深层软土而又需要将墙体插入很深的状况.地下连续墙具有良好的防渗水、止水的能力,墙体的整体刚度较大,因而在地下工程的施工中,地下连续墙支护结构在国内外都得到了广泛的应用.在基坑深度大于10m,而且基坑周边环境必须要保护的状况下,一般采用地下连续墙支护结构,在这样的情况下,地下连续墙支护结构与其他支护结构相比具有经济效益好、技术要求低的优点.但是地下连续墙支护结构也有其不利的方面,在坚硬的土体中将地下连续墙挖成沟槽要面对很大的困难,尤其是碰到岩层时,还需要使用专门的成槽工具,增加了施工费用.而且在施工时泥浆会污染施工现场,破坏施工场地.

3.4排桩支护结构

排桩支护结构的主要功能是挡土,是以柱列形式间隔布置钢筋混凝土钻孔、挖空灌注桩等为主的一种支护类型.柱列式间隔布置形式包括桩与桩相切的密排布置形式和桩与桩之间具有一定间距的疏排布置形式.排桩支护结构作为挡土围护结构,柱列式灌注桩的刚度比较好,但是各桩之间的联系要靠在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁来进行.选择排桩支护结构时,由于灌注桩可以进行人工挖孔或者进行机械钻孔,不需要使用大型机械,施工要求比较低,不会对周边环境造成危害,与地下连续墙支护结构相比,制造成本比较低.

3.5土钉墙支护结构

土钉墙支护结构主要用于开挖土体和稳定边坡,是一种新型的挡土技术,土钉墙支护技术由于具有经济效益好、安全可靠、施工方便快捷的优点,在基坑施工中已经得到广泛应用.土钉是对现场原位土体进行加固的细长杆件,主要使用钻孔放入变形钢筋并沿着钻孔进行全长注浆的方式制成,通过对土钉墙与土体之间的摩擦力或粘结力的依靠,在土体发生变形位移时被动的承受拉力.土钉墙支护结构的支护体系是由喷射混凝土面层、加固的土体以及密集的土钉群构成.土体的强度由于一边挖掘一边进行土钉支护的工艺特点得到了很好地维持,还减少了土体的扰动.为了有充足的时间进行土钉墙支护结构的施工,使用土钉进行支护时要求土体具有一定的稳定能力,所以使用土钉墙支护结构的地质条件要受到一定的限制.复合土钉墙支护技术适应了以淤泥以及淤泥质土为主的软土带的地质条件的特点,因而在沿海地区得到广泛的使用.复合土钉墙又称加筋泥土墙,主要是在水泥土桩中将钢管、板桩等插入形成的,加筋水泥土墙止水抗渗和挡土效果比较突出,应用比较广泛.3.6拱圈支护结构

拱圈主要分为闭合拱圈和非闭合拱圈,拱圈的主要形式是椭拱、圆拱和二次曲线拱.拱圈支护的主要功能是挡土,能够很好地承受水平方向的土压力,拱内力的主要形式是受压,能够很好地发挥混凝土抗压强度高的特性,施工工艺简单,施工工期短.

3.7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.加强施工质量和安全控制

4.1做好施工前的准备工作

在施工前：①要做好施工现场的地质勘察工作,了解施工现场的地质条件和水文条件,对周边环境和建筑要进行通盘考虑,基坑支护方案要科学合理.②施工人员要明确设计意图,及时掌握施工方案,施工时的各道工序要协调有序.③业主也要了解基坑支护技术的重要作用,选择经验丰富的单位进行施工操作.

4.2做好施工中的控制工作

①做好基坑工程的施工工作.基坑工程是一项十分复杂的系统工程,包括很多环节,每一个环节出现问题都会影响施工的质量,甚至会出现重大安全事故,造成人员伤亡和财产损失.因此,施工单位在进行施工工作时,要严格按照施工方案进行,要严格遵守相关的规章制度,不能随意更改施工方案.②要做好地下水的控制工作.很多施工工程的失败就是由于没有做好地下水的控制工作造成的,结果造成垮塌、地表沉降等工程事故,导致工程失败.施工人员可以采用集水名排、截水、降水和回灌等不同措施来控制地下水,尽量减少地下水对施工工程造成的影响.

5.结语

综上所述,高层建筑基坑施工技术是一个涉及多方面、多学科的复杂的系统工程.每个环节都会对基坑的施工质量造成影响,即便是微小的疏忽也会造成严重人员伤亡和财产损失.因此,在施工之前和施工之中都要做好相应的保障工作,确保工程顺利完工.