探讨高层建筑深基坑支护设计及施工技术

建 筑 与发展
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评 论 ・ 划 ・ 赏 规 鉴
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试论高层建筑深基坑支护施工技术与管理
许秋 生
云 南省 春 城 建 筑 工 程 总公 司 云 南 昆 明 ６０ ３ ５０１
随着时代 的发展 和人 民的生 活水平 的提高 ，建 筑物 的重要性 和安 伞等 级越来越 高 ，且深 坑 的开挖 深度 也越来越大 ，合理 的基坑 支护
技 术 是 保 障 建 筑 物 安 伞 施 工 的 关 键 ，在 笔 者 承 建 施 工 的 工 程 中 ， 该 类 工程越 来越 多。为 了确保建筑 物 的稳定 性，建筑基 础必须 要满足地 卜 坤 深 嵌 固 的规 范 要 求 。 建 筑 结 构 体 越 高 ， 其 埋 置 深 度 也 就 越 深 ， 对 坑 工 施 工 要 求 也 就 越 高 ，随 之 存 问 题 也 越 来 越 多 ， 这 给 建 筑 施
【 摘 要 】 任何 建筑都 必须有一个好的基础 ， 对大型高层 建筑来讲 ， 这点尤为重要 。 于是深基坑 的施 工安全技 术的重要性 日益凸显。 文主要 阐 本
述在 深 基 坑 施 工 中支 护 体 施 工 的相 关 内容 ，说 明支 护 体 施 工 特 点 和 要 求 。在 建 筑 工 程 中如 何做 好 深 基 坑 管 理 ，以便 结 构 主体 施 工 能 够得 以 顺 利 、高
时应 注意 以下几 点 。
深 坫坑施 工的特 点决定 了深 坑施 工的技术要 求 。主要包 括 ：１ 、
施 工 时 技 术 于 段 要 先 进 ｌ 靠 ，确 保 坑 受 力 可 靠 以及 支 护 的保 护 作 用 】 完 令 体 现 ；２、 大 型 高 层 建 筑 通 常 都 建 在 城 市 中 心 ，周 围 建 筑 物 繁 多

建筑科 学
２２ 高层 建筑 深基坑 支 护施工
郑军 华
（ 浙江 宝业建设 集团有 限公 司， 浙江 绍兴 ３ ２ ０ ） １０ １ ］
摘 要 ： 着 时代 的 发展 和 人 民的 生 活 水平 的 提 高 ， 筑 物 的重 要 性 和安 全 等 级越 来越 高 ， 深 基 坑 的 开挖 深 度 也 越 来 越 大 ， 随 建 且 合 理 的基 坑 支护技 术是 保 障建 筑 物 安全 施 工 的 关键 ， 了确 保 建 筑 物 的稳 定 性 ， 筑基 础 必须 要 满足 地 下埋 深 嵌 固的规 范要 求本 为 建 文 阐述 在 深基 坑 施 工 中支护 体施 工的相 关 内容 ， 明 支护 体施 工特 点和 要 求 。 说 关 键词 ： 高层 建 筑 ； 深基 坑 支 护
１前 言 析地 下 水 的成 因 ， 了解 深基 坑 周 围环境 ， 对周 边 有 建筑 基 坑 ， 采 用 宜 抽 否 使 近几年来 ， 高层建筑的迅速兴起 ， 进了深基 吭支护技术的发 以堵 为 主 ， 水 为辅 ， 则 会 导致 基 坑 周 围 土体 与 水体 的流 失 ， 建 促 展 。 地 在深 基 坑 开挖 和 支护 技 术 方 面积 累 了丰 富 的设 计 和施 工 经 筑 物 不 均 匀 沉 陷 ， 至发 生坑 底 流 沙 、 涌 等 现 象 ， 大 了 处 理 难 各 甚 管 增 验 ， 技术 、 结 构 、 工 艺不 断 涌 现 。 新 新 新 但是 ， 在 的 城市 建 筑 间距 很 度 ， 延 了工 期 ， 现 拖 反之 ， 以降 水 为 主 。 小 ， 的基 坑 边 缘距 已有 建 筑仅 十几 米 、 至 几 米 ， 基 础工 程 施 工 有 甚 给 ５ 深基 坑 支 护方 案设 计 及 施工 中的 注意 事 项 带来很大的难度 ， 给周 围环境带来极大威胁 ， 也相应地增加了施工 ５１彻 底转 变 传 统 的设计 理 念 ． 工 期 和施 工 费用 。 近十 几 年 来 ，我 国在 深 基 坑 支 护 技 术 上 已经 积 累 很 多 实 践 经 ２ 深 基坑 支 护 结构 选 择 验 ， 集 了施 工 过 程 中 的一 些 技 术 数 据 ， 收 已初 步 摸 索 出岩 土 变 化 支 深基坑支护结构选 择，一般应先考虑本单位现有施工机构， 优 护结 构 实 际受 力 的规 律 ， 建 立 深基 坑 支 护 结构 设 计 的新 理 论 和新 为 先 考虑 本 工 程基 础 桩 相 同类 型 桩 作 为基 坑 支 护 结构 ， 工程 桩 采 用 方法 打 下 了 良好 的 基础 。 是 ， 于深 基 坑支 护结 构 的设 计 ， 内外 如 但 对 国 钢 筋 混 凝 土 灌 注 桩 ， 基 坑 支 扩 结 构应 尽量 选 用 这 种 桩 型 ， 直 径 至今 尚没 有一 种 精 确 的计 算 方 法 ，多 数 是处 于 摸 索 和探 讨 阶 段 ， 则 其 我 可 相应 选 用 较小 直 径 ， 样 可减 少 进 退 场 费用 。 当 基坑 较深 围护 桩 国也 没 有 统一 的支 护结 构 设计 规 范 。 这 土压 力分 布 还按 库 伦 或 朗肯 理 布置允许时 ， 应尽量选用两排支护桩 ， 这种布置方式力学性能较好 ， 论确定 ， 支护桩仍用” 等值梁法” 进行计算。其计算结果与深基坑支 前 后排 桩 与 桩顶 圈 梁 形 成 刚架 结 构 ， 间 土 参 与协 同工 作 。改 善 围 护结 构 的实 际受 力 悬殊 较 大 ， 安 全也 不 经济 。 桩 既不 护 桩 的受 力 状况 ， 到减 少 桩 的配 筋 量 。当 围护 桩 要 求 达 到 防渗 要 达 ５２建 立 变形 控 制 的新 的工 程 设计 方 法 ． 求 ， 坑 深 度 小 于 ７ 地 表 杂 填 土 中砖 瓦 碎 片 含 量 较 多 时 ， 宜 单 基 ｍ， 不 目前 ， 设计人员用 的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计 独选 用 水 泥搅 拌 桩 ， 拌 桩 改 为水 泥注 浆 。北 方 粘 土 地 区 ， 搅 基坑 较 方法 ， 其计算结果具重要的参考价值。 但是 ， 将这种设计方法用于深 深 ， 选用 钢 筋 混凝 土 桩 加锚 杆 支 护 形 式 ， 南 方一 般 不 适 用 ， 选 基 坑 支护 结 构 ， 能单 纯 满 足 支 护 结 构 的 强度 要 求 ， 不 能保 证 支 可 但 可 只 而 用 大 直 径钢 筋混 凝 土 灌 注 桩 ， 桩顶 加 钢 筋 混 凝 土 圈粱 ， 角 处 加 斜 护结 构 的 刚度 。 多工 程 事 故就 是 因 为支 护结 构 产生 过 大 的变 形 而 转 众 支撑 。凡是 地 基 土 为淤 泥 ， 基 坑 又 较 深 时 ， 宜 选 用 钢 板 桩 ， 用 造成 的 ， 且 不 选 由此 可见 ， 价 一 个 支护 结 构 的设 计 方 案优 劣 ， 仅 要 看其 评 不 钢筋混凝土地下连续墙 。工程造价较高 ， 可选用大直径两排钢筋棍 是否 满 足 强 度 的要 求 ， 且 还 要 看： 否 产 生 环 境 问题 ， 键 在 于 而 其是 关 凝 土灌桩 ， 中间加水泥搅拌桩（ 互相重叠 １０ ｍ 以上 ， ５ｒ ａ 以便形成防渗 其变 形 大 小 。 ５３大 力开 展 支 护 结构 的试 验 研究 ． 幕墙 ， 且参加灌注桩协同工作 ， 具有 良好力学性 能 ， 当条件允许时 ， 用井点降水作为辅助手段） 。围护桩的选用应经过多方案 比较 ， 根据 正确 的理论必须建立在大量试验研究 的基础上。但是 ， 在深基 实际情况 ， 包括周围环境 和地质条件 ， 选用经济效益最佳 的支护 方 坑 支 护结 构 方 面 ， 国 至今 尚未进 行 科 学 系 统 的试 验研 究 。一些 支 我 式。 护结 构工程成功 了， 讲不 出具体功之处 ； 也 一些支护结构 工程失败 ３ 基坑 支 护 的施 工 流 程 了， 也说不清失败的真实原 因。在支护工程施工 的过程 中积累的技 深基坑支护的施工流程一般包括 ： 施工前准备 、 支护桩的施工 、 术 资 料很 丰富 ， 缺少 科 学 的测 试 数 据 ， 法 进行 科 学 分 析 ， 能上 但 无 不 联 系梁 等 的施 工 、 杆 的施 工 、 方开 挖 。 护 桩一 般 采 用人 工挖 孔 升到 理论 的高 度 ， 一 个很 大 的 缺 陷 。 锚 土 支 这是 桩 ， 后 用 钢 筋混 凝 土 做 护壁 。联 系 梁施 工 时 ， 开 挖 基槽 ， 验 收 然 先 经 ５ ． ４探索新型支护结构的计算：法 手 合 格 后 ， 行抗 渗 墙 混凝 土 的 浇 筑 ， 后 再 对联 系 梁施 工 。 坑 挖 至 进 最 基 高层 建 筑 的 飞速 发展 给 深 基坑 支护结 构 带来 一 场技 术 革命 。 在 锚 杆 标 准高 度 后 ， 始进 行 钻 孑 、 作 锚 头 、 锚 索 浆 ， 装连 系 钢板桩 、 开 Ｌ制 穿 注 安 钢筋混凝土板桩 、 钻孔灌注桩挡墙 、 地下连续墙等支护结构 梁 ， 外 锚 具 ， 后锚 固 ， 后 进 行 锚 杆试 验 。土方 开 挖 要 采 用分 层 成功 应 用后 ， 穿 然 最 双排 桩 、 土钉 、 拱 帷 幕 、 喷 土锚 、 力 钢筋 混 凝 组合 旋 预应 开 挖 ， 挖 出 的 土方 要 随 时挖 出 随时 运走 ， 土清 理 干净 。 对 把 土多孑板等新的支护结构型式也相继问世 。但是 ， Ｌ 这些支护结构型 ４施 工 阶 段 的控 制 要点 式 的计 算 模 型 如 何 建立 、 算 简 图 怎样 选 取 、 计 方 法 如 何 趋 于科 计 设 施 工 阶段 是项 目实 施 的关 键 阶段 ， 理 工 程师 应 根 据 地 质勘 探 学 ， 监 仍是当前新型支护结构设计 中急需解决 的问题 。 资 料 和 当地 水 文 气 候 条 件 ，结 合 当地 深 基 坑 工 程 施 工 的经 验 和 条 目前 ， 基 坑 支护 结 构 正 在 向着 综 合 性 方 向发 展 ， 深 即受 力 结 构 件 ， 定 工 程 的 关键 项 目 ， 求 施 工 单位 制 定 专 项 施 工 方 案 报 监 理 与水 结 构 相 结 合 、 时 ： 结 构 与永 久 支 护 结 构 相 结 合 、 坑 开 挖 确 要 临 吏护 基 机构审核， 并强 调 要 制定 突 发 事件 的应 急预 案 。 方 式 与 支 护 结 构 型式 相 结 合 。这 几种 结 合 必 然 使 支 护 结 构 受 力 复 ４ １深基 坑 工 程 的施 工 ． 杂。 以， 所 建立新型支护结构的计算方法 ， 已成为深基坑工程技术的 深 基 坑 工程 包括 挖 土 、 土 、 挡 围护 、 防水 等环 节 ， 一 项 复杂 的 当务 之急 。 是 系统工程 ， 任何 一个 环节 的失 误 都 有 可 能 导 致施 工 失 败 ， 至 造 成 甚 建 筑 基坑 的开 挖 与 支护 结 构 是 一个 系 统 工程 ，涉及 工 程 地 质 、 事 故 。施 工 单 位要 严 格 按 照施 工 规 程 、 批 准 的施 ： 组 织设 计 及 相 水 文 地质 、 程 结 构 、 经 亡 工 建筑 材 料 、 ５ Ｉ 艺 和施 工 管理 等 多 方 面 。它 施 １ － 关 的技 术 规 范 组 织施 工 ， 各 施 工 要 点 要 制定 具 体 措施 ， 加 强 过 是 集 土力 学 、 学 、 料 才 学 和缮 陶力 学等 于一 体 的综 合 性 学科 。 对 并 水力 材 程 控 制 。例 如 ， 确定 土方 开 挖 方 案 时 ， 应对 周 围建 筑 物 、 筑 物进 行 支 护 结构 又 是 由若 干 具有 独 立 功 能 的体 系 组成 的整 体 。正 因如此 ， 构 拍 照 和 录 像 ， 地 质 勘 测 报 告 、 围建 筑 物 及 地 下 设 施 情 况 等 信 息 无 论是 结 构设 计 还 是施 工 组 织 都应 当从 整体 功 能 出 发 ， 组 成 部 对 周 将各 进 行 分 析 ， 特 殊 土 质 需 精 心 组 织 施工 ， 胀 土 地 区 不 宜 在 雨 季 开 分协调好 ， 对 膨 才能确保它的安

个 工具 模 块 。
（ ）旋 喷 桩 的 深 度 ：穿 过 松 散 密 粉 土 粉 砂 状 细 、粗 砂 （ ３ 第
（ ）层 以下淤泥质土夹粉 土） 底层 １Ｏ ｍ ３ ．Ｏ 。 （ ）灌 浆材料为普 硅 ３． ４ ２５水泥 ，浆液水灰 比０８ 。 ． ：１
（ ）施 工主要技术参 数为 ：高压水 压强 ：３ ３ Ｍ ａ ５ ２～ ５ ｐ 排量 ： Ｏ ７ ７ Ｉ ｉ；空压 机 压 强 ：０ ６ ０ ８ Ｍ ａ排 量 ：１４～ ． Ｌ ｒ ｎ ５ Ｊｍ ｎ ． ０— ．０ Ｐ ． ２０ ／ ｉ； ａ
１ 工 程概 况
某高层建筑 由 ｌ ＃、２ 、３ 三幢 主楼 组 成 ，主 楼 ２ ＃ ＃ ９层 ，裙楼 ４
冠梁 主筋为 ２×８ ５＋４ ８ ０２ ０１ ，箍 筋为 ０８× ５ ２ ０，混 凝土强度为 Ｃ， ：。
（ ）锚杆设计 ３
为改 善支 护桩 的受力 ，减少 土方 开挖 工程量 ，
片一道 。
地 下水的处理方 法主要有 两种 ：排 降法 和隔 渗法 。该 深基 坑排
降法 主要为深 井降水法 （ 中型井 点 降水 ） ，隔渗 法 又可分 竖 向隔渗
和水 平隔渗 。单纯 靠隔渗来处 理地下 水 ，由于其 造价 昂贵 。施 工难
度 大 ，加之深井 降水 技术 的 日 成熟 而 已很少 采用 ；另一方 面 ，深 趋
３ ２ 地下水处理措 施其旋喷桩 施工 工艺 ． （ ）采 用二重或三重 管高压旋 喷灌 浆方 法进 行基 坑 帷幕 隔水 。 １ 帷幕防渗施工 重点地层为 基坑 壁 四周 的松散 一 密粉 土 粉砂 状细 、 稍 粗砂 （ （ ） 屡 以下 淤 泥 质 土 夹 粉 土 ） 第 ３ ，使 基 坑 形 成 四周 封 闭

过对深基坑施工 中支护体施工技 术的探讨 ， 较详 细地 分析 了支护体的施工特点和技术要求。 关键词 ： 高层 建筑； 深基坑 支护 ； 施工技 术
经济的快速发展促进了建筑向大型化 、 高层化方 向不断转变 ， 众 构设计要与其他设计相 区别， 不要对传统观念一蹴而就 ， 设计体 系上 多大型建筑 、 高层建筑在城市中不断矗立。 在高层建筑的施工建设中 ， 要采用施工监测反馈的动态信息作为参考。 二是开展支护结构理论和 基坑支护施工技术在高层建筑 中的重要性逐渐得到提升。 基坑支护施 材料试验相关研究 ， 实践最好的检验标准 ， 正确理论通常是建立在试 工对于地下结构施工及基坑周围环境安全起到保护作用， 基坑侧壁及 验研究的基础上。 我国在深基坑支护结构实验上与发达国家存在很大 周边环境通常采用支挡 、 加固与施工相关保护措施。基坑支护包括排 差距 ， 但 由于近年来经济的快速发展 ， 很多高层超高层建筑在各个城 桩支护 ， 桩锚 、 桩撑 、 排桩悬臂 ； 地下连续墙支护， 水泥土挡墙 ； 钢板桩 市 中拔地而起 ， 因此积累了大量基础施工数据， 但 由于科学测试数据 支护等很多形式。 还相对较少 ， 尚未形成理论 ， 要在今后科研中引起足够重视。 三是提高 随着建筑施工技术的发展， 深基坑施工也逐渐 向深度增加 、 广度 创新能力 ， 支护结构设计时 ， 要不断拓展思路 ， 在施工中深基坑支护结
扩大的方向发展。 不断增大的基坑施工规模在一定程度上增加了施工 周期， 也增加了施工难度。 深基坑施工技术要求 由其施工特点所决定 ， 是施工时要采用先进可靠的技术手段， 保证基坑受力的可靠及完全 体现支护的保护作用 ；二是 由于大型高层建筑多处于城市中心 区域 ， 其周围具有较多的复杂建筑物及众多地下市政管线 ， 因此施工过程 中

参 考文 献 ：
【Ｊ 志绍 ， 惠清 ． 明深基 坑 ： 程 设 计施 ［ ． 京 ： 国建 ｌ赵 应 简 ＿ ｒ Ｍ】北 中
筑 Ｔ 业 …版 社 ， ０ ０． ２０
尽 管采 Ｊ ’深井 点 降水措 施 。佃 闲 为该 滞 水卡婴 米 ［坡 卉 的各 ＿广 Ｊ ＿ ｌ ＝ 种地 下 管线 ， 其位 置 深度 止 阳及 水量 小清 ， 势必 造成 护坡 向仔 局 部渗 水 ，这就 要 求车 Ｔ稃 护 坡时 必 须采 用划 堵和 排措 施棚 结 台
２２ ～ ８０ 小等 ， ．ｍ ．ｍ 埋深 ８７ ～ １ ．ｍ 零星 分布 。 ．ｍ ４６ ２． 文 地质 条件 水 该场 地 地下 水为 第 【 系孔 隙 水 ， ｆ ＿ ｑ 属潜 水类 ， 主要 补 给米 源 为 大气 降水 及 地下 水循 环 ． Ｆ 埋 浑 ０９ ～ １ ５ 地 水 ． ｍ ． ｍ。 山 ｒ｜ 砂 层 ５ ｝ Ｉ 富 水性好 ， 砂层 厚 度大 ， 粉 冈此 第网 系孔 隙水 丰 富 ， 水 ： 。场 涌 量大 地 基 岩裂 隙 水 丰 富 。 ３ 基 坑支 护 办案 ． ３１ 坑 支 护方 案 的选择 原 则 及要求 ．基 （） Ｉ满足 深 墼坑 护坡 的稳定 性要 求 ； （ ） 保 土方 丌挖 及 基础 土 建施 工期 问边 坡 的安 令 ； ２确 （ ） 化 护坡 方 案 ． 蹙 降低 护坡 成 本 ； １优 ３ （ ） 工 工序 简 单有 效 ， ４施 尽量 缩短 施 ＿ 工 期 。 Ｔ ３２本 项 Ｈ基 坑护 坡 的技 术雉 点 分析 ． ３２Ｉ ．，基坑 大土质 差 。该 工程 属 大犁 深基 坑 。 部 ２５～ ４０ ． ．ｍ 内均 为杂壤 士 ， 质属 ｆ 软地 ， 十 ｆ ｌ 这样 无 论是 十钉‘ 还 是护 坡桩 护坡 护坡 鄙 肯 定 的施 工难 度 。 ３ ． 下障碍 物 的存 。 …十 本 ｌ 程位 于 旧城 区 内 ， 下 齐 ． ２地 ２ 『 ｌ ： 地 种废 弃 管和 人 防等地 下 障碍 物 的位置 、 深 、 向、 埋 止 数请 小 详 ， 成 造 地 下水 渗漏 ， 位 簧水 不 清 。 其 ３ ． 地 Ｆ水 的存 。 由 ， 场 区槽 深 内仔 人 量 ｝ 滞 水 ， ．３ ２ 一 本 层