论文部分内容阅读
摘 要：由于城市建筑越来越高，建筑空间越来越狭小，深基坑支护施工技术就得到了更广泛的应用空间。基坑工程支护的施工环境复杂，工程难度系数相对较大。本文以高层房屋建筑基坑支护的概述为切入点，分析了高层建筑基坑支护工程的类型和特点，并对其施工技术进行了具体的探讨。
关键词：高层房屋建筑；建筑工程；基坑支护；施工技术
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
随着我国社会经济的发展，城市化进程的不断加快，高层住宅建筑不断增加，基础埋深也随之不断增大，这样就出现了大量的深基坑工程，受施工现场地形、地质以及邻近建筑物的影响，开挖基坑的类型呈现出复杂化倾向，很多工程往往处于房屋建筑和生命线工程的密集地区，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖地基方式，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖下进行基坑开挖。
一、高层房屋建筑基坑支护的概述
1、特点：基坑支护工程的应用范围，一般是在人口密集的城市中。由于城市土地有限，建筑物的密集程度越来越高，建筑物的施工容易受到周围建筑物、地下设施等影响，这些问题的存在都为深基坑支护工程带来一定的阻碍；基坑支护结构大多属于临时性的施工组件，因此其在施工过程中的安全储备相對较小，同风险性却较大；建筑工程的施工会受到地质、水文、环境等多个因素的影响，对于深基坑支护来说，也带有一定的地域性，因此，深基坑支护工程的进行应当具体问题具体分析
2、深基坑支护的两个功能：一个是挡土，一个是挡水。以前一般的施工方式是采用板桩支撑或者板桩锚拉，这两种方法的好处就是使用的材料可以回收，能节省成本，但是它却有一些关键性的不足，例如人们一般都是在基坑开挖后再对其施加支撑，当将板桩取出时就会引起一些必然的土体变形。当前所采用的支护结构形式主要可以分为桩式支护体系和重力式支护体系两类，而根据不同的施工类型又可以衍生出许多支护结构形式，根据功能可以分为透水挡土结构、止水挡土结构以及支撑拉结部分。
3、基坑支护施工难度的表现：
3.1 基坑深度逐步加深。在资源日益紧缺的年代，为提高土地的利用效率，节约土地资源，房屋的建筑向着高层化，复杂化发展，随着建筑高度的不断增加，基础需要承担的压力也越来越大，因此基坑的开挖深度需要越来越深，来满足上层承载力的要求。
3.2 施工环境越发复杂。高层建筑一般出现在发展较为先进的城市中心，其交通密集，建筑物众多，地上地下管线拥挤的特点，要求我们要考虑在这些因素影响的前提下，设计施工方案，确保不影响周围正常的工作和施工人员安全，由此可见高层建筑基坑施工的难度。
3.3 地域影响大。全国各地地质条件大相径庭，所以难以有统一的施工方案。相同的建筑规模，不同的地区有着不同的施工方案，其基坑的开挖深度也随之不同，地质承载力条件好的地区，其开挖深度较浅，地址条件特别不好的地区，其还需要采取特殊的施工工艺，来满足上层承载力的要求。这就要求我们要根据各地条件调节施工方案，灵活变通，具体问题具体分析，设计出最适合该地的施工方案。
3.4 事件频发、风险高。深基坑工程施工的工期较长，受到四季循环的天气影响较大，需要我们在前期设计时要充分考虑。受土质和地下水水位的影响，在工程中可能出现底部隆起，流沙等地质危害，这种突发事故后果也较为严重，需要我们严格重视。另外，由于是地下临时工程，施工的单位一般也不愿意投入过多的精力和资金，其不安全系数较高。
二、高层建筑工程基坑支护类型分析
根据深基坑周围环境、工程地质及开挖深度等级条件及施工季节进行合适选择，一般主要有以下几种支护类型：
1、排桩支护结构
排桩支护是运用密排或者是一定间距排列的桩组成的一种挡土结构，在侧壁安全等级为一、二、三级的基坑非软土场地的地方可以使用。根据土性质的条件安排桩的间距，当桩的间距很大时候，为了保护桩间的土不至于塌落，可以加土钉支护。也可以在桩间用定喷止水或旋喷桩用在有止水要求且地下水丰富的场地。排桩的桩型通常有人工挖孔桩和钻孔桩。
2、地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。
3、锚式支护结构
将收拉杆件的一段锚固在开挖基坑稳定的地层中叫做锚，另一端则和工程构筑物相联接，能够承受由于水压力、土压力等施加于构筑物的推力，运用地层的锚固力来维持构建筑的稳定。是由锚固体系和支护结构体系两部分组成。锚固体系有两种：地面拉锚式和锚杆式，根据不同的基坑深度，还可以分为多层锚杆和单层锚杆。内撑式支护结构常采用地下连续墙和钢筋混凝土排桩端两种。
4、复合型支护结构
在同一个基坑，根据不同的环境条件及不同的地质条件下，因地制宜采用相适应的支护方法，他们可以独立使用，自成一体。也可以联合使用，各显神通，让方案合理化和最优化，和过去的支护方法相比，复合式的施工简便，速度快，大大节省了造价。
三、高层房屋建筑基坑支护技术的特点
基坑施工是高层房屋建筑施工中的重点，是整个建筑的基础，基坑施工的安全可靠直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响，对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作，统称为基坑工程。基坑的施工综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学等问题，计算过程比较复杂。基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖，保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用，又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。因此，基坑工程的支护体系常由两部分组成：一部分为支护结构，常在基础外围打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土，当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时，还应对支护桩设置水平支撑或拉锚；另一部分为止水体系，常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。基坑工程一般有以下特点：
基坑的支护系统属于临时性的，安全很难得到保障；基坑工程具有很强的区域性和针对性，必须因地制宜；基坑的施工综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学问题，计算过程比较复杂；基坑的深度和平面形状、土体是蠕变体等使得基坑工程具有较强的时空效应；基坑工程是涉及支护体系设计、土方开挖、检测、监测等信息化施工的系统工程；再就是基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大。
四、高层房屋建筑基坑支护施工技术研究
1、锚杆技术
岩土锚杆是一种埋入地层深处的受拉杆件，它的一端与工程结构物相连，另一端锚固在地层内并通过对其施加预应力，以承受由土压力、水压力等所产生的结构拉力，以维持工程结构物的稳定。岩土锚固能充分发挥岩土能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，大大减轻结构物自重，节约工程材料， 并能保证工程施工的安全与工程结构的稳定， 具有显著的经济效益和社会效益。
2、逆作法施工技术
逆作法施工技术，以地面1层楼面结构是封闭还是敞开，分为“封闭式逆作法” 和 “开敞式逆作法”。前者可以从地面上、下同时进行施工；后者上部结构不能与地下结构同时进行施工，只是地下结构自上而下逐层施工。深基坑逆作法是指在地下基础施工的同时，还可以进行地上建筑物的施工，等上部建筑施工到若干层后， 地下各层基础工程也全部竣工。逆作法的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线（地下连续墙也是地下室结构承重墙）或周围（地下连续墙等只用作支护结构）施工地下连续墙或其他支护结构， 同时在建筑物内部的有关位置（柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定）浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。
3、土钉墙支护的施工技术
这种支护方式是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层，通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同作用，形成复合体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳定结构，承担较小的变形压力。土钉主要承受拉力，喷射混凝土面层调节应力分布，体现整体作用。同时由于土钉排列较密，通过高压灌注浆扩散后使土体性能提高。
土钉墙支护的喷混凝土面层并不是支护结构的主体，而且整个支护是和基坑挖土过程同时完成的。土钉支护的施工速度快、用料省、造价低；与桩墙支护相比，工期常可缩短一半以上，成本大概只有1/3。土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，可以省出桩体或墙体所占有的地面。密集的土钉群与周围土体组成一个整体，土钉在其中兼具加筋和锚拉的作用，因此，土钉支护类似重力式挡土墙而又不完全相同。
结束语
深基坑支护是房屋建筑工程的重要组成部分，它质量的好坏与整个建筑主体的质量存在必然的联系，保证工程质量、效率、安全是深基坑支护施工的重点问题。因此在实际的施工当中，一定要综合所有的实际情况确保基坑支护工作的万无一失。
参考文献
[1]袁枚康.高层建筑深基坑支护施工技术分析[J].科技与生活，2010（9）：123-125.
[2]周雨春.高层建筑深基坑支护的设计与施工[J].四川建材，2010（08）23-25.
[3]欧清.高层建筑深基坑支护施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2012（2）：33-35.
关键词：高层房屋建筑；建筑工程；基坑支护；施工技术
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
随着我国社会经济的发展，城市化进程的不断加快，高层住宅建筑不断增加，基础埋深也随之不断增大，这样就出现了大量的深基坑工程，受施工现场地形、地质以及邻近建筑物的影响，开挖基坑的类型呈现出复杂化倾向，很多工程往往处于房屋建筑和生命线工程的密集地区，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖地基方式，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖下进行基坑开挖。
一、高层房屋建筑基坑支护的概述
1、特点：基坑支护工程的应用范围，一般是在人口密集的城市中。由于城市土地有限，建筑物的密集程度越来越高，建筑物的施工容易受到周围建筑物、地下设施等影响，这些问题的存在都为深基坑支护工程带来一定的阻碍；基坑支护结构大多属于临时性的施工组件，因此其在施工过程中的安全储备相對较小，同风险性却较大；建筑工程的施工会受到地质、水文、环境等多个因素的影响，对于深基坑支护来说，也带有一定的地域性，因此，深基坑支护工程的进行应当具体问题具体分析
2、深基坑支护的两个功能：一个是挡土，一个是挡水。以前一般的施工方式是采用板桩支撑或者板桩锚拉，这两种方法的好处就是使用的材料可以回收，能节省成本，但是它却有一些关键性的不足，例如人们一般都是在基坑开挖后再对其施加支撑，当将板桩取出时就会引起一些必然的土体变形。当前所采用的支护结构形式主要可以分为桩式支护体系和重力式支护体系两类，而根据不同的施工类型又可以衍生出许多支护结构形式，根据功能可以分为透水挡土结构、止水挡土结构以及支撑拉结部分。
3、基坑支护施工难度的表现：
3.1 基坑深度逐步加深。在资源日益紧缺的年代，为提高土地的利用效率，节约土地资源，房屋的建筑向着高层化，复杂化发展，随着建筑高度的不断增加，基础需要承担的压力也越来越大，因此基坑的开挖深度需要越来越深，来满足上层承载力的要求。
3.2 施工环境越发复杂。高层建筑一般出现在发展较为先进的城市中心，其交通密集，建筑物众多，地上地下管线拥挤的特点，要求我们要考虑在这些因素影响的前提下，设计施工方案，确保不影响周围正常的工作和施工人员安全，由此可见高层建筑基坑施工的难度。
3.3 地域影响大。全国各地地质条件大相径庭，所以难以有统一的施工方案。相同的建筑规模，不同的地区有着不同的施工方案，其基坑的开挖深度也随之不同，地质承载力条件好的地区，其开挖深度较浅，地址条件特别不好的地区，其还需要采取特殊的施工工艺，来满足上层承载力的要求。这就要求我们要根据各地条件调节施工方案，灵活变通，具体问题具体分析，设计出最适合该地的施工方案。
3.4 事件频发、风险高。深基坑工程施工的工期较长，受到四季循环的天气影响较大，需要我们在前期设计时要充分考虑。受土质和地下水水位的影响，在工程中可能出现底部隆起，流沙等地质危害，这种突发事故后果也较为严重，需要我们严格重视。另外，由于是地下临时工程，施工的单位一般也不愿意投入过多的精力和资金，其不安全系数较高。
二、高层建筑工程基坑支护类型分析
根据深基坑周围环境、工程地质及开挖深度等级条件及施工季节进行合适选择，一般主要有以下几种支护类型：
1、排桩支护结构
排桩支护是运用密排或者是一定间距排列的桩组成的一种挡土结构，在侧壁安全等级为一、二、三级的基坑非软土场地的地方可以使用。根据土性质的条件安排桩的间距，当桩的间距很大时候，为了保护桩间的土不至于塌落，可以加土钉支护。也可以在桩间用定喷止水或旋喷桩用在有止水要求且地下水丰富的场地。排桩的桩型通常有人工挖孔桩和钻孔桩。
2、地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。
3、锚式支护结构
将收拉杆件的一段锚固在开挖基坑稳定的地层中叫做锚，另一端则和工程构筑物相联接，能够承受由于水压力、土压力等施加于构筑物的推力，运用地层的锚固力来维持构建筑的稳定。是由锚固体系和支护结构体系两部分组成。锚固体系有两种：地面拉锚式和锚杆式，根据不同的基坑深度，还可以分为多层锚杆和单层锚杆。内撑式支护结构常采用地下连续墙和钢筋混凝土排桩端两种。
4、复合型支护结构
在同一个基坑，根据不同的环境条件及不同的地质条件下，因地制宜采用相适应的支护方法，他们可以独立使用，自成一体。也可以联合使用，各显神通，让方案合理化和最优化，和过去的支护方法相比，复合式的施工简便，速度快，大大节省了造价。
三、高层房屋建筑基坑支护技术的特点
基坑施工是高层房屋建筑施工中的重点，是整个建筑的基础，基坑施工的安全可靠直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。为保证房屋建筑基础及地下室的正常施工和周围建筑物、地下管线不受影响，对地面以下开挖的土体所进行的一系列勘察、设计、施工和检测等工作，统称为基坑工程。基坑的施工综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学等问题，计算过程比较复杂。基坑工程的支护体系既要涉及到较深的土方开挖，保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用，又要有阻断地下水向基坑内渗流、保证基坑内施工作业面干燥的功能。因此，基坑工程的支护体系常由两部分组成：一部分为支护结构，常在基础外围打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土，当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时，还应对支护桩设置水平支撑或拉锚；另一部分为止水体系，常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。基坑工程一般有以下特点：
基坑的支护系统属于临时性的，安全很难得到保障；基坑工程具有很强的区域性和针对性，必须因地制宜；基坑的施工综合性较强，既涉及结构力学问题，又涉及水力学问题，计算过程比较复杂；基坑的深度和平面形状、土体是蠕变体等使得基坑工程具有较强的时空效应；基坑工程是涉及支护体系设计、土方开挖、检测、监测等信息化施工的系统工程；再就是基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大。
四、高层房屋建筑基坑支护施工技术研究
1、锚杆技术
岩土锚杆是一种埋入地层深处的受拉杆件，它的一端与工程结构物相连，另一端锚固在地层内并通过对其施加预应力，以承受由土压力、水压力等所产生的结构拉力，以维持工程结构物的稳定。岩土锚固能充分发挥岩土能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，大大减轻结构物自重，节约工程材料， 并能保证工程施工的安全与工程结构的稳定， 具有显著的经济效益和社会效益。
2、逆作法施工技术
逆作法施工技术，以地面1层楼面结构是封闭还是敞开，分为“封闭式逆作法” 和 “开敞式逆作法”。前者可以从地面上、下同时进行施工；后者上部结构不能与地下结构同时进行施工，只是地下结构自上而下逐层施工。深基坑逆作法是指在地下基础施工的同时，还可以进行地上建筑物的施工，等上部建筑施工到若干层后， 地下各层基础工程也全部竣工。逆作法的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线（地下连续墙也是地下室结构承重墙）或周围（地下连续墙等只用作支护结构）施工地下连续墙或其他支护结构， 同时在建筑物内部的有关位置（柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定）浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。
3、土钉墙支护的施工技术
这种支护方式是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层，通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同作用，形成复合体。土钉墙支护充分利用土层介质的自承力，形成自稳定结构，承担较小的变形压力。土钉主要承受拉力，喷射混凝土面层调节应力分布，体现整体作用。同时由于土钉排列较密，通过高压灌注浆扩散后使土体性能提高。
土钉墙支护的喷混凝土面层并不是支护结构的主体，而且整个支护是和基坑挖土过程同时完成的。土钉支护的施工速度快、用料省、造价低；与桩墙支护相比，工期常可缩短一半以上，成本大概只有1/3。土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，可以省出桩体或墙体所占有的地面。密集的土钉群与周围土体组成一个整体，土钉在其中兼具加筋和锚拉的作用，因此，土钉支护类似重力式挡土墙而又不完全相同。
结束语
深基坑支护是房屋建筑工程的重要组成部分，它质量的好坏与整个建筑主体的质量存在必然的联系，保证工程质量、效率、安全是深基坑支护施工的重点问题。因此在实际的施工当中，一定要综合所有的实际情况确保基坑支护工作的万无一失。
参考文献
[1]袁枚康.高层建筑深基坑支护施工技术分析[J].科技与生活，2010（9）：123-125.
[2]周雨春.高层建筑深基坑支护的设计与施工[J].四川建材，2010（08）23-25.
[3]欧清.高层建筑深基坑支护施工技术探讨[J].中国新技术新产品，2012（2）：33-35.