高層建筑深基坑支護及降排水施工技術分析

張歷響

（中鐵十六局集團第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

高層建筑可以有效緩解城市房屋建設用地緊張的情況，同時也是城市發展水平的象征。高層建筑施工中，對于含有地下室結構的建筑，深基坑支護和降排水施工至關重要，是工程安全的保證，開展高層建筑深基坑支護和降排水施工技術研究，可為消除建筑結構形變風險、提升結構質量穩定性提供技術支撐[1]。

國內外很多學者和技術工作者對深基坑支護和降排水施工技術進行了卓有成效的研究，并取得了實用性很強的研究成果。何俊朝[2]指出深基坑支護施工的水平直接決定了建筑工程的整體結構安全性，為了保證基坑支護的質量，需要土方開挖、水泥砂漿灌注、鉆孔放錨桿、邊坡面混凝土噴射等關鍵工序的實施；張天宇[3]分析了某工程項目建設實例，提出了深基坑支護的工序優化方法，優化了鋼筋加工支撐技術的工法并取得了良好的結構強度提升效果；李遠霞[4]完善了高層建筑深基坑支護的實施方案，并通過開展深基坑支護施工論證了優化方案的合理性；余炎[5]對高層建筑深基坑施工中的技術管理措施進行了分析，指出需要從技術和管理兩方面提高基坑支護的施工水平。通過分析這些研究成果可以得出，深基坑支護作為高層建筑的重要結構被眾多學者廣泛研究，但是很多學者忽視了對基坑降排水措施的研究與分析。本文結合工程實例，對高層建筑深基坑支護和降水措施施工技術進行分析，以期提升基坑支護水平，確保工程項目順利完成并取得預期的建設質量。

1 工程概況

以江西上饒城南三校項目為工程依托，該項目位于江西省上饒市，占地面積為98761.13m2，總建筑面積為120576.87m2，地上建筑面積為84463.99m2，地下建筑面積為36112.88m2。該項目共8棟建筑物均為高層，部分含有地下室，均采用框架結構、獨立樁基礎。

結合該項目所在地地質勘查資料，該項目施工周期內雨水密集、自然降水量較大，加之基坑深度均達5m以上且地下水系分布復雜，需要采用合理的支護方案及降排水技術。

2 深基坑支護技術分析

2.1 深基坑支護的功能

在南三校項目深基坑支護主要發揮擋土和擋水兩個功能。首先，深基坑支護采用板樁支撐和板樁錨拉增強結構穩定性，使基坑結構得到鞏固，進而提升建筑主體結構的載荷承受能力；其次，采用排擋加環撐等方法提升基坑的防水能力，盡量減少自然降雨、地下涌水等流入基坑中，采用觀測井對基坑內水量進行實時觀測，一旦發現水量超標及時報警并組織人力進行排水[7]。

2.2 基坑支護方案設計

南三校項目基坑支護方案設計包含圖紙方案設計、支護結構設計和輔助設計3項內容[6]，具體如圖1所示。

圖1 南三校項目深基坑支護方案設計內容

圖1中，通過在項目開工前進行綜合性的圖紙方案設計、支護結構設計和輔助設計，厘清與基坑支護相關的關鍵施工環節及技術特點，包括支撐結構的形式、排水溝的開挖尺寸、放坡標準及標高、管線敷設、降水井與觀測井的位置等，同時做好施工輔助用道路的規劃與修建，確保在工程實施期間道路暢通，不會因為交通影響工程進度的順利推進。

2.3 深基坑支護施工

2.3.1 土方開挖

進行深基坑支護土方開挖時，需要組織好施工車輛的銜接，有序安排不同類型的車輛協調作業，將開挖出的土方及時運出施工現場。對于施工場地需要做好清理工作，及時進行灑水維護，減少揚塵等對環境造成的污染。在開挖之前摸排地下水、暖、電等管線的分布情況并向一線施工人員通報，在挖掘過程中需要時刻監視施工現場，避免對這些預埋管線造成破壞。一旦出現預埋管線因施工而遭到破壞的情況，及時停止施工并立即對現場進行封閉，組織相關專業和建設方共同分析，管線修復完成后再繼續進行土方挖掘工作。

2.3.2 支護樁施工

為了提高高層建筑的抗風能力和抗震能力，在基坑支護中利用支護樁承載外力。在人工挖孔后安放鋼筋籠，鋼筋籠的安裝位置需要對照施工圖紙進行測量與確認，鋼筋的型號根據高層建筑結構強度要求選取，然后灌注混凝土。灌注的混凝土需要按照材料配比表規定的原材料品類和數量進行配制，之后進行拌合，確認密實度和結構強度達標后才允許在工程中使用。

南三校項目深基坑支護樁施工過程中，采用泵送的方法進行分層澆筑，為了避免發生坍塌事故，泵送速度控制在160mm/s左右。此外，還需要有效地處理垂直縫，保證縫隙干燥、整潔，通過使縫隙接口更加密實起到防水的效果。

2.3.3 水泥土墻施工

南三校項目場地地表有部分淤泥質土，需要采用水泥土墻進行支擋。水泥土墻支護施工需要在工地現場搭建水泥攪拌站，在普通水泥漿配制的基礎上加入結構增強劑，提升水泥密實度，使結構強度得到強化。水泥漿注入后及時進行灑水，加快水泥漿硬化的速度。對于成型的水泥土墻，采用多種切割搭接的方式進行結構增強處理，確保其能在深基坑結構中發揮較理想的穩定保障效果。

2.3.4 排樁加環撐支護施工

南三校項目中高層建筑物密集，對基坑承載能力要求高，為提升建筑物的結構穩固性，對部分密集建筑區域采用隊列式+環形聯合分布的排樁加環撐支護方法。采用鋼筋灌注樁和工字鋼樁分布排列的形式進行深基坑支護的建設，整個支護結構圍成圓環形，均勻分攤高層建筑物荷載。排樁加環撐的深基坑支護技術對提高高層建筑物的結構穩定性具有明顯優勢，在南三校項目實施中屬于優先應用的技術。

2.3.5 基坑支護監測

在南三校項目深基坑支護施工中，需要建立完善的基坑監測體系并做好監測工作。在土方開挖完成后，隨著基坑施工工序的推進，每隔2～3d進行一次施工現場結構強度和完整性的整體監測。施工方依據監測數據改進基坑支護方法，通過技術的優化提升建筑結構的穩固性。

2.4 深基坑支護施工注意事項

2.4.1 選擇合理基坑支護方案

采用的基坑支護方案是否合理直接決定了高層建筑結構的強度，在項目建設策劃階段，需要對深基坑支護方案進行重點論證?；又ёo方案選擇不當，會增加工程成本，也可能會因為支護結構強度不足而出現坍塌、失穩等意外事故。在設計基坑支護方案時，需要綜合考慮臨時支護措施，減少結構應力集中，避免臨時支護措施出現失衡、失穩等意外事故的發生。

2.4.2 加強施工現場監測

南三校項目進行深基坑支護時，需要對施工現場進行持續監測。除了常規的對地下管道的分布進行監測外，還需要做好建筑物沉降及變形量的監測。深基坑支護施工會改變地層原有應力平衡，地層出現不均勻沉降會對高層建筑的整體穩定性產生影響。對建筑物的結構形變進行監測，一旦出現形變超標的情況，及時停止施工并開展原因分析，采取必要的措施加固地層和建筑物。此外，在施工中應該注重監理作用的發揮，注重監理工作的落實，進一步增強施工安全性，為工程質量的進一步提升提供有利條件。

2.4.3 嚴格把控水泥混凝土質量

水泥混凝土是深基坑支護工程中用量較大的建筑材料，其質量水平直接決定了基坑支護結構的最終質量。在基坑支護方案設計中，需要根據工程項目建設技術指標要求，結合基坑支護完成后結構的預期強度，選擇合適的水泥混凝土標號。水泥混凝土進場前需要檢查產品質量合格證，進場后在現場按照配比表制備成品并進行結構強度和密實度檢測，檢測結果滿足施工技術標準后才能投入使用。

3 深基坑降排水技術分析

3.1 深基坑降排水施工工藝流程

為了進一步提升深基坑支護結構施作后建筑物結構的穩定性，需要采取合理的基坑降排水措施。在南三校項目中，為了減小地下水和大氣降雨對基坑的不良影響，采用圖2所示的工序進行深基坑降排水施工。

圖2 南三校項目深基坑降排水施工流程

3.2 深基坑降排水措施

3.2.1 修建排水溝和集水井

在南三校項目施工面臨自然降水、地下水富集等問題，水在深基坑內聚集會給高層建筑的結構穩定性帶來不利影響，影響工程項目的進度。為了減少地下水和大氣降雨對深基坑支護的影響，在基坑支護施工的同時可以修建多種形式的排水溝和集水井，及時收集并排除多余的降水。此外，需要定期對排水溝和集水井進行清淤，防止出現管路堵塞的情況。

3.2.2 設置砂井和砂溝

南三校項目施工中，在多處高層建筑物周圍修建了砂井和砂溝，用于收集雨水。砂井設置不宜多，圍繞降水井布設，在砂井四周修建砂溝，當降水量超標時，由砂井和砂溝收集多余的雨水，減少降水井的雨水收集壓力。砂井和砂溝與地下排水系統相連，確保始終通暢，及時將收集到的雨水排放到地下管網系統，保證深基坑支護的施工安全性。

4 結束語

以上各項措施的科學實施，確保了江西上饒城南三校項目深基坑工程的順利完工，整體結構質量通過了工程項目竣工驗收。實踐證明，本文所提出的深基坑支護方案和降水措施具有一定的可行性。在后續研究中，應該對這些措施進行深入拓展，使其涵蓋更多的技術細節，進一步增強其可操作性，為高層建筑深基坑建設質量提供技術支撐。