［摘要］深基坑支护工程在选型、计算以及施工等方面是否满足工程需求，对高层建筑工程施工的工期、安全性以及经济效益具有重要影响。高层建筑深基坑工程支护技术，应考虑荷载因素的影响，计算高层建筑深基坑施工中的土压力，在深基坑多层开挖施工中，保证每层均可建立倒运平台，进一步解决施工现场地下水渗漏问题，至此完成深基坑施工。
［关键词］高层建筑；深基坑工程；支护技术
深基坑工程质量关系建筑的稳定性，如何维持高层建筑深基坑施工工程的稳定性，引起了相关学者的广泛关注。前期相关研究主要针对开挖边坡的稳定性和支撑荷载展开，后期支护技术研究则主要集中于设计基坑底板隆起的解决方案方面。与此同时，有限元分析法逐渐开始应用于深基坑构造模拟中。但随着工程要求的不断提高，为防止基坑在施工过程中发生水平位移，研究方向已向支护结构方面转移。实践证明，通过改变支护结构可有效防止水平位移，因此对深基坑施工支护技术进行探讨。
1深基坑施工技术
对于小型施工现场，当大型钻机设备不能到达施工现场时，需人工填土及打桩。手工挖桩及支桩设计对周围居民的生活影响较小，且建筑工人可在紧凑的场地灵活施工作业。
1.1土压力计算
进行高层建筑深基坑施工中，土压力是首先要考虑的荷载因素。对静止土压力，支护装置所承受的是竖向自重应力。在土层中如任取一点，静止土压力的计算公式为：ω0=S0γ（1）式中：ω0为静止土压力强度（kPa）；S0为静止土压力系数；γ为土体质量分数（kN/m3）。在静止土层中，土压力会沿着支护结构呈现三角形分布，静止土压力分布如图1所示。根据静止土的分布情况，分析静止土对支护结构产生的压力，计算公式为：2002USRγ=（2）式中：R0为静止土对支护结构产生的压力（kN/m3）；U为支护构件的高度（m）。静止土呈现的压力较为稳定，因此对支护结构的抗压要求较低。虽然主动土压力计算困难，但可通过土体与支护结构在极限平衡状态来进行计算土体与支护结构极限平衡状态的各角度情况。在支护土体以及支护结构的反作用力下，土体以及支护结构会呈现出极限的平衡状态。此时主动土的压力Ra计算公式为：()()22221cos2coscosaRUεαγααδ−=⋅⋅+（3）式中，ε、α、δ分别为土体内摩擦角、土体倾角、土体外摩擦角。在被动土中存在支护结构土体内摩擦角ε=0，土体倾角α=0，不考虑摩擦角δ=0的情况下，被动土压力Rp计算公式为：()()2201/2tan45/2pR=γU+ε（4）在完成对土体压力情况的计算后，即可对支护结构进行设计。
1.2支护结构设计与施工技术
（1）考虑支护结构桩身垂直度偏差应在0.5%以内，因此施工现场以1m的高度为桩身，用线坠检查垂直度，并用孔保护连接墙。（2）由于相邻桩之间的距离比较小，因此用间隔法构造一排桩。每桩由2名施工人员施工，其中，1人在坑内施工，1人在坑外施工。（3）施工人员应注意坑壁的位移和裂缝的变化，防止坑壁产生裂缝及土质位移，防止坑内土质产生位移。（4）在距坑5m以上的坑内回填土石，并将堆高控制在1m以内，考虑到暴雨骤降和地下水位上升，会造成渗透性流砂现象，应采取预防“降低或平衡水的动压”原则。（5）采用人工排水降低地下水位；由于施工现场地下水的含砂量为2.8~3.8m，因此主要采用露天排水。排水口设置在距洞口1m以上的位置，并采用连续开放的排水方式控制地下水的沉淀和排放。挖深应在土层1m以下，每隔1m就应及时浇筑墙用混凝土。（6）为防止挖孔桩在施工过程中与岩层发生碰撞，针对短桩、小桩径等特点，采用多层平板加强网架的技术措施。桩基础开挖采用间隔法；在地质条件不能满足1.2m间距的情况下，相邻的两桩形成1对连通的双桩，以便同时施工；采取加强技术措施，如图2所示。
2深基坑土方开挖施工技术
基坑土体采用自稳式支护方式，且以开挖为主。高层建筑深基坑工程在施工过程中存在场地狭小、土方开挖量大等问题。在这种情况下，可采用多级开挖法辅助基坑施工。在多级开挖法中，第1级开挖至2~2.8m，土方支护采用自稳式支护结构。在此基础上，设置倒置平台进行深基坑施工。应根据工程实际情况，确定所需的深基坑开挖数量，每一深基坑开挖深度控制在5m内，确保土体得到良好支护，保证中转平台的正常使用。同时，每1层土方开挖时，应保证每一开挖工序的支护强度达到图纸要求的混凝土强度的80%，以保证施工安全。开孔前，须准确确定桩位，C25型人工挖孔防撞墙混凝土和灌注桩的厚度应为150mm，墙栏杆应加固，在坑口安装软化装置，每天检查坑口有无有毒气体，以保证坑口结构安全。挖掘到设计深度后，要对坑的底部进行检测和验收。人工挖桩和浇筑桩须定期挖出，相邻的桩体上应有孔，每次挖桩时须连续将桩体的混凝土浇筑到桩顶；为保证挖土结构干燥，人工挖桩施工时须及时进行沉降处理。土石须按时运到矿山外。禁止在烟囱周围3m内设置坡顶。桩长不得超过15m。该工程整体桩的混凝土强度等级为C25，加固框架是按全长布置的，采用钢接头焊接，接缝应根据规格错开。保护层厚度为50mm。该工程桩身检查：桩底变形检测占总桩数的20%，桩位由有关部门共同确定，检查合格后方可进行土方开挖。在进行土方多层开挖作业时，容易出现地下渗水的现象，选用TRD工法建设止水帷幕防治渗水。TRD机与传统的三轴深层搅拌桩机相比高度更低，更适宜土方多层开挖作业。而自稳式支护结构也可保证TRD工法的顺利开展。TRD工法中，TRD机刀具水平运动时，会在适当的深度位置灌入固化灰浆，形成防水帷幕。对固化灰浆配合比的选择会对土方基底的单轴抗压强度造成影响。使用固化灰浆应按当前地层的土质情况进行配比，其中TRD工法中的固化灰浆典型配合比见表1。综上所述，高层建筑深基坑施工时，应根据目前的工程地质条件和深基坑施工中的图纸要求调整固化砂浆的比例。完成土方开挖和水幕施工，由此实现对高层建筑深基坑的施工。
3结束语
针对高层建筑施工中的基坑位移，对优化深基坑施工支护技术进行研究，通过实例分析可知，优化后的技术可有效解决上述问题。但是，本研究未考虑开挖过程中铰链的轴向力，产生的水平位移影响。下一步有必要在研究项目中选择铰链材料和轴向力进行分析，以进一步提高支护技术性能。
作者:姚伟豪 王衡 单位:中建二局第一建筑工程有限公司