高层建筑基坑支护工程施工安全技术探讨

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　　摘 要 针对高层建筑基坑支护工程施工安全技术进行分析，探讨了高层建筑基坑支护工程施工特点，并总结高层建筑基坑支护工程安全技术。
　　关键词 高层建筑;基坑支护工程;施工安全;地质;其后条件
　　为了确保基坑支护结构安全工作，不但要有合理的设计，同时还需要对施工方式进行合理选择。对此，在具体施工之前，需要对施工进行严密组织，并且对施工组织进行科学合理编制。
　　1 高层建筑基坑支护工程施工特点
　　1.1 质量要求高
　　通过基坑支护方式，能够确保建筑工程的安全性，在某种角度讲，这一施工环节主要是为今后不同施工工程奠定基础。基坑建设工程容易因为天气因素影响，若在阴雨天施工，基坑质量就难以得到保障，因此基坑支护工程队建筑工程质量带来重要影响。基坑支护工程实施过程中，会因为地质条件而受到影响，同时也会因为天气因素而受到影响，要想确保建筑工程稳定性，则要对基坑支护建筑质量提出更高要求。
　　1.2 地质复杂，施工难度大
　　高层建筑基坑支护工程，实施过程中，会因为地质条件而受到影响。对此，相应施工单位施工之前，需要对工程地质进行严密勘察，了解该工地地质类型，因为地质条件不是统一的，这就需要结合具体施工地点来对施工方式进行选择，考虑地下水情况和土层结构等。在对基坑进行具体支护过程中，若遇到比较复杂的地质情况，则有可能会给工程施工带来一定难度[1]。
　　2 高层建筑基坑设计原则和支护类型
　　2.1 安全设计原则
　　对基坑进行设计，需要选择具有较高资质的设计单位，同时对这一单位进行考察，要求其专业能力强，能够确保设计方案足够合理与安全。基坑支护结构和工程地质，水文地质、周边环境等均存在着密切联系，因此相应技术人员必须结合当地实际情况，结合以往使用经验，施工工期以及气候条件等进行合理设计。与此同时，进行基坑的支护属于一门实践性和经验性较强的学科。而支护结构属于意向临时工程，因此需要在保障质量的基础上，适当降低成本。
　　2.2 基坑支护类型
　　（1）放坡开挖。如果施工场地土质相对较好，地下水位比较深，同时施工场地比较开阔，采用放坡方式，不会对邻近建筑物和地下管线等产生影响，则可以选择放坡开挖方式进行施工。如果地下水位比基坑底面底，同时土质比较均匀，基坑施工竖直方向开挖的深度需要按照一定规定，其中黄土限值为2.5m，坚硬黏土限值是2.0m，可塑性黏土以及碎石类土质限值为1.5m，硬塑、可塑粉土和粉质黏土限值控制为1.25m，中密度砂、碎石土限值为1.0m，软土则控制在0.75m。
　　对土质边坡进行具体开挖过程中，遵循边坡坡度允许值。其中次生黄土，Q4，坡高在5m以下的，允许值在1：0.5-1：0.75之间，而坡高在5～10m之间，允許值则控制在1：0.75-1：1之间，其中黏土和粉土允许值则控制在1：0.75-1：1.5之间，而施工中如果遇到的是碎石土，则需要结合密度来对坡度进行确定，如果坡高在5m以下的时候，其允许值则为1：0.35-1：1之间，如果坡高是5-10m之间，这种允许值则在1：0.5-1：1.25之间。
　　（2）土钉支护。如果基坑四周不能进行放坡施工，同时地下水位相对较低，或者基坑外部有降水条件，临近没有重要的建筑，同时也没有地下管线，基坑外部可以用土钉占用时，则可以对土钉支护方式对基坑土体进行应用。
　　土钉墙水平位移，可以结合数值计算方式，同时结合可靠经验对其进行确定。在具体设计过程中，借助下列措施适当减少墙体变形，或者对墙体变形进行控制。第一方面，时适当减少分层、分段作业深度以及长度。第二方面，适当缩短开挖和支护施工之间存在的间隔。第三方面，对土钉的长度以及密度进行有效控制。第四方面，降低土钉倾角。第五方面，在具体开挖之前，需要沿着基坑的边缘，对竖向微型桩进行设置。
　　（3）排桩支护。排桩支护主要是以人工挖空灌注桩、冲（钻）孔灌注桩、沉管灌注桩等方式，进行支护，其主要被分成悬臂式、锚拉式或者内撑式[2]。
　　3 高层建筑基坑支护工程安全技术措施
　　3.1 机械安全管理和围护设置
　　在开挖工程开始之后，管理人员安排在边坡周围设置围护，围护设施的立杆高度为1.5m，间距控制在2m。设置上下两杆护手，并且要用色标禁示，同时还需要设置登高护梯。每天，或者在雨后，对支撑稳定性进行严格检查，保障安全基础上，继续工作，同时不能将土以及其他的砌件堆放在支撑上面，也禁止施工人员在支撑下站立或者行走，进行机械挖土和启动之前，需要检查离合器，空车试运转正常之后，才能够开始施工。在操作相应机械过程中，不能过深，在提升时也不能过猛。机械停车，需要停放在地基上，若基础较差，则可以使用走道板对其进行加固处理，不能将挖土机和挖空基坑平行2m内停放或者行驶。对运土汽车进行应用 ，不能临近基坑周边行驶，避免出现塌方翻车现象。
　　3.2 安全监测
　　（1）深层土体位移观测。深层土体位移观测，主要是借助深埋管进行监测，侧头和导论沿着测斜管导槽进行提升，对每一深度位置倾斜角度进行测量，同时输出相应电压信号，对信号进行分析后获得倾斜角度函数。通过ZW2000型位移计仪器，将侧头深入到测斜管当中，然后缓慢下到孔底位置，通常先侧出可能出现的最大位移方向，而测量从空孔底开始，从下到上测读一次。侧测量数据存在问题，则需要及时补充。
　　（2）水位监测。对地下水位进行监测，能够防止基坑降水而导致四周地下水位大幅度下降，主要借助水计进行监测，通过钻孔埋入到地下，而测头内部安装相应的水阻接触点，若接触点和水面 接触的时候，则会接通相应接收系统。在具体测量过程中，主要是将水位计探头和标有刻度的电缆在导管当中移动，从而了解到水位具体刻度。
　　3.2 安全管理组织架构 　　施工前由项目经理负责组织相关管理人员建立施工安全管理小组，项目经理作为小组组长，每个季度对施工现场做出一次大检查，检查人员主要包含质安部、技术部等相关人员组成安全小组。主要是对基坑作所有关键部位包括脚手架、施工用电、井子架、塔吊等机械进行全面检查，对照安全检查规范逐项落实到位方可施工。此外，还需要结合检查列表组织人员签字验收。
　　3.3 基坑失稳、倾斜预防措施
　　（1）锚杆支护。对土层锚杆进行支护，不但能够让建筑安全性得以保障，同时还能够在一定程度上确保支护主体强度。实际施工过程中，相应施工人员需要重点关注土层锚杆的安装环节。在具体施工之前，需要测量锚杆，让钻孔位置准确性得到提高，能够促使钻孔过程中的误差被降低，让后续工作得到有效保障。
　　（2）支护桩支护。高层深基坑支护施工过程中，需要结合当地土质对灌注桩进行具体规划，和具体分配。这种情况下，能够促使施工质量得到进一步提高，还能促使施工可行性得到提升。对支护桩进行具体灌注过程中，需要注意的一点是能够满足施工要求，当满足施工现场全部要求的基础上，进行具体的支护。这种情况下，可以在一定程度上提高整体水平，让基坑支护工作更加合理。
　　（3）注意排水。对于一些深基坑而言，多数情况下会超过地下水位，因此深基坑可能会出现渗水问题，若发生渗水，则会对支护产生不良影响，如果渗水严重，还有可能会影响支护的稳定性。为了确保工作可以顺利进行，要求工作人员必须提前检查水文情况和地质情况，结合实际情况，对排水系统进行设置。
　　（4）排桩支护。排桩支护是使用钢筋混凝土是对挖孔和钻孔灌注桩进行应用，将其作为主要支护结构，技术人员对桩与桩之间的间隔进行合理控制，其间隔是丁排桩支护施工要点的参考依据。如果间隔过大，则会促使结构的挡土效果受到影响，若间距过小，则会浪费钢筋混凝土，增加施工成本。若只够结构各个桩之间过于稀疏，则可以使用连梁方式对其进行连接和处理，同时也可以借助搅拌桩或者高压注浆的方式，对其进行进一步加固处理，从而防止出现渗水和渗土现象的发生概率。
　　（5）地下连续墙。地下连续墙施工在土建基础施工中得到广泛应用，该技术刚度较大，同时具有较强的支护能力，具有较高防渗以及防水效果，地下连续墙施工技术在地下水位当中，应用十分广泛，针对那些含水量相对较大的土方层而言，或者沙土层而而言，对地下连续墙进行应用，具有较高的支护效果。
　　3.4 安全信息化管理
　　信息反馈技术能够对建筑工程的顺利开展起到推动作用，而信息反馈的主要内容是具体施工过程中，土体开挖工序，对这些地质信息等深层情况进行充分反映，对信息技术进行科学有效的使用，还能够对边坡位移情况进行及时反映。但是，该技术对于工作人员而言，提出了较高的技术要求，同时要求专业人员对施工流程牢固掌握，了解土方力学、地质构造、地质信息等方面的知识。可以对相应建设信息做出及时合理的反馈，针对那些不能使用基坑支护技术的建筑做出准确判别，这种情况下，能够让工作得以顺利完成。
　　深基坑工程是一项比较复杂的系统，要想提升其施工安全性，仅通过经验估算是难以实现的，因此需要借助相应信息化系统进行计算和监测，记录变化态势，对监测信息进行反馈，则可以预测深基坑系统的实际变化趋势。若出现险情预兆，信息系统则做出预警，技术人员及时采取应对措施，确保施工安全性。
　　3.5 提高安全防范意识
　　相关工作人员需要确保施工安全，进一步提高基坑施工的稳定性，这就要求施工人员不断提高本身的安全防范意识，从而减少或者避免安全事故发生。在具体施工中，如果遇到基坑护臂突然失效问题，相应施工人员就需要停止开挖，然后回填土方，避免出现更多问题[3]。
　　4 高层建筑基坑支护工程安全技术实施实例
　　4.1 设计工况
　　以某高层建筑为例，施工时，先对施工支护桩进行立桩。完成之后，开始对压顶冠梁以及水平支撑系统进行浇筑施工。等到顶压顶冠梁支撑系统为设计要求的80%以后，再开始上下分区、分块和盘式处理，分层开挖到-7.30标高时，再对第一道钢筋混凝土支撑系统进行浇筑。等到第一道支撑系统能够达到设计强度要求的80%后，然后向下分区、分块、分式和分層开挖，到-11.80标高的位置之后，技术人员再对第二道钢筋混凝土支撑系统进行浇筑，采用同样的施工方式，直到施工到第三道钢筋混凝土支撑系统为止。
　　第三道支撑系统强度达到要求的80%以后，继续向下分区、分块和分层开挖，到-20.00-20.90标高位置，开始对基础底板进行浇筑，然后对地下四层水平结构进行浇筑。第四层水品结构强度满足要求的80%以后，技术人员开始将第三道水平支撑系统拆除，然后对地下三成水平结构进行浇筑。当地下三层水平结构达到80%以后，则开始对第二道水平支撑系统进行拆除，这时对地下二层水平结构进行浇筑。以此类推，直到将顶冠梁水平支撑系统拆除为止。
　　4.2 注意事项
　　①施工顺序。围护桩施工——冠梁以上土方开挖及坡面处理——锚杆钻孔灌浆——围护桩砍桩头及检验——冠梁施工——锚杆预应力张拉锁定——基坑土方开挖！桩间砖拱砌筑及南面放坡部位坡面施工——基底混凝土垫层封底。②防水工作。在对基坑支护结构进行具体施工期间，必须对积水进行彻底清除，因此土方开挖施工期间，需要进行有效防水。通常情况下，会在基坑的内部设置相应排水沟和集水井，这种情况下，可以对积水进行有效排出，防止水深入到底层，对支护结构带来危害，导致整体工程质量下降。若基坑内部有积水存在，则需要在排水施工完成后，复核设计规定，并且进行土方开挖施工。③遵循先撑后挖原则。对基坑工程支撑开挖，需要先撑后挖，从一定原则上分析，支撑完全之后，对下一批土方进行开挖。对基坑内部进行挖土，应当遵循分区、盘式原则，在基坑的内部，禁止进行多区域和大面积开挖，不同区域，开挖到支撑底标高之后，则对混凝土支撑进行及时浇筑，如果到达基坑底标高时，则对混凝土垫层和基础底板进行及时浇筑，从而有效减少大面积暴露时间，对基坑回弹隆起部分进行有效控制。④基坑边缘施工。建筑材料以及土方不适合在坑边堆放，如果不能防止应距离基坑上边缘在2m以下，弃土堆高在1.5m以上，则不能对荷载值进行超荷设计。同时，还需要适当提高垂直基坑壁的边缘距离。不能在坑的边缘堆放软土地区的弃土。如果坑边使用重型机构进行作业，则要设置专门的平台，或者设置专门的基础。此外，可以限制或者隔离坑顶四周震动荷载作用。⑤基坑开挖。进行具体的基坑开挖过程中，需要对车辆、挖土机械行驶通道进行合理布置，设置专门的挖土顺序。不能在挖土过程中，碰到维护结构。⑥机械使用。通过人工方式，对预留的150～300mm土层进行修整。事先要保障不同机械车道足够畅通，同时要避免移动或者工作过程中碰撞附近围栏，并且事先对机械上下基坑进行支护。开挖工作必须严格按照相关步骤进行，同时还需要对异物进行彻底清除，以防止日照或者雨水对支护结构进产生冲刷，导致其变形。如果基坑开挖超过了规定范围，则需要对其进行回填处理，并且进行夯实，通过这一方式保障基坑承载性能充分符合规定。⑦安全管理。需要在基坑的周边设置安全标志，禁止从疾控的顶端扔抛物体。在基坑的内部，设置相应安全出口，为人员撤离提供方便，因此机械的设置以及停放一定要平稳，要求坡道牢固可靠。⑧土方机械作业。不能再距离电缆1m以内的位置进行土方作业。机械具体运行过程中，不能对转动部位进行检修或者接触，应当将工作装置设置到最低位置，然后再对其进行修理，同时将垫木进行悬空处理。⑨正、反铲作业。使用挖掘机进行正铲工作过程中，要求最大开挖高度小于机械本身性能规定。在进行反铲过程中，对履带和工作面距离进行控制，要求其距离在1.5m以内[4]。
　　5 结束语
　　基坑技术在盖层建筑中应用比较广泛，该技术逐渐成为建筑行业发展进程的重要因素。对此，具体施工中，技术人员需要对基坑施工技术进行充分发挥，对其进行有效应用，促使整体施工质量得到提高。
　　参考文献
　　[1] 胡青春.深基坑支护施工技术在高层建筑工程建设中的运用分析[J].居业，2018，（11）：112，115.
　　[2] 黄峰平.浅谈高层建筑深基坑支护施工的问题及其质量控制措施[J].四川水泥，2018，（11）：259.
　　[3] 莫兴文.探讨高层建筑工程深基坑支护施工技术[J].四川建材，2018，44（11）：75-76，80.
　　[4] 李平.浅谈高层建筑深基坑支护工程施工技术[J].民营科技，2018，（08）：115.
　　作者简介
　　文翔（1966-），男;学历：大专，工程师，现就职单位：湖南核工业建设有限公司，研究方向：工业与民用建筑工程项目施工管理。
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