高层建筑深基坑支护技术及常见问题

高层建筑防火防控意义重大。文章采用灰色系统综合评价法对具体实例进行风险评估，通过综合评价结果确定该高层建筑的风险等级，再提出相应合理的安全对策，降低发生火灾的风险。

高层建筑由于体积巨大，功能复杂，人员和物资相对集中，极易发生火灾。因此对高层建筑防火防控非常重要。本文对高层建筑进行火灾风险评估，确定高层建筑的危险等级，分析出高层建筑易发生火灾的致因因素，进而对薄弱环节提出相应对策，对减少我国经济以及人员损失具有重大意义。经过调查研究总结前人经验，高层建筑火灾易发的局面是多种因素造成的。

其一：大多数人缺乏防火安全意识；其二：我国现阶段在消防设备防火设备方面都落后于我国高层建筑的飞速发展；其三：相关的安全管理人员没有真正承担起该有的责任。基于此，应及时作出相应的调整方案，减少火灾的发生。高层建筑火灾评价系统是一个多层次、多因素的灰色系统。本文旨在针对山东省青岛市的某高层建筑，通过灰色系统综合评价法对建筑内的安全疏散系统、防火系统、灭火系统和管理及其它4个主要评价指标进行火灾风险评估，确定风险等级，提出合理防火防控对策，及时消除火灾隐患。

1.火灾情况简介

研究火灾统计数据的规律和自身存在的问题，对于客观认识消防问题，有针对性地做好消防工作是非常有益的。高层恶性火灾在20世纪70~80年代曾经在美国、日本等地肆虐，而我国则是在20世纪80~90年代较为严重，90年代稍有缓和。近年来随着经济建设的高速发展，高层建筑恶性火灾又有回升趋势。根据公安部消防局近十年全国火灾情况分析做出的数据统计如表1所示。建立灰色综合评价模型灰色综合评价法是基于灰色系统理论和方法，对某个系统或所属因子在某一时段所属的状态，针对预定目标，通过系统分析，做出一种半定性半定量的评价与描述的方法。设被评估对象为X，设J摘要：对于高层建筑而言，其质量高低在很大程度上直接取决于深基坑支护工程的质量。鉴于此，文章总结了该项技术目前在高层建筑中的应用现状，并分析在具体施工过程中需要着重关注的问题，同时有针对性的给出改善建议。以此为基础，深入剖析了深基坑事故出现的根源，以及可以借鉴的处理对策，为日后工程提供指导。随着中国经济的快速发展，城市的人口数量也在迅速增加，这对城市的空间提出了新的挑战，而解决这一问题的有效方法便是建立高层建筑物。大量实践表明，深基坑支护技术为增强高层建筑物施工的安全性和稳定性做出了巨大贡献。鉴于此，有必要对深基坑支护技术展开研究，以便为后续实际工程提供指导。

2深基坑常用支护结构类型

我国地域面积辽阔，东西、南北地理的差异性很大，土壤构造的差异性也很大，故深基坑支护技术的使用也存在明显的地域性。影响深基坑支护技术选择最重要的因素便是土壤的构造，因此，在实际施工中，应当依据当地的土壤特性来选择与之对应的支护结构，以保证建筑的质量。从支护结构的工作原理和材料属性出发，可将支护结构划分为三大体系，分别为水泥挡土墙体系、边坡稳定式体系、排桩和板墙式体系。具体见下图。

2.1放坡开挖

该类型的支护结构对场地的要求比较高，适宜在开阔、周边无重要建筑、地下水较深的场地使用。在具体使用时，也可以结合其他支护方式一同使用。

2.2水泥土重力式挡土墙

该支护方式是利用深层搅拌机械强制搅拌或者高压喷射注浆法使得固化剂（水泥、石灰等）和软土之间发生一系列物理化学作用，让软土硬化成桩。该方式利用基坑内的原位土并在此基础上形成重力式挡土墙，从而保证基坑具有极强的稳定性。此外，由于水泥、石灰等材料的渗透系数极小，也可兼作止水帷幕。该支护方式适用于地基承载力标准值低于120kPa的粘性土等软地层区域且开挖深度低于7m的基坑工程，实践表明，当基坑开挖深度为4~6m时，该法可以取得较理想的效果。

2.3土钉墙支护结构

该体系最早可追溯到法国的新奥法理论，在我国最早使用于太原的柳湾煤矿边坡工程。土钉墙是由土钉、面层、土体组成的具备自稳机能的挡土墙，它通过在土体内成孔、加钢筋、注浆、土层编网、喷层等步骤，使土体和土钉共同作用，以增加土体的抗拉和抗剪强度，从而增加土体的稳定能力。

2.4地下连续墙

地下连续墙最早是由意大利人C.Veder在1950年开发的，并应用于SentaMalia大坝的防渗墙（刘建航，1997）。目前这项技术已基本成熟，应用极为广泛，很多工程选择将地下连续墙同时用作支护结构和主体结构的基础部分，这种方式称为“两墙合一”。这种方式最突出的优点便是在缩减成本的同时也保证了工程的经济效益，所以在实际工程中被广泛使用。

2.5排桩支护

由于地下连续墙工程施工技术较为复杂，施工难度大，故对周围环境因素不复杂的基坑，常选择排桩支护的方式对其进行支护，该支护方式由支护桩、支撑（或土层锚杆）及防渗帷幕等组成。排桩可根据施工情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。排桩支护最大的优势就是操作简便、成本低、无需专门的设备支撑，故被广泛应用在各类深基坑的支护工程中。但排桩支护也存在明显的缺陷，即随着基坑深度的增加，面临失稳的可能性就越高，造成的危害也越大。

3问题分析及应对措施

3.1常见问题

施工单位意识淡薄支护结构多为临时性的，换句话来说就是在施工完成后支护也就伴随失去原本的作用。所以一些建设单位、施工单位意识上能省就省，设计留有的安全裕度较低；殊不知基坑支护结构为不确定性及复杂性，如果出现结构失稳的问题一方面对于基坑自身的安全性造成了极大的隐患，同时对于施工周围的建筑环境安全性构成了威胁，甚至会出现经济重大损失与人员的伤亡等。对环境条件的影响考虑不充分具体到建筑基坑支护工程，由于需要开挖一定深度的土地，所以或多或少的给地下设施造成不利影响。若未在施工前对环境条件进行充分考虑，则会导致施工中的各种问题。比如，如果施工地区地下水位偏高，在施工中如果没有考虑好防渗水工作，则容易造成地下室隐患。施工质量达不到设计要求在支护桩对称布筋中，钢筋笼放置的方向存在偏差；浇灌混凝土的方式不合理，造成支护桩表面露筋；土钉实际尺寸同前期设计尺寸不相符，倾角也和前期设计存在差异；支护不及时，挖土与支护脱节；在地下水以下打锚杆或土钉时，由于操作不当使水砂从钻孔中大量流出而导致基坑周围地面下沉及建筑物裂缝现象。上述问题均有可能使支护结构的效果无法达到设计要求，从而影响整个工程的质量。

3.2应对措施

以上出现的各类问题的本质还是由于施工单位的意识较为单薄，没有认识到深基坑支护工程施工技术的复杂性。①基坑支护工程不论大小，均要严格实施各项监测方案，利用观测设备对周边土坡的位移与沉降实时监控，用信息化手段来指导现场的施工，现场遇到特殊情况应及时采取相应的措施去应对。②设计具体施工方案时，要时刻注意土层内部地下水的状态，杜绝发生水患，确保施工的安全。

4工程实例

4.1工程概况

某深基坑深6.5m，宽12m，坑底以下多为粘性土与砂土，有承压水存在。施工过程中，采用1∶1.25边坡放坡开挖，引入二级轻型井点。当开挖深度达到设计标高值时，坑底出现了隆起现象，24h后隆起值达到20cm，48h后隆起值为30cm，36h后隆起值达到了1.5m，随着隆起值的不断增加，坑底出现了开裂的现象，形成流砂，最终导致了坡顶地面下陷，边坡失稳破坏。

4.2事故原因

随着基坑开挖深度的不断增加，坑底承压水的覆盖土层重量减少，而井点降水深度不够，这就使得坑底的承压水不断冲击坑底土层，最终造成坑底裂开，继而形成流砂。由于流砂的作用，周围地基土被掏空，土的抗剪强度大幅度下滑，进而引发了边坡滑坡与地面沉降的事故。

4.3处理方法

注浆加固法深基坑在开挖的过程中，应在周围建筑物下方布置一定数量的监测点，当由实时监测数据得知深基坑的开挖造成建筑物沉降值不断增大时，要及时在其下方进行注浆加固。注浆法也是实际施工过程中为最常见、最有效的加固方法。但在注浆加固的过程中要时刻注意注浆压力与速度，防止注浆压力超过受注土层的自重和强度，对建筑物造成新的危害。当支护结构自身形变量较大时，应对支护桩前后的土体进行注浆加固。加固桩后的土体能够有效的降低主动土压力；加固桩前的土地能够提升被动土压力，并且消除坑底隆起现象，增加基底土的承载力。隔断法这种方法的关键在于在被开挖的基坑和周边建筑物间设置隔断墙体，由该结构来分担基坑开挖引起的土的侧压力，在特定环境下该墙体也可起到防水帷幕的作用。

隔断墙对周围建筑物能起到保护及加固的作用，防止基坑失稳而导致周围建筑物的损坏。降水法当基坑开挖过程中发生严重的涌砂现象时，应及时在基坑底部设置深管井或采用井点降水。同时，由于降水可能会造成周围地下管线及地表建筑物较大的形变，故应在基坑周围设置回灌井，以此来确保周围建筑物的安全。坑底加固法该法用于处理基坑底部隆起或者流砂的问题时效果较为显著，其原理是通过在基坑底部采取压力注浆等措施来提高基坑底部土体的抗剪强度，同时也可起到一定的防渗作用，从而对基坑坑度的土体起到保护加固的作用。卸载法该法主要用于支护结构顶部的位移量偏大的环境条件下，其原理是通过挖掉桩后一定深度的土体来减小桩后土压力。这种方案能够有效的减小桩顶位移，避免其发生倾覆现象，不过其对周边场地环境的要求较高，故只有在周围场地条件允许的条件下才能使用。

综上，随着城市化进程的不断加快，国内建筑工程越来越离不开深基坑支护技术。与此同时，深基坑支护施工对于施工技术的要求较高，这就要求施工单位切实提高重视度，按照制定好的施工方案施工，杜绝出现施工过程中各种不合理的现象，做到在合理利用地下空间的同时，保障工程的质量，降低安全隐患提高建筑工程的安全性和稳定性。

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