摘要：随着我国建筑行业的不断发展，高层建筑逐渐成为城市房屋建筑的主要类别，为城市现代化的发展提供了有力的 建筑支持。而在高层建筑工程施工中，地下基坑支撑结构占据着极为重要的地位，其结构稳定性、承载性等各项性能的高低，对整体工程的施工质量、施工安全系数造成显著影响。基于此，本文对高层建筑地下基坑支 撑结构的优化设计开展深入探讨。
关键词：高层建筑；地下基坑；支撑结构设计
1 高层建筑工程地下基坑支撑结构主要设计难点
1.1 对周边建筑的影响系数较高
由于高层建筑普遍位于城市区域中集中修建，工程施工 区域周边环境中分布着大量的建筑物、障碍物，且不同建筑 之间的间隔距离较小。而在高层建筑地下基坑支撑结构建设 以及后续施工作业开展过程中，如若基坑支撑结构出现坍塌、倾斜等问题，不但会对高层建筑施工作业造成阻碍，也有可 能对工程施工区域周边环境中所分布各类建筑物造成严重影 响。严重时，甚至会引发周边建筑变形开裂、坍塌等安全事故，因此对高层建筑地下基坑支撑结构的各项性能要求较高。
1.2 极易受到外界因素影响
在高层建筑地下基坑施工作业开展中，由于基坑施工作 业区域的水平高度低于地表，因此在雨雪气候下，基坑内会 积聚大量雨水，或是高层建筑施工区域周边环境所分布地下 水向地下基坑中不断积聚。地下基坑支撑结构受到雨水、积 水的影响，导致结构各项性能出现一定幅度的下降。因此，在建筑地下基坑支撑结构设计环节中，也需要设计相应的基 坑排水措施，降低外界因素对支撑结构所造成的影响系数。
1.3 地下基坑支撑结构施工环境复杂
由于大多数高层建筑位于城市中心区域，导致地下基坑 支撑结构的施工环境较为复杂，不但施工范围较小，且施工 区域内及周边环境中还分布着大量的人群、水电管线、地下 设施等，这无疑大幅提高了地下基坑支撑结构的设计难度。设计人员需要在保障所建设支撑结构对水电管线、地下设施 等造成影响系数控制在一定程度内的基础上，还需确保支撑 结构的各项性能符合设计要求。
1.4 工序流程过于复杂
在部分高层建筑工程中，修建高层建筑群，而并非单一 的高层主体建筑。由于不同建筑之间在结构、高度等层面上 都有所不同，因此也需要充分考虑到不同高层建筑的地下基 坑挖掘深度、对支撑结构的具体要求，随后按照先浅后深的 工序流程开展施工作业，并保障后续所修建、设计的地下基 坑支撑结构不会对前期施工的地下基坑以及支撑结构造成影 响。
2 基坑支护结构设计方案的要求及主要内容
2.1 基坑支护结构设计方案的要求
基坑支护结构的施工设计方案，是基于相关的资料文档与规范标准 的设计基础之上，并结合施工建设的地质条件和基坑周边环境，以基坑 深度等为施工依据，做出合理、先进、实用且安全的发展建设环保计划。同时，为了保证周边建筑和地下设施、道路、管道等安全设施的正常使 用，以及对基坑施工的正常使用，确保原有建筑的地下结构不会受到建 设施工的影响。
2.2 基坑支护结构设计方案的主要内容
①在施工基坑在设计过程中，需要注明工程名称，以及业主的单位 与详细的地址信息，还要拟定建筑物的层数、结构特点、高度与基本的建 筑形式等。②还应注明建筑物地下室的层数和面积、室外与地面的标高、地下室顶板的设计标高、地下室层高和底板的开挖、基坑的深度、面积、周长以及周边的环境等，同时还包括采用的支护方法与结构，基坑挡水 及降水措施和预计施工的时间等。③在进行等级设计时，需要根据基坑 开挖的深度与规模，以及周边的地质条件和环境等，按照一定的规定办 法，依据建筑基坑的支护技术规程进行使用年限的设计，不能小于一年。
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2.3 基坑方案设计的依据与图纸
2.3.1 设计的依据
基坑开挖前需要结合相关的参考资料，对岩土工程进行详细的工程 勘察，还要保留相关的基坑深度现场地形图与工程路线图，进而拟定建 筑平面图、剖面图、立体图，并结合以上图纸对其进行布局设计，在相关 的设计标准、规程指导下，通过相关的电子处理软件进行基坑开挖的整 体设计，同时，对基坑施工场地的地下水进行重点规划设计，针对补给与 排泄对地下水层之间的水力进行相互关联的设计，充分掌握地下水的来 源、质量，以及深埋情况，甚至是变化情况等，以期有效降低基坑支护施 工对周边可能造成的环境影响。
2.3.2 基坑方案设计的图纸
在进行基坑的图纸方案设计时：①对图纸进行目录设计，而且必须 根据总平面设计图进行支护方案设计；②剖面图设计需要进行分段设 计，而且要由此判断排水沟、支撑结构、放坡、标高、线管、支护构件等，还 包括开挖边线、基坑深度范围，以及市政管线、建筑物地下层等其他基础 设施；③基坑的支护结构设计，需要对支护结构的示意图与配筋图进行 标记，针对局部支护结构的立体图与大样图也要进行重点的标注说明，基层开挖前不仅要绘制出剖面图，还要对降水井与观测井进行图纸设 计，标明其型号与类型；④监督平面布置图的设计对各元件的预留平面 图和竖形的结构宽度进行监督，保证道路通畅与大车行驶荷载量等。
3 高层建筑工程地下基坑支撑结构的主要设计流程及要点
3.1 设计流程
（1）对地下基坑支撑结构的设计状态进行全面分析。对 地下基坑支撑结构在不同作业环境、突发问题影响下的具体 工作情况进行预测，并组织开展极限设计工作。例如地下基 坑在受到雨水侵蚀、出现坑底凸起、支撑结构遭受严重破坏 时的极限工作状态。
（2）对地下基坑支撑结构的安全等级进行确定。在不同 安全等级中，所设计地下基坑支撑结构对施工区域及周边环 境所造成的影响系数都有所不同。唯有选择正确的安全等级，才能确保后续地下基坑支撑结构设计工作的有序开展。
（3）对地下基坑支撑结构的设计标准、具体内容进行明确。组织开展地下基坑支撑结构在极限状态下的设计工作，确保 支撑结构在各类作业情况下都能为地下基坑作业现场提供充 足的安全保障；根据不同地下基坑的挖掘方式、基坑结构以 及受力特点，精确计算具体支撑结构的设计指标；若所设计 地下基坑支撑结构中存在锚杆结构、抑或是内支撑结构时，则需要对支撑结构的稳定性、极限承载力进行精确计算；在 将安全等级确定为一级等级时，对高层建筑地下基坑支撑结 构的水平位移区间范围以及最大、最小位移值进行精确计算。
3.2 设计要点
对高层建筑地下基坑的实际施工情况进行综合分析，组 织开展勘察作业。例如对高层建筑地下基坑施工区域的土质 属性成分、周边一定区域范围内所分布地下水进行勘察。并 在勘察作业结果基础上，对地下基坑标准冻结深度、土层承 载力数值、支撑结构搭建形式等进行计算、设计。若在工程施工区域周边环境中分布低层建筑群，且二者 之间的间隔距离较近时，则需要重点控制所设计地下基坑支 撑结构的水平位移量，避免支撑结构出现过度位移，对工程 临近建筑群造成严重影响问题出现。将支撑结构水平压力控制 在一定指标以上。在高层建筑工程施工中，如若所设计、搭 建地下基坑支撑结构的水平压力较小、低于设计要求时，有 一定可能导致基坑桩体顶部区域出现水平位移等问题。因此 需要对地下基坑支撑结构的水平压力进行严格控制。确保地 下基坑支撑结构与高层建筑主体结构二者之间的变形协调性。
结束语
总而言之，随着城市建设步伐的持续迈进，越来越多的高层建筑、高 架公路建设映入人们的眼帘，同时，对地下面积的开发使用率也呈递增 趋势。尤其是在城市环境的限制性发展条件下，深基坑的支护设计对该 区域的建筑物的安全保护作用已经日渐突出，因此，在未来的研究分析 中，我们还将持续加大研究力度，使这一具有建设性现实意义的建设工 程能得到更广泛的推广应用。
参考文献：
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[2]杨玉堂.不同基坑支护结构下膨胀土基坑边坡变形响应分析[D].西南交 通大学，2018.（19）
[3]唐曙.高层建筑地下基坑支撑的结构设计[J].住宅与房地产.2016（178-179）
论文作者:刘丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：基坑论文; 结构论文; 地下论文; 高层建筑论文; 作业论文; 区域论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第32期论文;