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高层建筑基坑工程是一个系统工程,其主要内容包括：基坑勘测,支护结构的设计和施工等方面,而支护结构的选型则直接影响着基坑支护结构的安全性,因此,本文就支护结构的选型方法及要点进行分析.
1.高层建筑基坑工程的地质及水文地质资料
基坑工程的岩土勘探一般不单独进行,应与主体建筑的地基勘探相结合,确定勘探要求,统一制定勘探方案.在初步勘察阶段应搜集工程地质、水文地质资料,并进行工程地质调查.必要时可进行少量的补充和室内试验,提出基坑支护的建议方案.详细勘探阶段基坑工程的勘探范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定,并宜在开挖边界外按开挖深度的1～2倍范围内布置勘探点,当开挖边界外无法布置勘探点时,应通过调查取得相应资料.对于软土,勘探范围尚宜扩大.勘探深度应根据支护结构设计要求确定,不宜小于1倍开挖深度,软土地区的勘探深度应穿越软土层.勘探点间距应根据地层条件而定,可在15～30m内选择.
2.基坑周边环境情况与施工条件
基坑开挖、降水和支护结构位移引起的地面沉降和水平位移,会对周边建筑物（构筑物）、道路和地下管线造成影响；同时,周边的建筑物（构筑物）、道路、地下管线也对基坑施工带来影响,故应在基坑支护方案制定以前,对基坑周边环境进行详细的调查.
基坑周边环境主要调查影响范围内建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状；基坑周边的各类地下设施,包括：上水、下水、电缆、煤气、污水、雨水、供热等管线或管道的分布和性状；场地周围和临近地区地表水汇流、排泄情况、地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程度；基坑四周道路的距离及车辆载重情况.
支护结构设计应与拟建工程的建筑、结构和基础设计相协调,以防止在支护结构施工完成后无法满足主体结构施工的要求,造成事后处理的被动局面.在基坑设计时,应了解地下室外墙、底板、承台边缘尺寸及外墙模板安装和外防水施工的要求,楼板标高、地下室出入口、管线接口位置及其他设计资料,以便合理确定基坑的尺寸、支撑、锚杆、腰梁的标高,并对出入口处进行特殊处理.
3.支护结构的选型的方法
支护结构选型是基坑支护结构设计的重要环节.在进行支护结构选型时,应根据基坑工程的具体情况,对各种支护结构类型进行技术经济分析比较,选择最合适的支护结构类型.基坑支护结构选型的主要依据为：各种支护结构型式的受力特点、适用范围、技术经济和工期等指标；基坑工程的现场条件――平面尺寸、开挖深度、工程地质与水文地质条件、周边环境；施工机械设备和施工季节、造价、工期等.常用的基坑支护结构类型有：排桩或地下连续墙、水泥土墙、土钉墙等.
3.1排桩或地下连续墙
排桩或地下连续墙支护结构就是在基坑开挖前,沿基坑四周以一定间距（或连续）打入或就地浇注桩体（连续墙）,形成桩体队列（桩体队列与支撑或拉锚组成的结构）抵抗外侧土体和地下水的侧压力,形成挡土结构.常见的类型有钢板桩、灌注桩、地下连续墙等.
3.1.1桩墙
3.1.1.1钢板桩钢板桩就是在基坑开挖以前,在基坑四周连续打入钢板桩,钢板桩之间通过锁口连接,形成连续桩体,利用桩体强度抵抗外侧土体和地下水的侧压力,形成挡土结构.钢板桩的截面形式较多,常用有U形、Z形、H形.近年来由于热轧技术的发展,生产了一些宽度和高度较大的钢板桩,钢板桩的效率（截面模量／重量）大为提高,使其用途扩大.钢板桩一次性投资大,施工中多以租赁方式租用,用后拔出归还.钢板桩的优点是材料质量可靠,在软土地区打设方便,施工速度快而简便；有一定的挡水能力；可多次重复使用；一般费用较低.其缺点是普通的钢板桩刚度不够大,用于较深的基坑时支撑（或拉锚）工作量大,否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土,如处理不当会引起土层移动,可能危害周围环境.
3.1.1.2型钢横挡板型钢横挡板维护墙亦称桩板式支护结构.这种维护墙由工字钢（或H形钢）桩和横挡板（亦称衬板）组成,再加上围檩、支撑等形成一种支护结构体系.
施工时先按一定间距打设工字钢或H形钢,然后在开挖土方时边挖边加设横挡板.施工结束拔出工字钢或H形钢钢桩,并在安全允许条件下尽可能回收横挡板.横挡板直接承受土压力和水压力,并传给钢桩,再通过围檩传至支撑或拉锚.横挡板长度取决于工字钢桩的间距,厚度由计算确定,多用厚度为60mm的木板或预制钢筋混凝土薄板.型钢横挡板维护墙适用于粘土、砂土等土质较好、地下水位较低的地区,例如,北京京城大厦,基坑开挖深度为23．76m,采用H形钢桩,间距为1．1m,3层土层锚杆,竖向标高为－5m、－12m、－18m.
3.1.1.3钻孔灌注桩钻孔灌注桩维护墙是桩排式中应用最多的一种.通常采用直径,5500～1000mm、桩长15～20m的钢筋混凝土钻孔灌注桩,其挡墙抗弯能力强、变形相对较小、经济效益较好,适用于开挖深度为6～10m的基坑.钻孔灌注桩施工很难做到桩与桩相切,多为间隔排列式,故不具备挡水功能,适用于地下水位较深、土质较好的地区.在地下水位较高的地区应用时,则需另做止水帷幕.例如,在上海地区常用1．0m厚的水泥土搅拌桩墙作为止水中佳幕.
3.1.1.4地下连续墙在基坑开挖之前,沿基坑四周用特殊挖槽设备、在泥浆护壁的条件下开挖出一定长度的深槽,然后下钢筋笼浇筑混凝土形成单元混凝土墙,各单元利用特制的接头连接,从而形成地下连续墙.地下连续墙具有挡土、防水抗渗和承重三种功能,能适应任何土质,特别是软土地基,且对周围环境影响小,但其造价高.当基坑深度大、周围环境复杂并要求严格时,地下连续墙是首选支护形式.地下连续墙施工如与逆筑法结合使用,则基坑维护墙与主体结构外墙合一,能降低工程总成本.
3.1.2支撑（拉锚）随着基坑深度的增加,如采用悬臂结构,围护结构的内力和变形急剧增大,致使围护构件截面迅速加大,会增加围护造价.为使围护墙经济合理且受力后的变形控制在一定范围内,可沿围护墙竖向增设支撑点,以减小构件跨度,降低构件内力和变形,避免因构件截面的迅速加大而引起的围护结构造价的增加.如在坑内对围护墙加设支撑称为内支撑；如在坑外对围护墙拉设支撑,则称拉锚（土锚）.
内支撑受力合理、安全可靠、易于控制围护墙的变形,但内支撑的设置给基坑内挖土和地下室结构的支模和浇筑带来不便.用土锚拉结围护墙,坑内施工无任何阻挡,但在软土地区土锚的变形较难控制,且土锚有一定长度,在基坑外必须有一定的范围才能应用.因而在土质好的地区,如具备锚杆施工设备和技术,应发展土锚；而在软土地区,为便于控制围护墙的变形,应以内支撑为主.
3.2水泥土墙
水泥土墙支护结构是指由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构.常用的水泥土桩有水泥土搅拌桩（包括加筋水泥土搅拌桩）、高压喷射注浆桩等.
3.2.1深层搅拌水泥土围护墙深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,利用水泥和软土之间所产生的物理化学反应,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙,利用其本身的重量和刚度来进行挡土的围护墙.同时水泥土加固体的渗透系数一般不大于10－7cm／s,能止水防渗,因此水泥土围护墙具有挡土和防渗的双重作用可兼做隔水帷幕.水泥围护墙的优点是：由于坑内一般无支撑,便于机械化快速挖土；具有挡土、防渗的双重功能；一般情况下较经济.其缺点是：首先位移相对较大,尤其在坑基长度大时更是如此；其次厚度较大；最后在水泥土搅拌施工时可能影响周围环境.
3.2.2高压旋喷注浆桩高压旋喷注浆桩是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层内与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成桩排,用来挡土和止水.其施工费用高于深层搅拌桩,但它可以用于空间较小处.施工时要控制好上提速度、喷射压力和水泥喷射量.
4.结语
在高层建筑基坑工程中,技术人员一定要先对施工范围内的地质情况及周边的土壤情况进行详细的勘察,然后再根据不同的支护结构进行不同的施工方法,这样才能保证建筑施工的质量与安全.