高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)之淺見(jiàn)

胡峰偉

(山西五建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)之淺見(jiàn)

胡峰偉

(山西五建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030006)

現(xiàn)代高層建筑高度大，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來(lái)看，高層建筑基礎(chǔ)必須有一定的埋深保證其穩(wěn)定性，因此施工的主要難點(diǎn)即高層建筑上部結(jié)構(gòu)的施工高度大及基礎(chǔ)施工的深度大。而高層建筑的基礎(chǔ)一般采用樁基施工，基于此，本文結(jié)合高層建筑樁基礎(chǔ)施工前期準(zhǔn)備工作，對(duì)幾種常用的沉樁方法進(jìn)行了詳細(xì)探究，并且分析了建筑樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)，以期為高層建筑樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量提供保障。

高層建筑 樁基礎(chǔ) 沉樁 施工技術(shù)

隨著城市建設(shè)的加快發(fā)展，高層建筑已然成為現(xiàn)代化城市必不可少的一大基礎(chǔ)。而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也為高層建筑的施工提供了技術(shù)保障，高層建筑的施工主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工與主體結(jié)構(gòu)施工兩大方面。因高層建筑高度大，建筑基礎(chǔ)需要埋深大，高層建筑的施工具有較大的難度。高層建筑常用的基礎(chǔ)形式有樁基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等，本文就對(duì)樁基礎(chǔ)展開(kāi)研究。

1. 前期準(zhǔn)備工作

1.1 施工現(xiàn)場(chǎng)勘察

在正式開(kāi)工建設(shè)前，施工單位應(yīng)組織技術(shù)人員對(duì)樁基施工的現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境進(jìn)行全面踏勘，全面收集與工程施工有關(guān)的資料，以便為編制施工方案提供所需的資料。施工現(xiàn)場(chǎng)勘查內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：

①查閱并分析施工場(chǎng)地的地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的土層分布情況進(jìn)行詳細(xì)了解，掌握土層的形成年代以及各層土的物理指標(biāo)，并明確樁基礎(chǔ)的深度；

②了解樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下水分布情況，了解其水位、水質(zhì)及變化情況；③對(duì)樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的氣候、地貌、地形以及其他自然條件進(jìn)行勘察；

④對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的人為和自然地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行勘察，了解樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)障礙物、地下構(gòu)筑物、礦巖等；

⑤對(duì)沉樁區(qū)域附近的電纜線、煤氣管、上水管、下水管的結(jié)構(gòu)情況、埋置深度、使用年限、管徑大小、距離以及分布情況進(jìn)行勘察；

⑥對(duì)高層建筑附近的的建筑物進(jìn)行勘察，了解其距離、具體位置、當(dāng)前使用情況、結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。

1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

在實(shí)施成樁施工之前，應(yīng)當(dāng)先清除現(xiàn)場(chǎng)障礙物，將地下和高空中妨礙施工的障礙物清除，，防止出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故。高層建筑物的樁基通常為密布的群樁，在將樁機(jī)運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)之前必須對(duì)整個(gè)作業(yè)區(qū)進(jìn)行平整，保證樁機(jī)始終處于垂直狀態(tài)，便于其穩(wěn)定行走。

對(duì)于預(yù)制樁施工，由于打樁的施工機(jī)械設(shè)備自身重量較大，必須保證施工場(chǎng)地平整，還應(yīng)考慮鋪設(shè)一定厚度（通常為200mm左右）的碎石，以提高地基表面的承載能力。在進(jìn)行打樁作業(yè)時(shí)，地基周圍土層可能會(huì)出現(xiàn)承載力不夠而導(dǎo)致地基表面不均勻沉降，影響打樁的垂直度，繼而影響工程施工質(zhì)量。為了提高地基土的承載能力，工程施工中通常使用履帶式打樁機(jī)，其要求地基附近土層的承載能力為130kPa左右。

灌注樁有不同的成孔方法，如人工挖孔方法、鉆孔灌注樁等，應(yīng)當(dāng)依據(jù)所選用的成樁方法來(lái)進(jìn)行施工場(chǎng)地的平整工作。人工挖孔方法，不僅要考慮場(chǎng)地的平整性還要考慮挖孔后的運(yùn)土道路；而鉆孔灌注樁則應(yīng)設(shè)置排水溝以及泥漿池。目前，上海等大中城市開(kāi)始運(yùn)用鉆孔灌注樁硬地施工法，該法要求在灌注樁施工區(qū)內(nèi)先制作混凝土硬地，設(shè)置排水溝、泥漿池、等設(shè)施，之后再使用鉆機(jī)在樁位處鉆孔成樁。采用硬地做法有利于泥漿有序的排放，做到了文明施工，在一定程度上提高了施工效率。在進(jìn)行沉管灌注樁施工時(shí)，與預(yù)制樁相似，要求場(chǎng)地平整，但由于其沉管時(shí)采取振動(dòng)法或錘擊的方法，使得樁機(jī)對(duì)地基土的承載力有較高的要求。

1.3 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的土層狀況及設(shè)計(jì)的樁型，施工前應(yīng)選擇好合理的機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行工藝試樁，保證安全性及有效性。

1.4 施工技術(shù)準(zhǔn)備

施工技術(shù)準(zhǔn)備主要有以下幾點(diǎn)：①在施工前應(yīng)當(dāng)對(duì)施工方案進(jìn)行編制，對(duì)地下管線和臨近建筑物做好保護(hù)措施，明確施工順序、成樁方法、成樁機(jī)械等；②對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行計(jì)劃，依據(jù)樁基礎(chǔ)施工的特點(diǎn)和工程總進(jìn)度進(jìn)行樁基施工進(jìn)度計(jì)劃編制，其中包括設(shè)備需求計(jì)劃、工程進(jìn)度計(jì)劃、材料使用計(jì)劃、勞動(dòng)力需求計(jì)劃等；③施工建設(shè)前必須制定確保施工質(zhì)量的措施，要求施工團(tuán)隊(duì)文明施工，擁有安全技術(shù)、質(zhì)量保證等；④為了確保樁基礎(chǔ)順利施工，在樁基礎(chǔ)施工前先進(jìn)行工藝試樁工作，由試樁情況來(lái)確定合理的施工工藝并確定施工工藝參數(shù)。

1.5 現(xiàn)場(chǎng)放線定位

在樁基礎(chǔ)施工前，樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)軸線進(jìn)行全方位的復(fù)合檢查，保證施工場(chǎng)地所布置的控制點(diǎn)不受施工影響，以便樁基礎(chǔ)施工結(jié)束后可以復(fù)核樁位。首先要進(jìn)行定樁位，要依據(jù)施工網(wǎng)格實(shí)地確定樁位的控制線，為了讓樁機(jī)能夠順利就位，必須嚴(yán)格對(duì)照設(shè)計(jì)的樁位圖，對(duì)每個(gè)樁進(jìn)行逐一編號(hào)，根據(jù)樁號(hào)所對(duì)應(yīng)的軸線、尺寸來(lái)施放樁位，并設(shè)置樣樁。在樁位設(shè)定完畢后必須再經(jīng)一次全面的復(fù)核，避免定位出現(xiàn)錯(cuò)誤。其次是設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，施工區(qū)附近應(yīng)設(shè)置不受沉樁影響的水準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)目一般要求不少于2個(gè)。在樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行標(biāo)高控制，遵照設(shè)計(jì)要求，每根樁施工結(jié)束后需及時(shí)進(jìn)行樁端和樁頂?shù)臉?biāo)高記錄，將施工所用的水準(zhǔn)點(diǎn)布置在沉樁影響的范圍之外，在樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中予以保護(hù)，避免其遭受破壞，且可以利用建筑高程控制網(wǎng)的水準(zhǔn)基點(diǎn)。

2. 選用合理沉樁方法

2.1 灌注樁的成樁方法

灌注樁在施工過(guò)程中通常使用泥漿護(hù)壁成孔、沉管成孔和作業(yè)成孔等方法進(jìn)行作業(yè), 在樁孔制作完畢后，將預(yù)先制作的鋼筋籠放入制作好的樁孔中,繼而澆筑混凝土,待混凝土凝結(jié)硬化后就成為灌注樁。

泥漿護(hù)壁成孔主要有循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔和沖孔兩種, 沖孔通常用在粘性土及碎石土，也可用于淤泥質(zhì)土、粉土及砂土。循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔通常用在淤泥質(zhì)土、粉土和一般粘性土中，在砂性土中也可適用，但應(yīng)注意泥漿護(hù)壁，防止護(hù)壁倒塌；沉管成孔一般采用錘擊法、沖擊法、和振動(dòng)法等方法,但這些方法在施工中容易發(fā)生噪音、振動(dòng)和擠土的現(xiàn)象, 實(shí)際使用期間應(yīng)注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

在干作業(yè)成孔中可以考慮使用機(jī)械鉆孔和人工成孔方法。機(jī)械鉆孔法可用于粘性土及粉土，在砂土中也可能采用；而人工挖孔法一般用于粘性土中,如果條件允許在淤泥質(zhì)土及粉土中應(yīng)視具體條件而定, 但在砂土及碎石土中不予采用。機(jī)械鉆孔通常用于粘性土、粉土和砂土中。如果施工現(xiàn)場(chǎng)的人工成孔處低于地下水位,應(yīng)在人工開(kāi)挖過(guò)程有可靠的排水或止水措施。通過(guò)對(duì)灌注樁幾種施工方法的比較，可以發(fā)現(xiàn)泥漿護(hù)壁成孔及干作業(yè)成孔方法具有振動(dòng)與噪音很小的優(yōu)點(diǎn)，并且這兩種灌注樁在施工都無(wú)擠土問(wèn)題或者擠土程度小，因而在城市的高層建筑樁基中得以普遍采用。

下圖為鉆孔灌注樁施工示意圖，a為成孔，b為下導(dǎo)管、鋼筋籠，c為灌注混凝土，d為成樁。

鉆孔灌注樁施工示意圖1

2.2 鋼樁與混凝土樁的沉樁方法

預(yù)制的混凝土樁主要有兩類, 即方樁和管樁。樁基礎(chǔ)施工中經(jīng)常使用的沉樁方法有水沖樁法、錘擊打人法、沉樁法和靜力壓樁法，鋼樁主要分為型鋼樁和鋼管樁,由于在施工中極易出現(xiàn)擠土的現(xiàn)象, 此時(shí)應(yīng)當(dāng)采取辦法降低擠土現(xiàn)象減少對(duì)周圍的影響亦或避免出現(xiàn)擠土。在使用水沖法沉樁過(guò)程中,內(nèi)射水法可以對(duì)敞口混凝土樁和鋼管樁使用,外射水法可以對(duì)混凝土樁和型鋼樁, 兩種方法都需要在樁頂（約標(biāo)高2m處）停止射水,在此基礎(chǔ)上使用錘擊法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3. 結(jié)束語(yǔ)

綜上，隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市居民對(duì)高層建筑的需求越來(lái)越高，但高層建筑的施工具有較大的難度，主要難點(diǎn)就在于高層建筑上部結(jié)構(gòu)的施工高度大、基礎(chǔ)施工的深度大。所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑樁基礎(chǔ)施工前期準(zhǔn)備工作，并且在施工中合理選擇沉樁方法，優(yōu)化且改進(jìn)樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)，從而促進(jìn)高層建筑樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的提升。

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1007-6344（2015）11-0244-01