高層建筑中地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

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摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各地高層建筑如雨后春筍般拔地而起。相比低層建筑和多層建筑，高層建筑的高度更高、載荷更大，因此需要基礎(chǔ)埋深更深，對地基的要求也更苛刻。很多情況下，由于地基條件較差，不僅需要對不良地基進(jìn)行處理，對基礎(chǔ)的要求也更高，如需要建造深基礎(chǔ)，這些都給施工帶來不小困難。如果地基和基礎(chǔ)處理不當(dāng)，譬如發(fā)生不均勻沉降，輕則造成建筑墻體開裂，重則導(dǎo)致建筑傾斜甚至垮塌。這都說明高層建筑地基和基礎(chǔ)的施工是非常重要的，需要引起足夠的重視，以確保建筑物的安全。本文探討了高層建筑地基和基礎(chǔ)的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；地基；樁基礎(chǔ)；施工技術(shù)；方法研究

1 高層建筑的地基和基礎(chǔ)概述

1.1 地基

地基是指在建筑物荷載作用下產(chǎn)生不可忽略變形的地層，地層可以是巖石，也可以是土體。由于地基要支承建筑物的全部荷載，必須防止出現(xiàn)失穩(wěn)或強(qiáng)度破壞的現(xiàn)象，工程上是通過限制基礎(chǔ)沉降不超過地基變形允許值來保證基礎(chǔ)的穩(wěn)固。如果地基條件良好，則盡量利用天然地基；假如地基不滿足上述條件，就必須對地基進(jìn)行加固處理。

1.2 基礎(chǔ)

基礎(chǔ)是指建筑物將其荷載傳遞到地基的下部結(jié)構(gòu)。高層建筑常采用筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)及復(fù)合基礎(chǔ)（即樁基礎(chǔ)與筏板基礎(chǔ)或與箱形基礎(chǔ)復(fù)合的基礎(chǔ)）。目前應(yīng)用最多的是樁基礎(chǔ)。由于高層建筑常設(shè)有地下室，所以地基開挖面積一般較大，需要對基坑采取支護(hù)措施。

2 高層建筑地基處理技術(shù)

2.1 地基處理的一般技術(shù)要求

地基處理技術(shù)性要求較高，首先必須根據(jù)場地地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文條件等制定完善的施工技術(shù)方案；其次要對現(xiàn)場施工狀況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測與控制，隨時(shí)掌握地基、周圍建筑的動態(tài)變化；還要對地基施工實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制與驗(yàn)收制度。地基施工必須避免塌方、涌水等事故發(fā)生，做好深基坑開挖過程的降水、支護(hù)工作，保證施工安全是最重要的一件事情。

2.2 置換法

一些不良地基土，如軟粘土、濕陷性黃土、雜填土、淤泥質(zhì)土等載重力較小，地基承載力和變形性滿足不了設(shè)計(jì)要求，可將淺層軟弱土或不良土挖除，回填強(qiáng)度較大的砂、碎石、爐渣、粉煤灰等材料，再分層碾壓或夯實(shí)，這種方法就稱為置換法。置換法包括墊層法、強(qiáng)夯擠淤法等。

墊層法適用于基坑面積較大或回填土方量較大的工程，一般挖除2 3m深淺層軟弱土層，再回填強(qiáng)度較大的墊層，然后采用機(jī)械碾壓、重錘夯實(shí)等方法壓實(shí)處理。

強(qiáng)夯擠淤法是將填碎石、強(qiáng)夯、擠淤等工序結(jié)合起來同步進(jìn)行，形成強(qiáng)度較大的碎石墩體，適用于石料資源豐富、厚度較小、排水困難的淤泥質(zhì)地基。

2.3 振密、強(qiáng)夯法

振密法是利用振動、擠壓作用使地基土孔隙率減少、強(qiáng)度提高的方法。軟土地基常采用強(qiáng)夯法處理，它利用重錘自由落體運(yùn)動產(chǎn)生的沖擊力處理地基土，可提高地基土的強(qiáng)度、降低土的壓縮性，改善土層的均勻性，適用于砂石土、粉土、濕陷性黃土、雜填土等地基處理。

2.4 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是通過在地基土中設(shè)置砂井（袋裝砂井或塑料排水帶），并利用附加荷載作用，使土體中的孔隙水排出，土體逐漸固結(jié)變形。這種方法主要用于解決軟土地基穩(wěn)定和沉降問題，同時(shí)也可提高地基土的抗剪強(qiáng)度。排水固結(jié)法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成。

2.5 化學(xué)固結(jié)法

化學(xué)固結(jié)法是利用水泥、丙烯酰胺、堿液等可以固結(jié)土體的化學(xué)物質(zhì)，將土壤粘結(jié)起來，以達(dá)到改善基礎(chǔ)施工條件的目的。根據(jù)施工工藝的差別，化學(xué)固結(jié)法又可分為噴漿法、灌漿法、深層攪拌法等。噴漿法如高壓旋噴法，將水泥漿噴入土體中，在切割土體的同時(shí)與土拌合，凝固后形成拌合樁，并與地基一起組成復(fù)合地基。

3 高層建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)

3.1 樁基礎(chǔ)的類型與施工特點(diǎn)

樁的分類方法有多種，按照施工工藝一般可分為預(yù)制樁和灌注樁兩類，其中預(yù)制樁又可再分為打入式樁和埋入式樁兩種。預(yù)制樁一般采用錘擊、振動、靜壓、水中沉入等方法施工。灌注樁是先在樁基成型孔，再在樁孔內(nèi)置入鋼筋籠并澆筑混凝土，混凝土硬化后即成樁。孔的成型方法有鉆孔、沖孔、沉管成孔和挖孔等方式。選擇樁型、施工工藝應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)上部荷載、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、周邊情況等進(jìn)行。

3.2 施工現(xiàn)場勘察

開工建設(shè)前，施工單位應(yīng)組織相關(guān)人員全面勘察施工現(xiàn)場，勘察內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括：⑴了解現(xiàn)場自然條件，如地形、地貌、氣候等；⑵分析地質(zhì)勘查報(bào)告，掌握場地地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土質(zhì)分布、承載力等情況；⑶了解現(xiàn)場水文條件，如地下水分布等；⑷了解現(xiàn)場有無妨礙施工的暗道、古墓、地下構(gòu)筑物、礦洞等；⑸周邊既有建筑情況，掌握其具體位置、距離、結(jié)構(gòu)及現(xiàn)時(shí)使用情況等；⑹了解地下管線的類型、分布、數(shù)量、埋深、距離等。

3.3 施工準(zhǔn)備

⑴技術(shù)準(zhǔn)備。編制施工技術(shù)方案，確定地下管線、周邊建筑的保護(hù)措施；明確施工順序、沉樁方法、施工機(jī)械等；編制施工進(jìn)度計(jì)劃、材料計(jì)劃、設(shè)備計(jì)劃、施工人員需求計(jì)劃等；確定施工中文明施工、安全技術(shù)和質(zhì)量保證措施等。此外，還要進(jìn)行試樁并確定施工工藝參數(shù)。

⑵機(jī)械準(zhǔn)備。根據(jù)已確定的樁型、施工工藝選擇施工機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行現(xiàn)場試樁。

⑶材料準(zhǔn)備。備齊施工所需的材料、工器具等。

⑷現(xiàn)場準(zhǔn)備。開工前進(jìn)行清障，將影響施工的地下管線及地面、地下、空中障礙物等進(jìn)行清理。平整場地并鋪設(shè)厚度200mm碎石層以提高地面承載力，若碎石層無法承受樁機(jī)施工要求時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)走道板。若現(xiàn)場需要鉆孔排水，應(yīng)設(shè)置排水溝、泥漿槽等。

3.4 施工放線定位

⑴樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)對軸線進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核，并確認(rèn)控制點(diǎn)不受施工影響。⑵確定樁位。根據(jù)施工方格網(wǎng)確定樁位控制線，并制作樁位圖及對每一個(gè)樁進(jìn)行編號，依據(jù)樁號對應(yīng)的軸線、尺寸定出樁位，再設(shè)置樣樁。樁機(jī)就位后還應(yīng)進(jìn)行全面校核。⑶標(biāo)高控制。按照設(shè)計(jì)要求對樁基礎(chǔ)標(biāo)高進(jìn)行控制，在不受施工影響的附近區(qū)域設(shè)置至少2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)。

3.5 沉樁施工

⑴預(yù)制樁沉樁。預(yù)制樁主要采用混凝土樁和鋼樁?；炷翗队泄軜逗头綐秲深?，鋼樁有鋼管樁、H型鋼樁。錘擊法、振動法和靜力壓樁法施工時(shí)容易出現(xiàn)擠土現(xiàn)象，應(yīng)采取措施避免或降低擠土的影響，如靜力樁入樁時(shí)應(yīng)先選好單向行進(jìn)的入樁路線，同時(shí)壓樁過程中保持不停頓、一氣呵成。

⑵灌注樁施工。機(jī)械鉆孔一般可用于砂土、粉土、粘性土地基中，人工挖孔主要用于粘性土，粉土和淤泥質(zhì)土條件允許也可使用，但不能用于碎石土、砂土中。泥漿護(hù)壁成孔主要有沖擊成孔和泥漿循環(huán)護(hù)壁成孔兩種，前一種可用于砂土、粉土、砂性土中，后一種可用于粉土、粘性土、淤泥質(zhì)土。沖擊成孔可采用振動、錘擊、振沖等方法沉管成孔，但會產(chǎn)生擠土、噪聲、振動等影響。

4 結(jié)語

高層建筑對地基和基礎(chǔ)要求較高，高層建筑地基和基礎(chǔ)的施工都會對整個(gè)建筑質(zhì)量造成直接影響，必須采取可靠的技術(shù)措施才能確保施工方案順利實(shí)施。因此應(yīng)認(rèn)真考察和分析施工條件和周邊環(huán)境因素，選擇合理的施工路線和工藝方案，同時(shí)采取必要的安全技術(shù)措施，將各種因素置于可控范圍內(nèi)，以確保地基和基礎(chǔ)的施工能夠滿足安全和質(zhì)量的要求。

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