高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的應(yīng)用

楊強(qiáng)龍

江西建工國(guó)際工程有限責(zé)任公司 江西 南昌 330001

引言

在目前許多城市之中，高層建筑鱗次櫛比，構(gòu)成了一道道壯闊美麗的風(fēng)景線，更是凸顯出了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展水平。高層建筑是最近幾年運(yùn)用較為普遍的一類新式建筑，其可以大幅提升對(duì)土地資源的利用率，尤其是在國(guó)內(nèi)一些較為繁榮的城市中土地資源十分緊張，從而高層建筑也相對(duì)的建設(shè)較多。伴隨著高層建筑數(shù)量的不斷增多，其層數(shù)與高度的日益提高，也開始對(duì)其基礎(chǔ)施工質(zhì)量有了更高的需求。地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)是其中最為關(guān)鍵、基礎(chǔ)的部分，若是能夠加強(qiáng)這兩方面的施工建設(shè)，那么就能很好地防止建筑體發(fā)生不均勻沉降、抗震能力太弱等問題，有利于提升高層建筑項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量。所以，必須要加強(qiáng)基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究，這樣才能更好的保障施工質(zhì)量。

1 建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)概述

1.1 建筑地基基礎(chǔ)

在進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工作業(yè)時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)首先清晰地了解到，地基是屬于建筑體的下部結(jié)構(gòu)，在整個(gè)建筑體中起到的是傳遞壓力的功能與作用。所以，在進(jìn)行此方面施工之時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)充分保證地基具有較高的承載能力，要可以充分承受建筑體的荷載壓力，防止地基在投用以后發(fā)生變形的問題。目前，國(guó)內(nèi)許多城市的高層建筑的地基部分均使用的是人工或是天然地基，其中，前者使之埋入地下比較深的地基，要求以人工的方式開展施工建設(shè)，而后者則為埋入地下深度較淺的地基[1]。

1.2 建筑樁基礎(chǔ)

相對(duì)于地基基礎(chǔ)施工來說，樁基礎(chǔ)自身具有一些特殊性質(zhì)，其埋深普遍比較深，而且是由承臺(tái)與基樁構(gòu)成，通常在高層建筑項(xiàng)目中運(yùn)用較為廣泛，既可以顯著提高建筑體的穩(wěn)固程度，還可以確保建筑強(qiáng)度滿足預(yù)期需求。此外，在開展樁基礎(chǔ)施工作業(yè)前，施工人員務(wù)必要確?；A(chǔ)性能優(yōu)秀，要可以滿足人們的基礎(chǔ)需求，樁基基礎(chǔ)要可以起到提高建筑本身承載能力的作用，以此來使建筑的使用安全性得到充分保障。

2 高層建筑地基基礎(chǔ)工程的施工技術(shù)

2.1 地基工程的土方開挖技術(shù)

地基中土方開挖屬于十分重要的一環(huán)，其會(huì)對(duì)建筑工程的建設(shè)進(jìn)度與質(zhì)量都帶來較大影響，在此環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)按照地基勘察報(bào)告來制定合理的開發(fā)計(jì)劃，并對(duì)開挖順序予以確定，保證地基基礎(chǔ)工程的土方開挖工作能夠順利完成。在開展土方開挖施工前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)繪制工程現(xiàn)場(chǎng)的平面圖，并且需要在平面圖內(nèi)設(shè)計(jì)好開挖的具體路線與地基邊坡坡度、排水溝渠與集水井的詳細(xì)位置，保證土方開挖基線與軸線的合理性，同時(shí)，通過建設(shè)排水溝渠還能夠防止場(chǎng)地中發(fā)生積水的問題。在進(jìn)行地基土方開挖施工時(shí)，必須要確定有關(guān)開挖孔位布置是否科學(xué)合理，通常比較關(guān)鍵的開挖孔位應(yīng)當(dāng)深入至硬持力層5m之下[2]。在運(yùn)用挖掘設(shè)備來對(duì)土方實(shí)行開挖之時(shí)，應(yīng)當(dāng)把控好機(jī)械開挖的深度，防止發(fā)生超挖或是欠挖的問題，而導(dǎo)致施工質(zhì)量下降。地基基礎(chǔ)的土方開挖應(yīng)當(dāng)對(duì)開挖標(biāo)高實(shí)行嚴(yán)格把控，通常而言標(biāo)高的偏差值不得超過50mm，而寬度偏差則不得超過20mm，護(hù)坡坡度偏差不得超過30mm。

2.2 地基工程的基坑支護(hù)技術(shù)

當(dāng)對(duì)地基基礎(chǔ)項(xiàng)目實(shí)行基坑支護(hù)之時(shí)，主要采取的方式有排樁或是逆作法支護(hù)技術(shù)。其中，排樁支護(hù)技術(shù)則是使用灌注樁與錨桿等結(jié)構(gòu)配件實(shí)現(xiàn)對(duì)地基土層結(jié)構(gòu)的加固與支護(hù)，而且此技術(shù)又包括了錨桿式、懸臂式等多種結(jié)構(gòu)，在運(yùn)用此技術(shù)進(jìn)行地基土體支護(hù)之時(shí)，必須要強(qiáng)化對(duì)砼灌注樁的養(yǎng)護(hù)工作，防止砼灌注樁因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)而受到破壞。逆作法支護(hù)技術(shù)則是在施工人員進(jìn)行支護(hù)前，在支護(hù)樁體周邊預(yù)留出充分的空間，其后在進(jìn)行土方開挖施工時(shí)，采用交替開挖的措施，減少建筑荷載給基坑土體帶來的負(fù)面影響。

2.3 地基處理技術(shù)

2.3.1 采用分層填土的方式換土墊層。不同土體因?yàn)榫哂袧駶?rùn)膨脹的特征，自身承載能力較低，對(duì)于地基工程的穩(wěn)固性與強(qiáng)度造成了較大影響。為了緩解土層沉降，提升地基的整體強(qiáng)度，便要求使用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性優(yōu)秀的材料來對(duì)此類軟土層予以替換。當(dāng)運(yùn)用滿足工程建設(shè)需求的土體來將原本的軟土進(jìn)行替換之時(shí)，需要使用分層填土的形式來防止施工期間土體產(chǎn)生孔洞與縫隙，從而確保土體密度滿足工程承載需求[3]。

2.3.2 碾壓和夯實(shí)。為了更好地提升地基強(qiáng)度，應(yīng)當(dāng)在施工期間采取一定措施來施加較強(qiáng)的沖擊力，從而對(duì)地基內(nèi)松軟的土體實(shí)行碾壓與夯實(shí)。此種措施可以最大限度上減少高層建筑體在竣工之后地基出現(xiàn)的沉降問題。按照施工方式的不同，此種地基處理方式又可分成振動(dòng)夯實(shí)法與機(jī)械碾壓法。

2.3.3 使土壤固結(jié)。土層因?yàn)橥寥酪夯奶匦云毡闀?huì)存在一些水分，這會(huì)對(duì)其承載性能帶來影響。不過在水分被排除之后，土層便會(huì)自動(dòng)固結(jié)。因此，采取排水的方法來將土層內(nèi)的水分予以排出，也是一種提升土層承載性能、緩解沉降的有效措施。此種處理方式因?yàn)椴僮髌饋硎直憷?，而且?jīng)濟(jì)性較強(qiáng)，在高層建筑中已獲得了大范圍運(yùn)用。

2.3.4 注漿法。注漿法是一種在高層建筑地基工程中應(yīng)用十分普遍的處理技術(shù)，比較適合使用在軟土地基中，主要是通過將混凝土漿液注入來實(shí)現(xiàn)對(duì)地基承載性能的提高。其實(shí)際操作流程如下：①地基工程的鉆孔。在進(jìn)行鉆孔前需要先對(duì)整個(gè)地基實(shí)行詳細(xì)的勘察，確定鉆孔數(shù)量與位置，而當(dāng)鉆孔密度愈高，則地基處理效果愈佳；②混合漿液的制備。原材料為水泥、砂石以及一些特殊材料，在制備期間，必須要將各種原材料的比例、溫度以及攪拌速度控制好，這樣才能得到優(yōu)質(zhì)的漿液；③漿液注入。在進(jìn)行注漿施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)記錄注漿數(shù)據(jù)與施工細(xì)節(jié)，提升施工操作的規(guī)范性，并且還要對(duì)注漿壓力實(shí)行有效把控，防止因?yàn)閴毫Σ贿_(dá)標(biāo)而對(duì)注漿效果帶來影響，也要防止注漿壓力太高而使得局部地基結(jié)構(gòu)崩壞，這樣都會(huì)對(duì)地基的整體性造成一定影響。此外，還需要嚴(yán)格防控漏漿問題的出現(xiàn)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)必須要立刻停止施工，并采取措施加以處理；④拔管處理。待到注漿作業(yè)完畢以后，需要及時(shí)進(jìn)行拔管，防止時(shí)間太長(zhǎng)而使得注漿管凝固于砼內(nèi)[4]。

3 高層建筑樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的適用范圍相對(duì)較廣，主要是采取鉆孔的方式來把樁基礎(chǔ)和地基基礎(chǔ)連接起來，而且其強(qiáng)度、模量與樁基頂部表層壓力都非常大，可以顯著提高高層建筑地基的承壓能力。施工人員必須要掌握好此項(xiàng)技術(shù)的具體使用要點(diǎn)，對(duì)施工方案與順序進(jìn)行合理安排。

3.1.1 鉆孔。鉆孔是此技術(shù)應(yīng)用時(shí)的一項(xiàng)基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)，也是確保樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵性內(nèi)容。施工人員應(yīng)當(dāng)選取能夠充分滿足工程項(xiàng)目需求的施工配套鉆機(jī)與鉆頭型號(hào)，綜合工程具體土層結(jié)構(gòu)，明確地質(zhì)層、鉆孔位置以及孔深，再進(jìn)行相應(yīng)施工作業(yè)，在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)需要確保樁中心線與設(shè)計(jì)要求相吻合；分析與改進(jìn)技術(shù)方案，把控好樁孔的鉆進(jìn)速度和施工節(jié)奏，盡可能避免發(fā)生塌孔、縮進(jìn)、偏斜等問題，提升樁基施工的成孔率。

3.1.2 清孔。在鉆機(jī)鉆進(jìn)到高層建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)高之后需立刻停止，在于孔底間隔50～80mm的位置連續(xù)空鉆，適當(dāng)排放溢出泥漿，采取換漿清洗的方式來將鉆孔形成的泥漿予以清除，在清孔環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)把控好泥漿含沙量與返漿比例，使得原料之間可以充分混合。

3.1.3 放置鋼筋籠。清孔之后需要把預(yù)先制好的鋼筋籠下放到鉆好的孔洞之中，在此環(huán)節(jié)，不僅需要仔細(xì)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況、和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比檢查，還需要檢查鋼筋籠的制作能否滿足設(shè)計(jì)施工要求。同時(shí)，還需要核查吊裝施工人員的職業(yè)證書，保證做到“持證上崗”，在放置鋼筋籠時(shí)務(wù)必要輕緩，使其可以準(zhǔn)確、無損的放在規(guī)定位置，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生錯(cuò)位或是鋼筋籠上浮等問題。

3.2 靜力壓樁施工技術(shù)

靜力壓樁是當(dāng)前國(guó)內(nèi)樁基礎(chǔ)施工中最常使用的一種沉樁方式，其主要是利用靜力壓樁機(jī)向土層中打入預(yù)制樁。其憑借樁架的重量與靜力設(shè)備，來對(duì)預(yù)制樁產(chǎn)生反作用力，以此來把預(yù)制樁打入到高層建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)內(nèi)部。靜力壓樁屬于一種破壞程度較高的樁體，會(huì)給原來的土壤結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重影響。因此，在實(shí)際使用之時(shí)，施工單位必須要盡可能做到一次完成工作。其最為突出的優(yōu)點(diǎn)為，施工期間不會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，相對(duì)比較安靜，并且使用成本偏低，經(jīng)濟(jì)效益良好，正因如此其獲得了廣泛的運(yùn)用，在高層建筑工程中具有較高的使用頻率[5]。

3.3 振動(dòng)壓樁技術(shù)

振動(dòng)壓樁技術(shù)也是一種較為常用的樁基礎(chǔ)施工方式，此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際使用中要求用到振動(dòng)器裝置，此裝置能夠把預(yù)制樁直接打入至地表之下，在其作用力下，土層會(huì)發(fā)生一定的收縮問題，從而讓樁體能夠和建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)整體。實(shí)際施工時(shí)，施工人員一般在會(huì)樁部位回旋曲一個(gè)固定的震動(dòng)裝置，再把它作為設(shè)備核心，引起周邊土層的共振，以此來實(shí)現(xiàn)土層的縮小與移動(dòng)，減輕樁位摩擦。不過在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)之時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)行壓樁施工時(shí)，必須要選取低幅度的方式開展，保證樁體可以深入到土層下方1m的位置，并且在提高錘擊幅度，使得樁體達(dá)到預(yù)定的位置之后，必須要對(duì)力度予以適當(dāng)調(diào)整。并且，在振動(dòng)沉樁施工時(shí)，因?yàn)闃扼w自重比較大，在此期間會(huì)形成非常大的摩擦力，所以，在施工期間，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵從相應(yīng)的施工要求，來對(duì)振動(dòng)沉樁力度實(shí)行把控，確保力度從小緩慢增大。而振動(dòng)裝置相較于高層建筑施工中的其他設(shè)備而言使用年限比較長(zhǎng)，屬于一種經(jīng)濟(jì)性較為良好的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，從而在建筑行業(yè)獲得了廣泛運(yùn)用。運(yùn)用該技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)為，操作方式簡(jiǎn)單，易于掌握，并且也能實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度的準(zhǔn)確把控，減少成本投入。不過也存在一定的問題，比如當(dāng)對(duì)施工條件具有較高要求之時(shí)，通常只有在土質(zhì)為粘土、黃土與其他松軟土質(zhì)時(shí)方可應(yīng)用。

3.4 預(yù)制樁建筑施工技術(shù)

在進(jìn)行高層建筑施工作業(yè)時(shí)，最為重要的是確?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定，讓基礎(chǔ)能夠在承受比較大的豎向壓力時(shí)不會(huì)發(fā)生沉降。所以，在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工之時(shí)，相關(guān)工作人員需要按照工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的具體狀況，綜合設(shè)計(jì)方案對(duì)樁基礎(chǔ)提出了各項(xiàng)要求，預(yù)制樁基結(jié)構(gòu)，以此為后續(xù)樁基礎(chǔ)施工奠定良好的前提條件。而在運(yùn)用預(yù)制樁施工技術(shù)之時(shí)，最為關(guān)鍵的步驟就是把預(yù)制樁埋入建筑結(jié)構(gòu)之中，讓預(yù)制樁能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)起到一定的和承載作用。通常而言，預(yù)制樁又包括了砼預(yù)制樁與鋼管預(yù)制樁兩種。其中，對(duì)于砼預(yù)制樁的埋入措施來說，也包括了多種打樁方法，例如靜力壓樁、振動(dòng)沉樁等。

4 結(jié)束語

伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提高，社會(huì)的不斷發(fā)展，科技實(shí)力也在持續(xù)加強(qiáng)，社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)也獲得了一定的發(fā)展與革新。最近幾年，尤其是建筑行業(yè)得到了非常顯著的發(fā)展，研發(fā)出了多種種類與形式的建筑體，而高層建筑便是其中的一種新型建筑。高層建筑可以做到對(duì)土地資源的高效利用，而隨著城市人口數(shù)量的不斷增多，城市空間日益緊張，在此背景下，高層建筑在國(guó)內(nèi)許多城市之中都得到了應(yīng)用。因而，人們開始對(duì)高層建筑投入了更多的關(guān)注，也在建設(shè)質(zhì)量上有了更多的要求，施工企業(yè)在建設(shè)高層建筑項(xiàng)目之中，務(wù)必要把控好各方面、各個(gè)環(huán)節(jié)、各道流程的質(zhì)量，特別是在地基基礎(chǔ)的施工環(huán)節(jié)，必須要采取科學(xué)合理、適應(yīng)實(shí)際、符合設(shè)計(jì)要求的地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，以此確保地基施工質(zhì)量，同時(shí)也為整個(gè)高層建筑的建設(shè)質(zhì)量提供保障，以此確保人們對(duì)高層建筑使用的安全性，并促進(jìn)高層建筑的進(jìn)一步發(fā)展。