高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)分析

張 東 山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 前言

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用，改變了高層建筑的傳統(tǒng)建設(shè)理念，一定程度上可適應(yīng)更多的施工環(huán)境。關(guān)于樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的實(shí)施理念、方法，應(yīng)站在可持續(xù)發(fā)展的角度思考，有效識(shí)別隱藏的問(wèn)題，尤其是技術(shù)操作過(guò)程中出現(xiàn)的各類動(dòng)態(tài)影響因素，均要按照新的思路、新的方法加以把控，確保全局工作朝著更高的層面發(fā)展，不斷豐富樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的內(nèi)涵。技術(shù)作業(yè)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)加以完善，杜絕出現(xiàn)違規(guī)現(xiàn)象。

2 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的重要性

高層建筑施工的過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出較強(qiáng)的特殊性，樁身一部分處于地下位置，是建筑物地面主體部分與地下地基部分直接接觸的重要構(gòu)成部分。該類型的樁基具有低承臺(tái)樁基的特點(diǎn)。很多高層建筑的樁基處于地下，有一部分樁基會(huì)超出地面，這樣類型的樁基是高承臺(tái)樁基。該類型的樁基技術(shù)應(yīng)用使高層建筑的主體部分與地基部分，表現(xiàn)出密切的聯(lián)系。大部分情況下，高承臺(tái)樁基的應(yīng)用，對(duì)于高層建筑比較受歡迎，不僅提高了高層建筑的安全性、穩(wěn)定性，還可以加強(qiáng)高層建筑的抗震能力、抗干擾能力。樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的實(shí)施，需進(jìn)一步結(jié)合高層建筑的具體需求進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)轉(zhuǎn)變技術(shù)思維，為高層建筑發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

3 高層建筑中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用

在高層建筑中使用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，要遵循一定的施工流程，具體如圖1所示。在此過(guò)程中，須嚴(yán)格把控各施工技術(shù)要點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊環(huán)境的勘察

在高層建筑使用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)，需把握好施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，同時(shí)仔細(xì)勘察周邊環(huán)境，詳細(xì)、準(zhǔn)確的勘察結(jié)果，能夠確保樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用效果，為以后發(fā)展給出更多的依據(jù)，杜絕同類問(wèn)題反復(fù)出現(xiàn)。樁基礎(chǔ)施工技術(shù)勘察的目的，是為了編制完善的施工方案，努力提供較多的技術(shù)參考資料，在機(jī)械選擇、成樁工藝、成樁質(zhì)量等方面提供較多的依據(jù)[1]。

（1）充分查明施工現(xiàn)場(chǎng)的地形條件、地貌條件、氣候條件，以及其他的自然條件。

（2）查找周邊環(huán)境的地質(zhì)勘察報(bào)告。在應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)，要充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的成樁深度范圍內(nèi)土層的具體分布情況，掌握土層形成的年代以及土層的物理力學(xué)性能指標(biāo)，進(jìn)一步完善樁基礎(chǔ)施工技術(shù)方案，減少隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）了解施工現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域范圍內(nèi)人為地質(zhì)現(xiàn)象、自然地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)于地震情況、熔巖情況、地下構(gòu)筑物、障礙物情況等均要深入掌握，提前做好樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，勘察過(guò)程中應(yīng)保持精細(xì)化，避免造成嚴(yán)重的漏洞。

（4）了解施工現(xiàn)場(chǎng)地下水情況，著重分析地下水的水位變化，加強(qiáng)水質(zhì)測(cè)試，明確地下水產(chǎn)生的具體影響，生成權(quán)威報(bào)告[2]。

（5）了解鄰近建筑物的情況。高層建筑應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)，對(duì)于周邊建筑物的影響并不低，要掌握好鄰近建筑物的具體位置、建筑物與高層建筑之間的距離、建筑物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及現(xiàn)有的使用情況等，確保樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)減少嚴(yán)重的破壞，避免出現(xiàn)得不償失的問(wèn)題。

（6）了解沉樁區(qū)域附近的地下管線情況。高層建筑管線比較復(fù)雜，地下管線包括煤氣管線、上下水管線、電纜線等，對(duì)所有的地下管線要明確分布的范圍、距離、埋設(shè)深度等，確保在樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)，加強(qiáng)管線的保護(hù)，避免對(duì)管線造成嚴(yán)重破壞。

3.2 灌注樁技術(shù)要求

現(xiàn)階段的高層建筑施工對(duì)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)具有較強(qiáng)的依賴性，想要在技術(shù)應(yīng)用中得到更好的成果，應(yīng)進(jìn)一步把握好技術(shù)操作的規(guī)范，避免造成新的問(wèn)題[3]。鉆孔灌注樁是比較常見(jiàn)的技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)作業(yè)時(shí)，應(yīng)通過(guò)泥漿護(hù)壁的方法提高技術(shù)保障。技術(shù)操作過(guò)程中要科學(xué)規(guī)劃不同階段，尤其是在細(xì)節(jié)把控力度上應(yīng)不斷地提高。大部分條件下，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)初期階段，要科學(xué)制備泥漿，還要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地平整，避免對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果造成不良影響。

此后，需科學(xué)埋設(shè)護(hù)筒，根據(jù)高層建筑的個(gè)性化要求，有效設(shè)置工作臺(tái)，完成相應(yīng)準(zhǔn)備工作后，使用鉆機(jī)開(kāi)展鉆孔灌注樁施工。該項(xiàng)技術(shù)的精度非常高，所以在現(xiàn)場(chǎng)清理的時(shí)候，要減少外力的影響并使其降到最低，以提高鉆孔灌注樁的安全性、穩(wěn)定性。鉆孔灌注樁的泥漿配比工作，在不同的區(qū)域環(huán)境下，存在很大的差異性，要根據(jù)施工配比的要求，以及國(guó)家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)予以合理的優(yōu)化，避免造成技術(shù)指標(biāo)不符合預(yù)期。

3.3 泥漿的制備和處理

鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)，泥漿制備與處理是最基礎(chǔ)的組成部分，同時(shí)對(duì)高層建筑的樁基建設(shè)質(zhì)量有著巨大的影響。除了能夠自行造漿的土層以外，泥漿在制備的過(guò)程中應(yīng)選擇高塑性黏土或者膨潤(rùn)土，拌制泥漿的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械的特點(diǎn)、工藝的優(yōu)勢(shì)、穿越土層的情況等，按照科學(xué)的配合比開(kāi)展設(shè)計(jì)。

泥漿護(hù)壁是鉆孔灌注樁施工技術(shù)的核心組成部分，在操作過(guò)程中應(yīng)遵守以下規(guī)范：在鉆孔灌注樁施工技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，護(hù)筒內(nèi)部的泥漿面，必須高出地下水位至少1.0m 以上；清孔工作的開(kāi)展過(guò)程中應(yīng)不斷置換泥漿，一直到澆筑混凝土為止；澆筑混凝土之前，孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重必須小于1.25，含砂率要控制在8%以內(nèi)，黏度應(yīng)達(dá)到28s的標(biāo)準(zhǔn)；施工過(guò)程中對(duì)容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層，要采取維持孔壁穩(wěn)定的措施加以防護(hù)[4]。

泥漿制備和處理的難度較高，對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的作業(yè)質(zhì)量有著巨大的影響，必須在未來(lái)的技術(shù)操作中高度關(guān)注，持續(xù)減少隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。泥漿制作的過(guò)程中，還要加強(qiáng)泥漿的有效測(cè)試，如果泥漿需求量較大，則需要從周邊調(diào)取資源，提高鉆孔灌注樁施工技術(shù)的安全性。

3.4 定位和鉆進(jìn)

現(xiàn)階段對(duì)鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用有著嚴(yán)格的要求，所有的工作開(kāi)展都要站在新的角度思考，不能繼續(xù)按照陳舊、單一的方法操作，這樣并不能得到卓越的成果。定位和鉆進(jìn)對(duì)于鉆孔灌注樁施工技術(shù)的效果有很大影響，應(yīng)把握好定位和鉆進(jìn)的效率，提高定位和鉆進(jìn)的質(zhì)量。

鉆孔機(jī)就位的時(shí)候，應(yīng)保持高度平穩(wěn)，禁止出現(xiàn)傾斜、位移的情況。針對(duì)鉆孔的深度應(yīng)按照精細(xì)化原則予以把控，可以嘗試在機(jī)架上或機(jī)管上做出控制標(biāo)尺，由此在施工過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)的觀測(cè)、記錄。成孔施工過(guò)程中不得無(wú)故停鉆，如遇夜間施工不允許，停鉆之前應(yīng)做好泥漿護(hù)壁工作，同時(shí)將鉆桿上提至一定高度，防止塌孔。

在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆進(jìn)至持力層時(shí)應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理及現(xiàn)場(chǎng)管理人員，經(jīng)驗(yàn)收確認(rèn)后繼續(xù)鉆進(jìn)至終孔深度，終孔后及時(shí)通知監(jiān)理及現(xiàn)場(chǎng)管理人員進(jìn)行余尺丈量，丈量后得出孔深，鉆孔灌注樁在鉆進(jìn)過(guò)程中，如遇進(jìn)尺較快孔段和軟硬換層孔段要控制鉆壓，防止發(fā)生孔斜。樁機(jī)就位時(shí)，如遇鄰樁成孔距離小于4D（即4 倍的樁徑）時(shí)，必須擱樁施工。定位和鉆進(jìn)工作的開(kāi)展，要根據(jù)建筑工程的特點(diǎn)和位置展開(kāi)合理的優(yōu)化[5]。

3.5 鉆孔和注漿

高層建筑的施工難度較高，同時(shí)存在很多影響因素，如果繼續(xù)按照固定方法施工，不能得到卓越的成果，還會(huì)產(chǎn)生新的挑戰(zhàn)。鉆孔和注漿是不可或缺的組成部分，應(yīng)把握好鉆孔和注漿的可靠性，從多個(gè)角度思考，減少隱藏的風(fēng)險(xiǎn)。鉆孔和注漿的時(shí)候，應(yīng)加調(diào)直機(jī)架挺桿，確保樁位的準(zhǔn)確性，樁位必須要具有明確的定位標(biāo)志。開(kāi)動(dòng)機(jī)器鉆進(jìn)的時(shí)候要保持出土量的穩(wěn)定性，達(dá)到一定深度后再進(jìn)行鉆孔操作，這個(gè)過(guò)程要根據(jù)地下水及土質(zhì)的情況判定。

對(duì)孔內(nèi)注漿的過(guò)程中，注入事先調(diào)制好的泥漿，然后繼續(xù)鉆孔操作。鉆孔深度達(dá)到5m 左右的情況下，要提前下套管，對(duì)于套管的位置必須高度注意，確保埋設(shè)的精確性和穩(wěn)定性。套管中心與樁徑中心的偏差，最大不能超過(guò)50mm，以免造成嚴(yán)重的安全隱患。套管埋設(shè)的深度，在黏性土中不能小于1.0m，如果在砂性土中，則不能小于1.5m，最大限度地確保筒內(nèi)泥漿面高于地下水位1.0m。鉆孔和注漿的時(shí)候，還要避免表層土遭受振動(dòng)產(chǎn)生坍塌的問(wèn)題，鉆孔的過(guò)程中不能造成泥漿水位下降的情況，且一直鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高[6]。

3.6 成孔灌裝

高層建筑應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)后，有利于提高樁基的安全性、穩(wěn)定性，整體上的工作開(kāi)展，基本上告別了單一的理念，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益較高。但是，鉆孔灌注樁施工技術(shù)的很多環(huán)節(jié)把控并不容易。成孔灌裝是比較重要的環(huán)節(jié)，在灌裝的過(guò)程中，要盡量實(shí)施多元化的理念、方法，避免單一技術(shù)造成嚴(yán)重的局限性。

（1）隔孔施工。鉆機(jī)就位之前，復(fù)查埋設(shè)護(hù)筒的位置、垂直度和深度，以準(zhǔn)確確定樁位。采用隔孔跳躍式進(jìn)行成孔流水操作，安全距離應(yīng)大于4D，以免對(duì)鄰樁造成影響。

（2）保證樁身垂直成孔。灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件就是垂直度，因此鉆架就位以后，應(yīng)檢查鉆機(jī)平臺(tái)平整和穩(wěn)固情況，確保樁身成孔垂直度。

（3）控制鉆進(jìn)速度和護(hù)壁泥漿指標(biāo)。鉆桿鉆進(jìn)速度應(yīng)該控制在1.00m/min 以內(nèi)，控制護(hù)壁泥漿相對(duì)密度在1.2～1.3 左右。清孔時(shí)需復(fù)驗(yàn)?zāi)酀{密度，控制相對(duì)密度在1.15～1.2左右。

3.7 鋼筋籠的制作與吊裝

高層建筑應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)存在很多挑戰(zhàn)，所有工作都要按照新思路、新方法進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)在施工的過(guò)程中應(yīng)保持高度的靈活性，避免造成新的挑戰(zhàn)。鋼筋籠的制作、吊裝是重要組成部分，要嚴(yán)格按照施工圖紙的設(shè)計(jì)要求完成鋼筋籠制作，落實(shí)標(biāo)注好的直徑，主筋需按照所在的位置，選擇同一斷面上，或錯(cuò)開(kāi)加工接頭；施工過(guò)程中要充分控制好鋼筋接頭在同一截面內(nèi)的總面積，以及互相錯(cuò)開(kāi)的數(shù)值。鋼筋籠在吊放之前，針對(duì)孔壁的有效寬度、垂直度、沉渣厚度等，都要進(jìn)行仔細(xì)檢測(cè)，在確保合格的情況下，才能開(kāi)展吊裝工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)對(duì)高層建筑的影響非常高，大部分項(xiàng)目使用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)，能夠按照科學(xué)的路線、方法操作，各項(xiàng)問(wèn)題的解決給出了較多的依據(jù)。未來(lái)，應(yīng)進(jìn)一步完善樁基礎(chǔ)施工技術(shù)方案，站在不同的角度思考，提高施工的綜合水平，促使樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的目標(biāo)快速實(shí)現(xiàn)，為將來(lái)的發(fā)展做出更多的保障。