土木工程高層建筑樁基施工技術(shù)要點(diǎn)分析

郭向波（山西三建集團(tuán)有限公司,山西 長(zhǎng)治 046000）

樁基施工是高層建筑基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)和重要保障，樁基施工效果和高層建筑工程整體質(zhì)量密切相關(guān)，所以在樁基施工過(guò)程中，應(yīng)該做好施工準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格把控具體施工要點(diǎn)，對(duì)整體施工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、嚴(yán)格管理，保證高層建筑樁基施工質(zhì)量[1]。目前部分高層建筑地基土土質(zhì)較為松散，極容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題，采用樁基能夠提高建筑承載力，同時(shí)還能增強(qiáng)建筑穩(wěn)定性。樁基施工技術(shù)應(yīng)用于土木工程高層建筑中作用較大，能夠提升施工質(zhì)量，縮短工期[2]。

1 土木工程高層建筑樁基施工技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 尺寸特點(diǎn)

目前建筑工程大部分為高層建筑，建筑高度越高，對(duì)建筑質(zhì)量要求也越高，所以高層建筑工程施工時(shí)一般需要應(yīng)用承載力較高的樁基技術(shù)。樁基尺寸是影響樁基承載力的重要因素，樁基尺寸在樁基施工中能夠發(fā)揮較大作用，需要引起高度重視。樁基施工時(shí)一般需要對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)，根據(jù)實(shí)際勘測(cè)情況進(jìn)行綜合分析，明確樁基樁型、斷面尺寸以及長(zhǎng)度、單樁容許承載力、平面布置以及構(gòu)造等。隨著高層建筑逐漸增多，對(duì)高層建筑樁基施工要求也會(huì)逐漸增多[3]。樁基直徑、長(zhǎng)度均需要在中低層建筑基礎(chǔ)上增加，并采取一柱一樁模式，從而滿(mǎn)足高層建筑較高承載力的需求。為提高樁基適應(yīng)能力，樁型也需要進(jìn)行改變，從直桿和線(xiàn)性往其他不同造型支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，比如成片狀、折線(xiàn)狀、格柵狀低下支撐結(jié)構(gòu)。在化學(xué)工業(yè)發(fā)展上，一些復(fù)合材料也會(huì)被應(yīng)用到樁基制作中，化學(xué)復(fù)合樁、化學(xué)注漿樁也會(huì)被應(yīng)用在高層建筑中[4]。

1.2 經(jīng)濟(jì)環(huán)保特點(diǎn)

以往高層建筑基礎(chǔ)施工時(shí)一般采取的是筒式柴油機(jī)，對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行錘擊。這種方法能夠直接看到樁基的入土動(dòng)態(tài)，但是在實(shí)施過(guò)程中噪音較大，錘擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的地面震動(dòng)，對(duì)周?chē)用裨斐奢^大困擾。應(yīng)用靜壓式施工，能夠降低施工噪音，并且能源消耗也較小，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)，目前靜壓式施工已廣泛應(yīng)用于高層建筑當(dāng)中。

2 土木工程高層建筑樁基施工技術(shù)準(zhǔn)備工作

2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

樁基施工前需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確勘測(cè)，嚴(yán)格記錄數(shù)據(jù)，確?？睖y(cè)有效性和真實(shí)性，以便于制定科學(xué)、合理的施工方案[5]。在樁基施工勘測(cè)時(shí)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕がF(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)以及氣候特點(diǎn)進(jìn)行全面勘測(cè)，調(diào)查和分析清楚現(xiàn)場(chǎng)土層類(lèi)型、水質(zhì)變化以及施工深度等關(guān)鍵因素，同時(shí)還需要對(duì)施工周邊情況進(jìn)行觀察，做好地下管線(xiàn)分布調(diào)查，避免地下管線(xiàn)受到破壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)情況、以往施工經(jīng)驗(yàn)制定合理施工方案。

2.2 制定施工方案

現(xiàn)場(chǎng)施工勘測(cè)完成后，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)收集的資料進(jìn)行分析，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇樁基施工方式以及施工機(jī)械等。同時(shí)，做好周邊建筑保護(hù)規(guī)劃，避免對(duì)周邊居民、環(huán)境造成較大影響。此外，應(yīng)避開(kāi)地下管線(xiàn)等設(shè)施，避免地下管線(xiàn)受到損壞。施工前還需要進(jìn)行樁基試驗(yàn)，全面掌握樁基施工工藝參數(shù)，確保施工質(zhì)量[6]。樁基施工現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)束后需要制定施工方案，確定具體施工流程和地下管線(xiàn)處理方案等。制定施工方案需要嚴(yán)格遵循樁基施工要求，其中主要包括材料施工、設(shè)備需求等方面內(nèi)容。一般為保證樁基施工能達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，樁基試驗(yàn)是必須環(huán)節(jié)。

2.3 放線(xiàn)定位

放線(xiàn)定位包括確定水準(zhǔn)點(diǎn)和樁定位。在確定水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，仔細(xì)記錄每一根樁的標(biāo)高，以便于更好控制樁基施工標(biāo)高。在確定樁位時(shí)，需要注意地基表面的平整性，按照設(shè)計(jì)尺寸要求，順著軸線(xiàn)方向，對(duì)每根樁進(jìn)行標(biāo)序，采用打樁機(jī)確定每根樁打入位置。

3 土木工程高層建筑樁基施工技術(shù)

3.1 靜力壓樁施工技術(shù)

靜力壓樁施工技術(shù)即利用樁架上配重和壓力樁自身重力對(duì)預(yù)制樁產(chǎn)生的反作用力將預(yù)制樁體壓入土層當(dāng)中，靜力壓樁又被稱(chēng)為擠土樁。靜力壓樁施工技術(shù)整個(gè)實(shí)施過(guò)程均通過(guò)液壓裝置提供動(dòng)力，在吊樁、喂樁、壓樁環(huán)節(jié)中均通過(guò)液壓裝置單獨(dú)完成。壓樁結(jié)束后，壓樁油缸能夠自行復(fù)位，并反復(fù)循環(huán)操作過(guò)程，所以靜力壓打樁是一個(gè)持續(xù)操作過(guò)程，直至樁體能夠達(dá)到預(yù)定位置[7]。在操作過(guò)程中需要注意壓樁操作極容易破壞土層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致出現(xiàn)空隙形成水壓，所以靜力壓樁在施工時(shí)需要保證持續(xù)進(jìn)行，不能停止。

3.2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

鉆孔灌注樁施工技術(shù)即在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或者人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土制作成樁。依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類(lèi)[8-9]。鉆孔灌注樁的施工，因其護(hù)壁形成方式的不同，有泥漿護(hù)壁法和全套管施工法兩種，泥漿護(hù)壁鉆孔施工技術(shù)在樁基施工技術(shù)中較常見(jiàn)。采取機(jī)械鉆孔技術(shù)方法進(jìn)行灌漿時(shí)極容易破壞周?chē)Y(jié)構(gòu)和土層，所以需要采取泥漿穩(wěn)定周?chē)妆冢兴樗槭谀酀{循環(huán)中不斷排除，清洗鉆孔，安裝鋼筋后澆筑混凝土。沖擊鉆孔、沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護(hù)壁施工法，整個(gè)過(guò)程為：平整場(chǎng)地→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺(tái)→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。鉆孔泥漿由水、黏土和添加劑構(gòu)成，具有冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具、增大靜水壓力并在孔壁形成泥皮、隔斷孔內(nèi)外滲流、防止坍孔的作用。調(diào)制鉆孔泥漿應(yīng)該根據(jù)鉆孔方法和地層情況確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)該根據(jù)地層變化和操作要求靈活掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護(hù)壁效果差；泥漿太稠會(huì)削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進(jìn)速度。在鉆孔方面，需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行才能確保成孔質(zhì)量。第一，需要注意開(kāi)孔質(zhì)量，對(duì)好中線(xiàn)和垂直度，壓好護(hù)筒；第二，在施工過(guò)程中需要注意不斷添加泥漿和抽渣，實(shí)時(shí)檢查成孔是否存在偏斜現(xiàn)象；第三，鉆孔順序也需要事先做好規(guī)劃，既要保證下一個(gè)樁孔施工質(zhì)量不影響上一個(gè)樁孔，也要保證鉆機(jī)移動(dòng)距離不能過(guò)遠(yuǎn)或者互相干擾。

3.3 振動(dòng)沉樁施工技術(shù)

高層建筑樁基施工中振動(dòng)沉樁施工技術(shù)最為常見(jiàn)，振動(dòng)沉樁操作方法為：將沉樁機(jī)裝在樁頂，使其能夠連成一體，利用起重機(jī)吊起。為避免振動(dòng)作用，一般情況下通過(guò)吊鉤鋼絲繩傳到起重機(jī)結(jié)構(gòu)上，振動(dòng)器上部掛架中沒(méi)有減振彈簧。振動(dòng)沉樁機(jī)工作時(shí)，頻率和振幅的設(shè)定應(yīng)隨樁決定，一般低頻率、大振幅適用于直徑較大的鋼管樁和重量較大的鋼筋混凝土樁，并且適用于在砂石類(lèi)地層施工當(dāng)中；中高頻、中幅適用于鋼板樁。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)在運(yùn)用電動(dòng)振搗棒時(shí)增加了較大垂直力度，增加了松散地基土層的密度，能夠提高地基土層承載能力。應(yīng)用振動(dòng)沉樁施工時(shí)需要電動(dòng)機(jī)振搗棒持續(xù)不斷、長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng)，使之產(chǎn)生壓力，這樣才能促使地基土層變得更加結(jié)實(shí)[10-11]?，F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，可以先將振搗棒固定在樁頂位置，再開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作，樁基礎(chǔ)在振搗棒振動(dòng)下會(huì)持續(xù)下降，沉入至地基土層當(dāng)中，土層會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，隨著振動(dòng)的持續(xù)從而出現(xiàn)移位或者擠壓收縮情況，以此實(shí)現(xiàn)土層緊致效果。

3.4 預(yù)制樁沉樁技術(shù)

預(yù)制樁沉樁技術(shù)一般采取錘擊、振動(dòng)、壓入三種方法。其中，錘擊方法是利用樁錘下落時(shí)產(chǎn)生的瞬間沖擊機(jī)械能，抑制土體對(duì)樁產(chǎn)生的阻力，從而促使靜力平衡狀態(tài)受到破壞，使樁體下沉，以此達(dá)到新的靜壓平衡狀態(tài)[12-13]。持續(xù)錘擊樁頭，樁身持續(xù)下沉。錘擊沉樁是預(yù)制樁常用的沉樁方法，錘擊沉樁施工速度較快，機(jī)械化程度較高，并且應(yīng)用范圍較廣，現(xiàn)場(chǎng)文明程度高。振動(dòng)法即利用一個(gè)大功率電力振動(dòng)器，在沉樁過(guò)程中，將振動(dòng)錘安置在樁頂上，利用振動(dòng)力減小對(duì)樁阻力，促使能夠較快沉入土質(zhì)當(dāng)中。振動(dòng)法施工中如果遇到硬夾層，能夠開(kāi)啟馬達(dá)振動(dòng)加荷，直至穿透硬夾層。在吊、接樁時(shí)需要引起重視，要求樁身完好，試樣檢測(cè)強(qiáng)度能夠達(dá)到C20，并且吊樁時(shí)樁體不能斷裂，需要保證連接牢固。砂、碎石屑灌注應(yīng)該飽滿(mǎn)，拔管前灌注至樁頂，留振動(dòng)5s～10s后拔管，拔管后補(bǔ)灌到樁頂，可以應(yīng)用分段灌注、分段留振方法。要求沉管與地面垂直度偏差不大于1%，拔管速率控制在1.2m/min～1.5m/min；砂和碎石屑應(yīng)具有良好的透水性和一定的強(qiáng)度，含泥量不得大于5%；碎石墊層厚度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，碎石最大粒徑不宜大于30mm；雙向土工格柵材料質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，每延米橫（縱）向拉伸屈服力≥30kN；樁尖可采用預(yù)制混凝土樁尖和鋼制活瓣樁尖，當(dāng)采用預(yù)制混凝土樁尖時(shí)，尚需提前預(yù)埋入地表以下30cm左右。此外，由于施工機(jī)具較高，在雷雨天氣下應(yīng)該采取預(yù)防雷電、風(fēng)雨的措施。雷雨大風(fēng)時(shí)，應(yīng)該立即斷開(kāi)設(shè)備電源，停止施工，并要求工作人員離開(kāi)打樁施工現(xiàn)場(chǎng)。壓入方法即利用樁架自身重量和樁架上的壓重，通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)換將樁壓入土層當(dāng)中，壓入方法的特點(diǎn)是，施工時(shí)無(wú)沖擊力，產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)較小，施工壓力較小，能夠減少打樁對(duì)地基造成的影響[14]，并且在樁頂上不容易受到損壞，不容易產(chǎn)生偏心沉樁，準(zhǔn)確度較高。此外還能夠在施工過(guò)程中檢測(cè)沉樁阻力，為施工提供有效參數(shù)，判斷和驗(yàn)證樁的承載能力。

4 樁基施工質(zhì)量管理

4.1 樁基施工質(zhì)量預(yù)控管理

樁基施工效果直接決定建筑工程最終是否具備足夠安全性，所以在樁基施工前，需要做好充分預(yù)控管理工作，主要包括對(duì)施工操作、施工方案制定等方面進(jìn)行管理。在施工過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問(wèn)題，能夠及時(shí)采取有效措施解決，避免影響施工進(jìn)度，破壞施工效果。一般在樁基施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題可以及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。首先，施工時(shí)需要注意樁位定位，加強(qiáng)檢測(cè)，仔細(xì)分析資料；其次，施工早期應(yīng)該做好樁底雜物清理工作，沉樁時(shí)做好鉆孔質(zhì)量檢測(cè)工作，如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題則需要及時(shí)解決。在施工時(shí)，要求上下樁基保持在同一水平線(xiàn)位置，實(shí)時(shí)觀察，及時(shí)回填施工。如果在施工后期發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)停止施工，認(rèn)真討論、研究，優(yōu)化施工方案，保證施工合理性和有效性。

4.2 增大承臺(tái)方式

樁基施工前，應(yīng)該根據(jù)承臺(tái)尺寸判斷，承臺(tái)尺寸需要綜合考慮承臺(tái)面積問(wèn)題，承臺(tái)尺寸直接關(guān)系到施工質(zhì)量。樁基在設(shè)計(jì)時(shí)需要具備足夠承載力，加上高層建筑對(duì)樁基施工要求較多，隨著高層建筑不斷增多，在樁基設(shè)計(jì)、施工時(shí)需要重視的問(wèn)題也相對(duì)較多，增大承臺(tái)方式能夠有效增強(qiáng)建筑安全性和有效性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，高層建筑逐漸增多，建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不斷增大。施工質(zhì)量直接決定建筑企業(yè)的發(fā)展，樁基施工是建筑施工的重要內(nèi)容，只有做好樁基施工技術(shù)要點(diǎn)分析，重視施工環(huán)節(jié)，把握施工重點(diǎn)，這樣才能保障施工質(zhì)量，維持建筑行業(yè)高效發(fā)展。