解析高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)要點

劉成中

北京城建房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 北京 100000

1 地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)概況介紹

1.1 地基基礎(chǔ)施工技術(shù)概況

地基基礎(chǔ)是在高層建筑中，在其建筑底部起到支撐作用的土層，土層的材質(zhì)主要是砂土、巖土和人工土。按照地基的性質(zhì)，可以分為天然地基和人工地基，和人工地基相比，天然地基因其本身存在堅固的巖石層，所以在基礎(chǔ)建設(shè)工作中不需要過多地進(jìn)行地基強(qiáng)化，但是在進(jìn)行面積較大的建筑作業(yè)時，仍需要進(jìn)行人工填土進(jìn)行加固。地基基礎(chǔ)不僅需要具有堅固性，還要在進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)中，做好地基對建筑承載力的分流工作，對與高層建筑來說，若處理不好高層建筑本身重量與傳重壓力的分流問題，在后續(xù)的建筑使用中，容易出現(xiàn)高層傾斜、甚至倒塌的現(xiàn)象。所以在高層建筑工程中，打好地基是非常重要的。

在進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工過程中，提高地基堅固性和穩(wěn)定性的方法大致有如下幾種：

1.1.1 換土法。換土法的方式相對簡單，就是用新的強(qiáng)度較大的土層替換原先地質(zhì)疏松的土層，更好地提高土質(zhì)穩(wěn)定性，一般這種情況比較適用于高層建筑工程建設(shè)中的部分土壤，操作方式簡單易上手，造價成本較低，可以在很大程度上避免出現(xiàn)建筑下沉的問題，延長高層建筑的使用周期。在細(xì)節(jié)上，施工單位可以對施工地基土質(zhì)進(jìn)行分析之后，選擇最匹配的土壤進(jìn)行分層替換，以形成更穩(wěn)定的地基基礎(chǔ)。

1.1.2 混土法。一般情況下，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中常用的為混凝土樁和桿樁，將水泥和煤灰制成的碎石樁和粉噴樁插入地基中，一方面可以增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，另一方面粉噴樁可以改善上部地基中出現(xiàn)的輕微變形情況，兩樁結(jié)合可以更好地提高地基的承受能力，為高層建筑施工建設(shè)后期工作創(chuàng)造高質(zhì)量的基礎(chǔ)條件[1]。

1.1.3 排水排氣法。地基土壤中含有過量的水分和空氣也會影響地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅固性，降低土壤承載力，所以對其進(jìn)行排水和排氣是非常重要的。在排水方面，施工人員使用簡單的工具進(jìn)行排水就可以了，這里主要說如何排除土壤中多余的空氣，簡單來說就是對松軟的土質(zhì)進(jìn)行振動夯實、 機(jī)械碾壓等，從而提高地基的強(qiáng)度與質(zhì)量，減少高層建筑的下沉度

1.2 樁基基礎(chǔ)施工技術(shù)概況

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用主要是在地基的深處打入鋼筋，分擔(dān)地基上面物體的重量。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，比較常見的樁基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)，當(dāng)土質(zhì)層較軟時，為增加地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，樁基礎(chǔ)在高層建筑工程中被廣泛運用。在樁基基礎(chǔ)施工技術(shù)中主要分為兩步，即制樁和灌注。其中樁的類型為混凝土樁和鋼樁，灌注的方法主要如下：

1.2.1 沉管灌注法。沉管灌注法就是先開孔，再制作鋼筋籠，再把制作好的混凝土材料澆筑進(jìn)去形成一定的建筑結(jié)構(gòu)。開孔的方法有錘擊法、振動錘擊振動法、 振動沖擊法。在開孔時應(yīng)注意根據(jù)樁的粗細(xì)來決定錘擊振動的力度，在這些完成之后要進(jìn)行驗收，檢查合格之后方可進(jìn)行灌注。

1.2.2 挖孔灌注法。挖空灌注法在施工步驟上，與灌注法大致相同，其中不同的是挖空的方式可以為人工挖孔，也可以是機(jī)器挖孔，在挖到一定深度時，應(yīng)注意保護(hù)孔壁，在其四周噴射混凝土以增強(qiáng)孔壁的硬度。挖空結(jié)束后，要焊接鋼筋，最后再澆灌混凝土。

1.2.3 鉆孔灌注法。鉆孔灌注法是利用回轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔的直徑和深度也要根據(jù)樁的硬度和承載力選擇不同的取值范圍。需要注意的是在鉆孔前要做好樁口的清潔工作，鉆孔機(jī)器的防滲透措施，以提高鉆孔的質(zhì)量和效果，從而保證后期工作的順利進(jìn)行

2 地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工應(yīng)用技術(shù)難點及要點

難點一，地理環(huán)境的差異。在氣候環(huán)境相對較好的地區(qū)，地基土質(zhì)層問題不顯著，但是在環(huán)境相對惡劣的地區(qū)，這種問題尤為明顯。比如冬季氣溫較低的城市和地區(qū)，由于其較厚的凍土層是有融化產(chǎn)生周期性的，地基非常容易發(fā)生不規(guī)則程度的上下沉降情況。

難點二，高層地基的打造問題。高層建筑需要更深的地基基礎(chǔ)，來承載更大的建筑壓力。所以在挖掘更深的地基時容易遇到地下水，在建筑周邊河流較多的施工環(huán)境下，容易出現(xiàn)樁壁腐蝕，甚至坍塌現(xiàn)象，使打造穩(wěn)定堅固地基更為困難。

難點三，樁基礎(chǔ)的質(zhì)量難以保證。對于那些由于樁基礎(chǔ)不是暴露在外的情況，如果在后續(xù)工程中出現(xiàn)樁柱崩裂等嚴(yán)重問題就難以更換，所以這對樁基礎(chǔ)土建的施工質(zhì)量要求更高，若相關(guān)施工企業(yè)不能嚴(yán)格按照設(shè)計方案進(jìn)行制樁、灌注等工作的話，則會對高層建筑的安全造成威脅。城市化進(jìn)程過快，建筑工程層出不窮，施工速度的提高難以保證施工的質(zhì)量，做好施工監(jiān)督工作還是非常重要的[2]。

2.1 地基基礎(chǔ)施工技術(shù)要點

地基加固是地基基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，采用上部荷載轉(zhuǎn)移科學(xué)技藝針對房屋建筑地基開展對應(yīng)的強(qiáng)化處置，這種技術(shù)更加適用于對建筑物原廠房地基進(jìn)行加固，在進(jìn)行地基結(jié)構(gòu)相對較弱的強(qiáng)化工作時，應(yīng)提前了解到容易發(fā)生開裂的情形，所以在進(jìn)行加固時要使用鋼筋混凝土，增加地基面積，阻止建筑物土建地基裂縫擴(kuò)大，增加原有建筑物土建工程的承載力。

2.2 建筑物樁基技術(shù)的技術(shù)要點

2.2.1 預(yù)制樁。預(yù)制樁就是施工企業(yè)提前對管樁進(jìn)行預(yù)埋，因為鋼筋樁硬度強(qiáng)，往往是作業(yè)單位預(yù)埋的首選，這種方式的好處就是可以根據(jù)施工過程中發(fā)生的實際情況進(jìn)行實時改變，使施工工作順利進(jìn)行。在提前制樁時，要保證混凝土樁具備良好的硬度，在寒冷、潮濕的環(huán)境中可以完成各種施工作業(yè)。同時需要注意的是要做好工作施工時間的安排，不能因過早或過晚施工而影響附近居民的休息。

2.2.2 PHC管樁靜壓施工工藝。過去柴油錘擊式加壓施工時會因噪音過大影響周邊居民休息，但目前環(huán)保型靜力壓樁機(jī)的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，減少了噪音污染的同時，還做到了保護(hù)環(huán)境， PHC 管樁的靜壓施工技術(shù)的優(yōu)勢在于施工周期短，噪音低等。施工中應(yīng)注意以下幾個方面：第一，對相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行課程培訓(xùn)，普及設(shè)備性能、 故障排除、 設(shè)備檢查維護(hù)及工作原理等專業(yè)知識，同時又能熟練地操作和保管設(shè)備，在靜壓樁工作開展過程中出現(xiàn)問題時能做到準(zhǔn)確排除和報修；第二，施工設(shè)備的維修過程也需要報修人員與維修人員共同完成，當(dāng)機(jī)械設(shè)備遇到保修期時，一般應(yīng)及時與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，購買配件維修或?qū)⒃O(shè)備送回生產(chǎn)廠家；考慮工程施工周期的問題，如維修時間太長需使用備用機(jī)[3]。

3 地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)中容易出現(xiàn)的問題

良好的基礎(chǔ)作業(yè)是高層建筑順利完工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)如今的施工技術(shù)雖然在不斷完善，但為提高地基質(zhì)量，我們還需要進(jìn)一步的研究更好的施工方案或者是規(guī)劃設(shè)計。地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是所有施工項目最基礎(chǔ)的工作，只要把工程的“底”打好了，才能一層層的往地基上加蓋其他建筑物。地基的好壞也決定著高層建筑的層高，鑒于現(xiàn)在城鎮(zhèn)對高層建筑需要越來越多，而建筑面積相對減少的情況，就需要加高高層的層數(shù)，這對地基的施工提出了更高的要求，因此，高層建筑地基和樁基礎(chǔ)施工中，必須要重視以下幾個方面。

3.1 塌方問題

塌方問題一直存在工程建設(shè)之中，它是由于底殼運動，或者是地質(zhì)層存在不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在施工前沒有做到實地的嚴(yán)格勘察，或者是分析數(shù)據(jù)不夠全面而存在的安全隱患，在施工現(xiàn)場，若一旦所發(fā)生塌方，就會極大程度的影響到地基的堅固性和穩(wěn)定性，削弱地基對高層建筑的承受能力，使建筑項目的整體安全性受到威脅，有的時候在現(xiàn)場也會威脅到施工人員的生命安全。所以，塌方問題必須得到重視，在施工現(xiàn)場要嚴(yán)格監(jiān)督施檢查施工作業(yè)，以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察，提前設(shè)計預(yù)防塌方問題的最佳方案，要有準(zhǔn)備的做到，如果塌方現(xiàn)象發(fā)生，能夠第一時間的解決問題，解救被困人員等[4]。

3.2 保護(hù)管理制度不夠完善

對于高層建筑，其建設(shè)要求相比普通建筑更高，但是施工管理易受到忽視，管理團(tuán)隊在進(jìn)行施工管理時，沒有科學(xué)完整的可實施管理方案，也沒有實際的管理舉措。如果相關(guān)建設(shè)單位監(jiān)管不夠嚴(yán)格，其出現(xiàn)的安全隱患更大。在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時需要對其進(jìn)行合理的保護(hù)，減少外界對地基穩(wěn)定性和安全性的破壞，做好防水工作，確保地基基礎(chǔ)不受雨水侵蝕。

3.3 防潮層失效問題

防潮問題一直也是建筑工程中的一個影響居住者使用的一項關(guān)鍵問題，因為居住者的居家環(huán)境都會涉及水源，廢水，或者是生活其他用水的地方，室內(nèi)墻體，地面在施工中都要加入防水層為建筑物進(jìn)行防潮施工，但是如果在防潮工作前，沒有做好基礎(chǔ)層表面的清理工作或者是房屋墻體地面等施工時抹灰不夠密，不夠勻，又或者是后期的養(yǎng)護(hù)不夠到位等，都會使防潮層出現(xiàn)脫水的情況，進(jìn)而使地下水滲透到地基中，破壞地基的密實性和抗震性，就使地基失去了阻擋能力，致使墻體變潮，進(jìn)而出現(xiàn)凍融或者鹽堿作用，最后造成墻體表層逐層脫落或者地面凹陷的情況，影響了建筑物的美觀度。

3.4 樁基礎(chǔ)鉆孔施工問題

鉆孔的施工也是非常重要的關(guān)鍵點，因為施工材料或者結(jié)構(gòu)間的相連都需要通過鉆孔加栓進(jìn)行連接，鋼筋材料在基礎(chǔ)上的布局也需要打孔進(jìn)行精確安裝，因此鉆孔施工在整體建筑項目施工中也是必不可少的。在鉆孔施工的過程中，孔口容易發(fā)生塌陷現(xiàn)象，孔口的坍陷會使其附近的土質(zhì)變得松散，如果遇到雨水天氣，有時還會使護(hù)筒周圍土質(zhì)受雨水長時間的浸泡等因素造成護(hù)筒失穩(wěn)或脫落，導(dǎo)致護(hù)筒移位；如果因為操作人員的不規(guī)范，還會導(dǎo)致巖層發(fā)生突變，鉆機(jī)卡鉆等問題。因此，在鉆孔施工時，如果遇上塑性土發(fā)生膨脹，還將會使成孔后的孔徑產(chǎn)生彎曲、孔徑局部變小，這樣會影響鉆孔工作的順利實施。因此對于鉆孔施工來說，細(xì)心認(rèn)真，且施工人員要有過硬的專業(yè)施工技術(shù)水平，施工前的圖紙設(shè)計中也要預(yù)留好需要鉆孔的位置，采用的設(shè)備也要具備達(dá)標(biāo)的要求，精準(zhǔn)定位，仔細(xì)鉆孔[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，面對飛速發(fā)展的城市，對建筑行業(yè)來說是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。項目中可根據(jù)高層所在的地理環(huán)境選擇合理的地基基礎(chǔ)施工技術(shù)，可以有效提高地基穩(wěn)定性和抗震性，降低建造成本，如針對承載力較弱的地基，適用筏板基礎(chǔ)施工技術(shù)，并在地基的適當(dāng)位置添加沉降縫，避免因土質(zhì)松軟問題造成地基下沉問題。與此同時，也還應(yīng)注意高層建筑與低層建筑相比，高層建筑對地基的深度和抗壓風(fēng)、水、氣的密閉性等要求更高，建筑工程相對要更復(fù)雜，對建筑工程的精準(zhǔn)度更高。所以，做好高層建筑的基礎(chǔ)工程是至關(guān)重要的，只有打好基礎(chǔ)，高層建筑的工程才能順利完成，質(zhì)量才能得到保障。而高層建筑的增多使城市建設(shè)技術(shù)在不斷完善和成熟，地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)作為建筑工程中的重要環(huán)節(jié)，決定著高層建筑的堅固性與穩(wěn)定性，其在施工質(zhì)量的控制過程中就占有了非常重要的地位和作用。且對于高層建筑施工人員，施工企業(yè)應(yīng)該堅持“人身安全與建筑質(zhì)量并列為首”的原則，相關(guān)工程管理部門要做好對高層建筑基礎(chǔ)設(shè)施施工的監(jiān)督工作，嚴(yán)格把控施工準(zhǔn)則，且要想辦法不斷地提升地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的土建施工技術(shù)水平，為提升建筑物的綜合水平而努力，為促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展做貢獻(xiàn)。