高層建筑施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

【摘要】樁基礎(chǔ)在高層建筑施工中的占比很高，加強(qiáng)施工技術(shù)管理，可以提高工程施工技術(shù)水平。文中主要針對(duì)高層建筑施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行研究，分別從做好準(zhǔn)備工作、加大質(zhì)量管控力度、選擇尺寸強(qiáng)化安全管理、做好開挖作業(yè)，以及處理斷樁埋設(shè)注漿管道等措施進(jìn)行研究，旨在為樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)的指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工技術(shù)；樁基礎(chǔ)

【中圖分類號(hào)】TU753" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0128-03

0 引言

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，促使現(xiàn)代化基礎(chǔ)工程體系不斷健全和完善，研究中發(fā)現(xiàn)，高層建筑中，應(yīng)用樁基能夠縮減施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，可以減少材料的消耗。有研究指出，在具體應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)時(shí)，要遵循因地制宜原則，結(jié)合工程地段水文地質(zhì)情況，合理選擇樁型，明確其適用范圍，避免發(fā)生質(zhì)量問題，減少工程經(jīng)濟(jì)損失。未來，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)將致力于解決樁成孔難問題，并逐步向異型樁方向發(fā)展。

1 高層建筑應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的重要性

通過使用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，不僅可以有效提高土地資源總體利用率，還能增強(qiáng)高層建筑的地基穩(wěn)定性。為了及時(shí)規(guī)避地基下沉或者本體傾斜等突發(fā)問題，可以在高層建筑工程施工中運(yùn)用樁基礎(chǔ)技術(shù)，使建筑物的地基在后續(xù)施工或建成后，依舊保持高度平穩(wěn)狀態(tài)。

對(duì)于樓層較高的建筑工程，其本身的施工結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜程度會(huì)更高，而在使用或搭配樁基礎(chǔ)技術(shù)之后，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)借助多個(gè)數(shù)量的樁，來為高層建筑工程的后續(xù)施工形成穩(wěn)健的基礎(chǔ)平臺(tái)，有效強(qiáng)化地下巖石和土層的承載負(fù)荷能力范圍，真正達(dá)到分散應(yīng)力的效果，從而避免出現(xiàn)建筑下沉等情況。高層建筑物地基負(fù)荷顯著增加，一旦沒有做好處理和優(yōu)化，極有可能在施工過程中或者使用過程中出現(xiàn)墻體裂縫、建筑傾斜或者局部塌陷等突發(fā)狀況，嚴(yán)重影響施工人員和居民人身財(cái)產(chǎn)安全。

因此，在高層建筑工程土建施工中，合理運(yùn)用樁基礎(chǔ)技術(shù)，能夠在一定程度上科學(xué)分配高層建筑物的承載壓力，使其長(zhǎng)時(shí)間保持高度穩(wěn)固，延長(zhǎng)總體使用壽命。

2 高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)常見問題

2.1 明顯的位置偏移

高層建筑對(duì)總體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性提出了更高要求，其每根樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的位置與間距通常要將誤差控制在20mm之內(nèi)，從而使其具有更高的穩(wěn)定性和可靠性。但因?yàn)闃痘A(chǔ)的總體數(shù)量相對(duì)較多，所以在實(shí)際施工期間，容易在樁基礎(chǔ)測(cè)量定位和混凝土澆筑垂直精度等方面出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)出現(xiàn)明顯位置偏移，對(duì)高層建筑的施工質(zhì)量與安全帶來威脅和影響。

2.2 單樁承載力不足

一般高層建筑的整體結(jié)構(gòu)安全性主要依賴于樁基礎(chǔ)的承載力，但是如果單樁的實(shí)際承載力明顯偏弱，在持續(xù)累加后必然會(huì)對(duì)高層建筑樁基礎(chǔ)的承載負(fù)荷造成影響，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。出現(xiàn)這一問題的主要原因，一方面在于樁基礎(chǔ)的末端沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)劃要求進(jìn)入到持力層，另一方面則是出現(xiàn)明顯的預(yù)制樁斷裂問題，無法保持受力均勻，必然會(huì)出現(xiàn)斷裂進(jìn)而造成單樁承載力下滑情況。除此之外，樁基礎(chǔ)的彎曲過大同樣也會(huì)造成承載力下降，需要結(jié)合實(shí)際情況，采取針對(duì)性解決措施。

2.3 樁澆筑時(shí)的頸縮

部分結(jié)構(gòu)形式的樁基礎(chǔ)在澆筑過程中，會(huì)出現(xiàn)明顯的頸縮問題，對(duì)樁基礎(chǔ)的總體實(shí)用性和美觀度等帶來顯著困擾。而出現(xiàn)這種情況的主要原因有兩方面，其一，沒有實(shí)現(xiàn)混凝土的充分灌注，在實(shí)際澆筑時(shí)，注漿管抽出過快或時(shí)間過早，導(dǎo)致內(nèi)部混凝土尚未實(shí)現(xiàn)全面澆筑，直接造成頸縮現(xiàn)象。其二，沒有對(duì)施工周邊區(qū)域的土壤土質(zhì)進(jìn)行有效勘察，導(dǎo)致在進(jìn)行灌注過程中，由于周邊土質(zhì)相對(duì)較為松散，混凝土持續(xù)向周圍擴(kuò)散，無法達(dá)到預(yù)期澆筑目標(biāo)。

2.4 易出現(xiàn)地基塌方事故

高層建筑在施工過程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)地基塌方問題，不僅極大程度上削弱了地基承載能力，甚至還會(huì)造成地基受損，使得后續(xù)施工的總體質(zhì)量、效率受到干擾和影響。同時(shí)，在地基施工過程中，如果沒有深入結(jié)合不同土層以及土壤質(zhì)地來制定不同的事故處理方案，會(huì)明顯增加因外力振動(dòng)因素而導(dǎo)致的地基變形，對(duì)總體施工進(jìn)度帶來嚴(yán)重影響。

3 現(xiàn)代高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的有效應(yīng)用

3.1 預(yù)制樁施工技術(shù)

預(yù)制樁施工技術(shù)主要是利用某種特定的打樁施工技術(shù)，將已經(jīng)提前預(yù)制好的基礎(chǔ)樁，在目標(biāo)定點(diǎn)的指引下，打入到設(shè)定好的點(diǎn)位和目標(biāo)區(qū)域中，從而有效發(fā)揮出樁基礎(chǔ)施工的根本目的。該技術(shù)具有操作方式簡(jiǎn)單方便、可以隨意控制施工周期等優(yōu)勢(shì)，利用提前準(zhǔn)備好的預(yù)制樁，可以大幅度縮減制作基礎(chǔ)樁的時(shí)間，縮減總體施工工期。同時(shí)，需要對(duì)預(yù)制樁的總體質(zhì)量做好優(yōu)化控制，除了要提高樁位測(cè)量精準(zhǔn)度和完善打樁工藝等環(huán)節(jié)之外，還需要盡可能選擇高質(zhì)量的預(yù)制樁，從而有效減少部分繁瑣的施工工藝，充分降低施工難度，促進(jìn)總體樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量提升。需要注意的是，在應(yīng)用預(yù)制樁施工技術(shù)的過程中，需要采用相應(yīng)的沉樁設(shè)備，將預(yù)制樁打入目標(biāo)位置，全面考慮可能出現(xiàn)的各種問題，并做好相應(yīng)的應(yīng)急處理預(yù)案，調(diào)整合適的打樁速度，有效減少對(duì)周圍地質(zhì)環(huán)境造成干擾和影響。預(yù)制樁施工技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)樁的質(zhì)量、規(guī)格、尺寸大小等具有統(tǒng)一要求，在施工前期要確保每個(gè)具體的單樁位置具有高度準(zhǔn)確性，并嚴(yán)格控制好單樁入土深度，使其定型后高度和垂直角度等保持良好的一致性[1]。預(yù)制樁施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為配筋率小，用料少，成本可控，有環(huán)保特點(diǎn)，方便人員施工，技術(shù)難度小。技術(shù)缺點(diǎn)表現(xiàn)為易引發(fā)灌注樁斷樁、縮頸、樁體上浮、沉降等問題。

3.2 靜力壓樁施工技術(shù)

作為針對(duì)預(yù)制樁的應(yīng)用技術(shù)，靜力壓樁施工技術(shù)需要借助相應(yīng)的施工設(shè)備，順利完成預(yù)制樁打樁與沉樁的任務(wù)。靜力壓樁施工技術(shù)總體操作較為簡(jiǎn)單，可以穩(wěn)定控制振動(dòng)與噪聲的波幅，降低對(duì)周圍環(huán)境的干擾和影響。顧名思義，靜力壓樁施工技術(shù)主要是借助相關(guān)設(shè)備自身的重量和樁架的配重，來獲取壓制預(yù)制樁的作用力，使其能夠順利到達(dá)預(yù)期設(shè)定的深度。該施工技術(shù)不需要消耗大量鋼筋以及混凝土，因此可以對(duì)施工進(jìn)度以及成本進(jìn)行有效控制。但需要注意的是，靜力壓樁施工技術(shù)由于自身的特殊性，經(jīng)常需要連續(xù)性作業(yè)，考慮到高層建筑本身樁基礎(chǔ)數(shù)量會(huì)相對(duì)更多，連續(xù)對(duì)其進(jìn)行靜力壓樁施工，容易造成周邊土層的破壞，具有一定的負(fù)面效果。靜力壓樁施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為施工簡(jiǎn)單，成本低，貫穿能力強(qiáng)，施工速度快，可以保持施工場(chǎng)地整潔。缺點(diǎn)表現(xiàn)為有擠土效應(yīng)、對(duì)施工場(chǎng)地耐力要求高、會(huì)引發(fā)樁裂縫、斷樁等問題。

3.3 振動(dòng)沉樁施工技術(shù)

振動(dòng)沉樁施工技術(shù)的目標(biāo)是預(yù)制管樁，提前將相應(yīng)的振動(dòng)器安裝到管樁的頂端，利用振動(dòng)的工程原理，結(jié)合管樁自身重量，順利實(shí)現(xiàn)打樁、沉樁的任務(wù)和目標(biāo)。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)相對(duì)成熟可靠，憑借簡(jiǎn)單的操作工藝、移動(dòng)便捷以及節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，為高層建筑樁基礎(chǔ)施工發(fā)揮重要的作用。但是因?yàn)樽陨砀哳l率振動(dòng)，容易在施工過程中產(chǎn)生較大噪聲問題。除此之外，振動(dòng)沉樁施工技術(shù)成本投入相對(duì)較高，經(jīng)濟(jì)性較差，所以當(dāng)施工地點(diǎn)處于城市中心地帶時(shí)，不建議使用振動(dòng)沉樁施工技術(shù)。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)能夠節(jié)約材料，可以節(jié)省成本，噪音小，施工工藝很簡(jiǎn)單，具有環(huán)保性能。但是樁徑小，單樁承載力小。

3.4 灌注樁施工技術(shù)

目前高層建筑樁基礎(chǔ)灌注樁施工技術(shù)出現(xiàn)頻率相對(duì)較多，采用多元成孔工藝，能夠有效發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)和作用。一般灌注樁成孔的方式相對(duì)較多，例如鉆孔、沉管以及干作業(yè)成孔等，從形式上大致可以劃分為機(jī)械和人工兩種。在應(yīng)用灌注樁鉆孔作業(yè)期間，需要對(duì)施工區(qū)域的土質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與分析，針對(duì)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)情況采取合適的施工技術(shù)，使其具有更高的施工質(zhì)量，為高層建筑后續(xù)施工提供可靠的支持與保障[2]。灌注樁施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，施工方便，方便現(xiàn)場(chǎng)加工，工藝很成熟，也很安全可靠。但是質(zhì)量控制難度很大，有大量的泥漿垃圾，并且對(duì)道路通行標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。以上幾種施工技術(shù)對(duì)比見表1。

4 高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用控制要點(diǎn)

4.1 提前做好充足且全面準(zhǔn)備工作

考慮到高層建筑本身結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件等差異性原因的影響，所應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的類型和施工方案存在十分明顯區(qū)別，因此，必須在高層建筑工程施工提前準(zhǔn)備階段中，為各個(gè)施工環(huán)節(jié)展開綜合性分析，并確保選擇的樁基礎(chǔ)技術(shù)可以得到有效展開。從地質(zhì)勘測(cè)和實(shí)地考察來看，在準(zhǔn)備開展建筑工程土建施工之前，需要派遣專業(yè)人員對(duì)施工區(qū)域以及周邊的土壤環(huán)境、地質(zhì)情況和氣候條件進(jìn)行勘察，并對(duì)可能產(chǎn)生影響的部分進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)上傳，共同探討問題的應(yīng)對(duì)策略。另外要確定施工的設(shè)計(jì)方案，充分結(jié)合建筑工程的條件、要求與施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，為樁基礎(chǔ)技術(shù)的運(yùn)用提供保障，還要顧及整體工程效率和質(zhì)量的全面提升。而且，因?yàn)楦邔咏ㄖ旧硭铇痘A(chǔ)數(shù)量較多，密集性高，所以在施工之前需要對(duì)其進(jìn)行明確統(tǒng)一，避免出現(xiàn)位置和質(zhì)量偏差等問題，施工人員需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)施工組織、設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化和完善，確保樁基礎(chǔ)施工有序進(jìn)行[3]。

4.2 加大樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量管控力度

為了確保樁基礎(chǔ)技術(shù)的質(zhì)量水平，需要從材料篩選和存儲(chǔ)到具體相關(guān)施工技術(shù)以及周圍環(huán)境等方面展開綜合性管理。在實(shí)施樁基礎(chǔ)技術(shù)過程中，需要確保所有基礎(chǔ)性材料以及相應(yīng)的成品有明確的合格檢測(cè)報(bào)告，來保障和證明其安全性與可靠性。結(jié)合施工區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)情況采取恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，提前在施工人員內(nèi)部展開技術(shù)交底的溝通和交流，遵守設(shè)計(jì)方案的要求來施工。另外在選擇施工設(shè)備的過程中，要盡可能結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況，確保其能夠更好地發(fā)揮自身的功能和作用。除此之外，還要做好施工技術(shù)人員的培訓(xùn)和教育，避免人為因素對(duì)樁基礎(chǔ)土建施工造成干擾和影響[4]。

4.3 選擇恰當(dāng)尺寸規(guī)模，強(qiáng)化施工安全管理

對(duì)于不同高層建筑而言，在應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的過程中，需要確保本身的承載力達(dá)到預(yù)期效果。因此，需要科學(xué)選擇適當(dāng)?shù)臉痘A(chǔ)尺寸規(guī)模，遵循經(jīng)濟(jì)性和性價(jià)比的相關(guān)原則，在確保樁基礎(chǔ)質(zhì)量的前提下，降低成本投入，避免對(duì)周圍環(huán)境造成威脅和影響，實(shí)現(xiàn)樁基礎(chǔ)施工的雙重目的與效果。除此之外，為了切實(shí)強(qiáng)化高層建筑樁基礎(chǔ)施工的安全管理力度，可以通過安裝醒目的警示標(biāo)語、設(shè)置豎向斜桿和立桿、優(yōu)化混凝土澆筑施工方案，以及做好地基加固和組織開展安全培訓(xùn)學(xué)習(xí)等措施，避免安全事故發(fā)生。

4.4 對(duì)樁基礎(chǔ)施工開挖作業(yè)提高重視

高層建筑樁基礎(chǔ)施工開挖作業(yè)期間，相關(guān)工作人員需要結(jié)合其本身的特點(diǎn)展開分析，并選擇更加科學(xué)合理的開挖方式，提高施工作業(yè)的總體質(zhì)量和效率。假設(shè)施工區(qū)域總體淤泥較多，可以采用人工挖掘的方式，搭配鐵鍬等工具，可以獲得較高的施工效率，而如果施工區(qū)域風(fēng)化巖石較多，則主要采用機(jī)械化設(shè)備來進(jìn)行打眼爆破，也就是說，需要結(jié)合實(shí)際情況，酌情選擇合適的開挖方式。另外，在開挖過程中要注意澆筑，及時(shí)按照預(yù)期施工方案進(jìn)行混凝土澆筑，確保其質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，避免出現(xiàn)一系列質(zhì)量問題。

4.5 及時(shí)處理好斷樁問題，科學(xué)埋設(shè)注漿管

斷樁作為高層建筑樁基礎(chǔ)施工過程中較為常見的問題之一，原因在于樁傾斜角度過大或受力面積過大。所以，要想解決斷樁問題，必須對(duì)其實(shí)際原因展開分析與判斷，注重各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在發(fā)現(xiàn)樁基傾斜或者斷裂等情況時(shí)，需要第一時(shí)間完成對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的全面檢查，并采取相應(yīng)的處理措施。另外，為了減少外界影響因素對(duì)注漿管的干擾，需要適當(dāng)控制好注漿壓力，在注水泥量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)之后，及時(shí)停止注漿。目前常見的注漿管多采用鍍鋅管，不僅成本相對(duì)較低，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)管道對(duì)接處的緊密閉合，增強(qiáng)注漿管道的封閉性效果[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著，技術(shù)特征明顯，未來發(fā)展空間和前景廣闊，將樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用在高層建筑中，能夠充分發(fā)揮技術(shù)作用，可以提供技術(shù)保障，充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值和作用，為高層建筑提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡(jiǎn)介]楊軍濤（1992—），男，山東青島人，本科，中級(jí)職稱，研究方向：施工技術(shù)。