淺析高層建筑地基基礎施工方法

【摘 要】在高層建筑結構體系中，地基基礎是最重要的組成部份，它關系到高層建筑整個結構的安全問題。而且，高層建筑的地基基礎屬于地下隱蔽工程，在工程竣工后比較難檢查，如果在使用后發生事故，很難補救，造成的后果比較嚴重，因此應當加強和提高高層建筑地基基礎的施工方法，保證高層建筑的安全。

【關鍵詞】高層建筑；地基基礎；施工方法

地基基礎的施工至關重要，它是高層建筑工程質量的最重要的保證。地基基礎的施工，要根據工程地質、結構類型及其使用設備進行綜合分析，采用最科學、最合理的施工方法，并在施工過程中采取各種有效的措施，確保工程的質量。

1、高層建筑地基基礎概念及其特點

1.1高層建筑的地基基礎概念

在高層建筑的建造過程中，所有的建筑負荷都由地層來承擔，影響高層建筑物負荷的那部分地層被稱之為地基，向地基傳遞負荷的下部結構被稱為基礎。

1.2高層建筑的地基基礎的特點

跟一般中低層建筑相比，高層建筑的地基基礎具有以下特點：一是工程造價更高。由于高層建筑的負載比中、小層建筑要大得多，對地基基礎的要求也更高，需要更準確更深入地全面分析地基的地質情況，采用最科學的方案來建造，才能做到既安全可靠，又經濟合理；二是對地基承載力的要求更高。高層建筑不僅要承受垂直方向的載荷，也要承受水平方向風力的影響和地底地質活動的影響，因此，它對地基基礎的不均勻沉降很敏感，對地基基礎的要求更高。三是地基基礎處理的深度更大，需要使用更加先進的設備和方法，才能滿足它的使用要求。

2、高層建筑地基基礎的施工方法

2.1高層建筑地基的加固方法

（1）換填墊層法

換填墊層法，即用強度較強、穩定性更好的材料，來替換原始地基的土層，提高地基的強度和減少沉降量。主要用于土質較潮濕、膨脹性較大的軟弱土層和不均勻地基的處理。主要用來加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮，提高地基承載力，減少沉降量。施工時，先挖掉原始的地基土層，再把水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等和水攪拌混合起來，分層回填，確保回填層的密度符合要求。

（2）強力輾壓、夯實法

強力輾壓、夯實法，是利用輾壓設備或起重機械，對地基土層進行反復輾壓、鍾打，使地基變得更加密實，從而使地基更加堅固。主要適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基的處理，用來提高地基土層的強度，減少壓縮性，改善土體抗振能力和抗液化能力，消除濕陷性。

（3）土層固結法

土層固結法主要用來提高地基的承載力，降低沉降量，分兩種：一是抽水固結法，即利用真空原理，用抽水裝置把地基土層中的水分抽走，使其加速固結。用于比較松軟的粘土地基的處理；二是化學固結法，即在地基的土體中加入水泥漿、丙稀酸鈉、石灰水等化學物質，使其和土體起反應而粘結起來。用于高膨脹性土體地基的處理。

2.2高層建筑樁基礎的施工方法

當天然地基或人工地基的承載強度或沉降量達不到設計要求時，可以采用樁基礎。樁基礎的形式很多，目前常用的主要有三種：

（1）混凝土預制樁

混凝土預制樁，主要應用在持力層層面起伏小的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。

靜壓法施工方法：第一，測量放線。在不影響打樁的前提下，在樁基施工區域附近設置2個以上的控制樁與水準點，軸線控制樁應設置在距外墻樁5到10米處，以控制樁基軸線和標高；第二，樁機就位。按照打樁順序將靜壓樁機移到樁位上對準樁位，并將靜壓樁機調至水平、穩定，以確保在施工過程中不會發生傾斜和移動。第三，起吊預制樁。應先保證混凝土預制樁的混凝土強度達到設計強度的70%方可起吊，起吊預制樁時，將預制樁吊至靜壓樁機夾具中，對準樁位并夾緊后放入土中，待調節樁垂直度調整到符合要求后，再將靜壓樁調至水平并穩定。第四，穩樁。樁尖插入樁位后，移動靜壓樁機時樁的垂直度偏差不得超過0.5%，并使靜壓樁機處于穩定狀態。第五，壓樁。壓樁時應當保證混凝土預制樁的混凝土強度達到設計要求的100%，并注意儀表變化和記錄。第六，接樁，接樁采用焊接方法。第七，送樁，如設計要求送樁，將樁送至設計標高。

鍾擊法施工方法：第一，測量放樣樁。由測量人員將樁位通過軸線控制點逐個施放在打樁現場，并在樁位中心點上打入一支Φ6長約30厘米的鋼筋，使其露出地面5～8厘米，作為樣樁；第二，樁機就位。打樁機對準樁位，保證垂直穩定，在施工中不發生傾斜、移動；第三，起吊預制樁。先用鋼絲繩等索具捆住樁上端吊環附近處（一般不宜超過30cm），再吊起預制樁，將樁頭部分插入樁帽內，并使樁就位。樁就位后必須對樁進行對中和調直。“調直”，就是通過調整，使樁身處于水平垂直狀態，并且使樁身、樁帽、樁錘的中心線成一直線。第四，穩樁。樁尖插入樁位后，先用較小的落距錘1～2次，使樁進入到一定深度，并保持樁的垂直穩定。樁的垂直度偏差不得超過0.5%，否則必須用經緯儀或線墜進行雙向校正；第五，打樁。剛開始打樁時，應該選用較小的落距，等樁打入一定深度，驗明樁身穩定、樁尖不容易發生偏斜后，再按正常施工的落距打樁；第六，接樁。在樁長不夠時，應采用焊接方法接樁，接樁時一般在距地面1m左右時進行。上下節樁的中心線偏差應控制在10mm以內，節點折曲矢高不得大于1‰樁長。樁接頭焊接好后，必須等焊接處冷卻后才能繼續錘樁；第七，送樁。當沉樁達不到設計高程，或者樁錘的高度不夠無法沉樁時，可以采用送樁器來送樁，送樁時送樁器的中心線與樁身的中心線必須保持一致。若樁頂不平，應用麻袋或厚紙墊平。送樁留下的孔應立即進行回填密封；第八，收錘。在停錘之前，施工人員必須要詳細記錄各種沉樁信息，只有確認已經達到停打控制條件，才能收錘停打；第九，檢查驗收在每根樁在樁頂打到符合貫入度要求，樁尖標高進入了持力層，接近設計標高或打至設計標高時，都必須進行中間驗收。在施工時，一般應控制最后三次十錘的貫入度不大于規定的數值，或者控制樁尖打至接近或等于設計標高。驗收合格后，必須填好施工記錄。如發現樁位與要求相差較大時，應會同有關單位研究處理，然后移樁機到新樁位。

（2）鋼樁

鋼樁施工方法如下：第一，先在導向船上拼制好圍籠，然后拖運到墩位，接著將圍籠下沉、接高，待沉至設計標高時用定位船定位；第二，先在圍籠內插打定位樁，接著將圍籠固定在定位樁上；第三，在圍籠上搭設工作平臺，并安裝打樁設備；第四，沿著圍籠插打鋼樁，組成防水圍堰；第五，完成全部基樁的施工；第六，用吸泥機吸泥，開挖基坑；第七，灌注混凝土封底；第八，待封底混凝土達到規定強度后，抽水，修筑承臺和墩身直至露出水面；第九，拆除圍籠，拔除鋼樁。

鋼樁工程的費用比較昂貴，一般不建議采用。當場地的硬持力層特別深，只能采用超長摩擦樁時，如果采用混凝土預制樁或灌注樁難以保證工程質量，此時可考慮采用鋼樁。鋼樁一般應用在持力層較硬的土層或風化巖層。

（3）沉管混凝土灌柱樁

沉管灌注樁適用于以下地基中：持力層層面起伏較大，而且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土。樁群密集、靈敏度較高的軟土地基不能使用沉管灌注樁。

沉管混凝土灌柱樁施工方法：首先，將套管保持正確位置再打入土中，如果發生傾斜或者歪斜必須馬上糾正；其次，灌注混凝土；再次，拔管振動。拔管時應遵循“先振后拔，滿灌慢拔，邊振邊拔”的原則：在拔管前，必須先振動套管，在確認樁靴活瓣已經張開，并且鋼筋混凝土已脫離，混凝土已經從套管中流出時，方可進行拔管操作。拔管的速度要控制在每分鐘1.5米以內，在軟土中時控制在每分鐘0.8米以內，然后邊振邊拔，為了防止套在管內混凝土被吸往上拉而縮頸，每拔0.5米就應當停拔，待振動片刻后接著再拔，如此周而復始，反復進行，直到套管全部拔出；最后，放下鋼筋籠，灌注成功。

3、結論

隨著現代高層建筑的不斷發展，建設高度越來越高，對高層建筑的施工質量的要求也越來越高。在高層建筑地基基礎的施工過程中，對施工方法必須綜合考慮，選用最合理、最科學的施工方法，并加強對施工現場的監管，切實保障高層建筑的安全性和穩定性。

參考文獻：

[1]張素芳.淺議高層建筑地基基礎施工方法[J].城市建設理論研究，2011（13）.

[2]余宏.淺談高層建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術[J].科技風，2011（22）.