超高層建筑中風化泥質砂巖層地基施工技術

摘要：超高層建筑施工中，地基施工成為整個施工工程的重點內容，因為在地基施工中會遇到各種各樣的土層，比如本文研究的中風化泥質砂巖層，如果地下水滲入巖層，將會影響地基的安全性，因此面對這種地基類型，最重要的就是降水。本文首先以某超高層建筑施工為例，概述了其施工特點;其次介紹了施工工藝原理;最后探討了其施工步驟，僅供交流。

關鍵詞：超高層建筑;中風化泥質砂巖層;地基;施工技術

在該工程制定方案之初，施工人員決定采用井點群井降水方法來完成降水的任務，但是經過檢驗方式，這種方式并不能將所有的地下水排除干凈，因此還需要采用挖掘明溝的方式來進行第二次排水，經過檢驗發現，將兩種方法結合起來使用，效果明顯，但是因為高度過高，所以在施工期間要注意箱形基礎的質量，在挖掘明溝時，也需要采用切割機，以此來保證挖掘的深度。

一、工程概況

某工程是某地區的標志性建筑，屬于一項重點工程。該工程的建筑總面積達到9萬平米以上，高度為188m，主要分為地上45層、裙房部分3層以及地下結構2層，屬于超高層建筑。該建筑的地基部分采用的是箱形基礎進行施工，該基礎中，底板采用的是厚為1.8m的鋼筋混凝土筏板，結構形式采用的是型鋼混凝土筒中筒結構;建筑的裙房部分是采用的獨立柱基進行施工，結構形式為現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構。在該工程中，主樓部分以及裙房部分的基礎埋深分別是17.500m、11.550m。

二、工程特點

從上述工程概況中，筆者能夠發現一個非常明顯的問題，即高度過高，盡管面對188m的高度，施工人員選擇使用箱形基礎，并且將這種基礎施工方式與天然基礎有機融合，具有明顯的優勢，在解決高度問題的同時，也能夠減少工程成本支出，但是盡管如此，也需要多加注意，因為在鋼混凝土結構施工期間，箱形基礎容易發生各種問題，尤其是其自身質量不能保證的情況下，出現問題的可能性更大，所以在施工之前，需要對地基持力層進行詳細認真的分析與總結，最終制定出工程方案。

三、超高層建筑中風化泥質砂巖層地基施工工藝原理

中風化泥質巖層在建筑工程施工中經常會遇到，因其這種地基的特殊性，再加之建筑工程屬于超高層建筑，高度過高，因此需要選擇使用特殊的施工方法，通常情況下，面對這種基地，一般會選擇兩種施工技術方法，一種是井點群井降水法，另一種是明溝排水法，因本工程比較特殊，所以施工人員最終決定將兩者結合起來使用，其具體的施工工藝原理如下：

第一，相關施工人員應該對該超高層建筑地基情況進行充分的調查，了解具體情況，依據情況分析結果，設置排水設施，通過調查了解，該超高層建筑工程地下水主要呈現出階梯型的分布方式，另外，地基持力層上面覆蓋的土層其含水量非常高，在這種情況下，使用井群井降水法最為合理;第二，即便相關人員已經設置排水設施，但是因為土層含水量過高，因此無法阻止所有的進入到中風化泥質砂層中，另外，因為水源的流向沒有固定的方向，所以單獨使用上述方法并不能完全的解決問題，因此還需要挖掘明溝，進行第二次排水，將有可能進入到中風化泥質砂層中的水都通過這條明溝排走，以此來解決該超高層建筑中地基所面臨的問題。但是因為該工程地基土質十分堅硬，普通的工具無法完成挖掘的任務，所以需要使用專門的挖掘工具，挖掘結束之后，由人工來清理基坑，進而使得水流能夠完全的排出。

四、工藝流程及操作要點

1、工藝流程

根據設計圖紙來制定施工方案，施工開始之前對施工方案進行仔細的研究，確定使用上述兩種方法之后，即可開始挖掘基坑。其主要的施工流程概括如下：第一，測量放線，以此來保證基坑邊線正確，與此同時做好標高的控制工作;第二，基坑井點降水施工;第三，進入到基坑的挖掘環節;第四，建立基坑支護體系，支護體系搭建完成之后，進入到下一施工環節，即第五步標高抄測，至此井點降水施工基本結束，進入到挖掘明溝的施工環節中，首先，利用切割機來切割地基持力層;其次，切割結束之后人工來清理基槽。完成上述兩個步驟之后，整個超高層建筑中風化泥質砂巖層地基施工基本技術，但是需要注意的是，需要對地基承載力進行再一次的復核考察，正式開始地基的施工工序。

2、井點選擇布置

該超高層建筑工程地下水主要呈現出階梯型的狀態，并且其屬于潛水類型，地基中的含水層全部都處在卵石層中，而且主要位于持力層的上方，該含水層滲透系統達到了每天50m，根據監測其水流大致沿著東南方向流動。該超高層建筑工程地下水大部分來源于雨水，以下部分來自于地表水，其主要是徑流的方式來泄流。在選擇井點時，需要根據工程的基礎埋深以及地下水埋深進行分析，最終計算出地下水位的降深，為了達到設計的要求，并不浪費資源，我們可以選擇的方式有兩種，一是多層輕型井點，二是管井井點降水。由于該工程處于市中心，施工面積相對比較狹小，因此可以用管井井點降水措施更能滿足降水的要求。

3、基底明溝排水

根據分析，建筑主樓部分的地基土層處于中風化泥質砂巖層，雖然這種土層密實度高，并且堅硬，可以當做防水板來避免出現滲透的情況，但是這種土層畢竟存在一定的縫隙，這就意味著會有少部分的水流入到其中，因此，為了提高地基部分的安全系數，我們必須要在基坑內開挖明溝排水，以達到二次排水的效果。

4、地基施工

將基底部分進行合理的劃分，然后根據各個不同的區域進行基坑的清理，等到清理好一個區域之后，施工人員可對其澆筑混凝土，作為墊層，這樣做的目的是為了防止該區域受到外界條件的影響，從而降低持力層的堅硬度與密實度，而沒有清理的區域，可以利用塑料布進行遮掩，防止水流對其的軟化;（2）采用切割機與人工相配合的方式來清理基坑。首先，將巖層分為大小均勻的網格，然后采用切割機進行切割，最后再采用人工的方式進行挖掘。

5、地基承載力復核

5.1試驗方法

主樓箱形基礎面積約為2200mz。荷載試驗共設3個點，在基坑內均勻分布，采用平臺堆載裝置進行試驗;所有儀器儀表在試驗前均進行整柵標定;試驗加載方式采用慢速維持荷載法，即逐級加載，每級荷載下樁頂沉降達相對穩定后才能施加下一級荷載。共分12級加載，分級加載200kPa。最大加荷2400kPa;沉降觀測：每級加載后間隔10，10，10，15，15min測量一次，之后每隔30min測量一次并記錄;出現下列情況時，可終止加載：

承壓板周圍的土明顯側向擠出;沉降急劇增大，荷載沉降曲線出現陡降段;在穩定荷載下，24h內沉降速率不能達到穩定;沉降量與承壓板直徑之比不小于0.06;達到反力裝置的最大承受能力;達不到極限荷載，而最大加載已達到要求的極限殍戡力。

5.2試驗結果

試驗點的荷載值都超出設計要求荷載800kPa，即中風化泥質砂巖層可作為天然地基。本工程采用深基坑降水方式進行排水，基礎開挖施工至接近基底標高時采用切割機配合人工清槽的方式進行施工，操作簡便易行，適宜大面積推廣。

五、結語

綜上所述，可知雖然本工程只是一個特殊的案例，但是對其他超高層建筑地基施工具有一定的借鑒作用，尤其是降水方法方面。井點群井降水的方式操作簡單，而且成本支出并不高，因此當遇到風化泥質砂巖層類型的地基時，完成可以采用這種方法，如果這種方法不能滿足要求，可以將其與明溝排水相結合使用，以此來達到降水的目的，最終使地基承載力達到工程要求。

參考文獻：

[1]羅明浩." 水墜砂法處理地基施工技術[J]. 中外建筑. 2001（06）

[2]丁鐵牛." 建筑施工中的地基施工技術論述[J]. 現代裝飾（理論）. 2014（01）

[3]孫建華，王凱." 建筑地基施工的加固分析[J]. 中華民居（下旬刊）. 2014（05）