高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)研究

李濤

【摘要】高層建筑基礎(chǔ)深、垂直高度大，施工難度大，地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)是整個(gè)高層建筑的重要基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量關(guān)系著高層建筑的安全性和穩(wěn)定性，因此必須做好高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工，優(yōu)化和完善施工技術(shù)，提高地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。本文簡(jiǎn)要介紹了高層建筑地基基礎(chǔ)施工中存在的問(wèn)題，分析了高層建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)，闡述了高層建筑樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；地基基礎(chǔ)；樁基礎(chǔ)；土建施工技術(shù)

近年來(lái)，城市人口大幅上漲，而土地資源日益緊張，為了滿(mǎn)足城市現(xiàn)代化城市發(fā)展要求，高層建筑的建設(shè)高度不斷增加，而這對(duì)于高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量提出了更高的要求。結(jié)合高層建筑地基處理過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)最佳的施工方案，采用科學(xué)合理的地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，提高高層建筑地基承載力，確保高層建筑地基基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，推動(dòng)高層建筑的可持續(xù)發(fā)展。

一、高層建筑地基基礎(chǔ)施工中存在的問(wèn)題

地基基礎(chǔ)施工水平直接關(guān)系著整個(gè)高層建筑的施工質(zhì)量，當(dāng)前在高層建筑地基基礎(chǔ)施工中容易出現(xiàn)以下幾方面的問(wèn)題：

1.塌方

在高層建筑地基基礎(chǔ)施工之前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員沒(méi)有進(jìn)行實(shí)地勘察，不了解地基基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，并且在地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中，沒(méi)有采取有效的地基加固處理，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)出現(xiàn)塌方問(wèn)題，嚴(yán)重影響整個(gè)高層建筑地基的承載力和穩(wěn)定性，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡。

2.地基保護(hù)不到位

在高層建筑地基基礎(chǔ)施工時(shí)，沒(méi)有采取有效的加固或者防護(hù)措施，例如，長(zhǎng)江以南地區(qū)的高層建筑地基基礎(chǔ)施工，由于地基土層很容易進(jìn)水，必須有針對(duì)性采取保護(hù)措施，來(lái)保障高層建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量。因此在高層建筑地基基礎(chǔ)施工之前，施工單位應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行地基基礎(chǔ)實(shí)地勘察，全面掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況[1]，對(duì)地基基礎(chǔ)做好充分保護(hù)。

3.施工管理水平低

高層建筑地基基礎(chǔ)施工單位的施工管理水平較低，沒(méi)有嚴(yán)格按照高層建筑地基基礎(chǔ)施工要求組織施工建設(shè)，一方面，技術(shù)人員沒(méi)有對(duì)施工人員和技術(shù)人員做好施工技術(shù)交底工作，存在著盲目施工、隨便施工等問(wèn)題；另一方面，施工工藝和施工技術(shù)落后，一些施工單位過(guò)度追求施工進(jìn)度，忽視施工質(zhì)量控制，導(dǎo)致地基基坑深度不符合施工設(shè)計(jì)要求，影響整個(gè)高層建筑地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。地基基礎(chǔ)處理關(guān)系著高層建筑后期所有工程項(xiàng)目的施工建設(shè)，因此施工單位必須嚴(yán)格把關(guān)地基基礎(chǔ)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)分析地基基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，有針對(duì)性的采取有效措施，全面提高整個(gè)高層建筑施工質(zhì)量。

二、高層建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

地基基礎(chǔ)處理質(zhì)量是影響高層建筑使用壽命和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。我國(guó)各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件不同，高層建筑地基基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)情況也不同，無(wú)論什么樣的地質(zhì)條件，都必須確保高層建筑地基基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的承載力，在地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中，做好地基加固處理，對(duì)于不符合施工要求的地質(zhì)土層，采用科學(xué)合理的地基處理技術(shù)，優(yōu)化和改善地質(zhì)條件，然后再進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工。

1.分層填土

在高層建筑地基基礎(chǔ)施工中，一些地質(zhì)土層的承載力小、遇水膨脹，嚴(yán)重影響地基基礎(chǔ)的承載強(qiáng)度和穩(wěn)定性。為了提高地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，減少地基沉降性，可采用高穩(wěn)定、高強(qiáng)度的施工材料替換這種軟土地基，通過(guò)分層填土的施工方式，將符合施工要求的土填入軟土地基中，在施工過(guò)程中防止地基土層出現(xiàn)縫隙或者孔洞，確保地基土層密實(shí)度嚴(yán)格符合高層建筑地基基礎(chǔ)承載力要求。

2.碾壓和夯實(shí)

為了提高高層建筑地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，在地基基礎(chǔ)施工時(shí)，可采用有效方式對(duì)松軟的地基土層進(jìn)行大沖擊力的碾壓和夯實(shí)[2]，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的地質(zhì)土層情況，確定合理的碾壓次數(shù)，結(jié)合不同的施工方法，可采用機(jī)械碾壓法和振動(dòng)夯實(shí)法來(lái)處理地基基礎(chǔ)，最大程度地減少高層建筑地基基礎(chǔ)的沉降量。

3.使土壤固結(jié)

由于土壤的液化性，地基土層中經(jīng)常含有一些水分，在很大程度上影響了高層建筑地基基礎(chǔ)的承載強(qiáng)度。在地基基礎(chǔ)施工中，將水分全部排出，地基土層會(huì)自動(dòng)固結(jié)，可有效提高地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性。因此在高層建筑地基基礎(chǔ)處理過(guò)程中，可采用科學(xué)合理的排水技術(shù)，將地基土層中的大量水分排出，降低地基基礎(chǔ)的沉降量，提高地基土層的承載力。這種施工方法，經(jīng)濟(jì)實(shí)用、操作簡(jiǎn)單，可廣泛的應(yīng)用在高層建筑地基基礎(chǔ)施工中。

4.采用化學(xué)方法

在高層建筑地基基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)，向地基土層中加入堿液、丙烯酸銨、水泥漿等化學(xué)物質(zhì)，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，這些物質(zhì)可以將地基土體有效粘結(jié)起來(lái)，從而改善地基基礎(chǔ)土層性質(zhì)。例如，某高層建筑地基基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)有大量的膨脹土層，施工人員可以向地基土層中加入適量的親水礦物質(zhì)和石灰粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，改變膨脹土的性質(zhì)，提高膨脹土層的強(qiáng)度和承載力。根據(jù)高層建筑地基基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，還可以采用深層攪拌法、灌漿法和噴漿法等，有效提高高層建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量。

三、高層建筑樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)

樁基礎(chǔ)是高層建筑地基施工應(yīng)用比較廣泛的一種基礎(chǔ)類(lèi)型，如果施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)比較松軟，利用普通的基礎(chǔ)處理方法無(wú)法滿(mǎn)足高層建筑對(duì)地基穩(wěn)定性、變形和強(qiáng)度的要求，這時(shí)可采用樁基礎(chǔ)，在地基基礎(chǔ)中插入幾根樁，如圖1所示，將高層建筑荷載通過(guò)樁基礎(chǔ)傳遞到更深的巖層或土層，提高高層建筑地基基礎(chǔ)的承載能力。當(dāng)前，高層建筑樁基礎(chǔ)主要有鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、樹(shù)根樁、預(yù)制樁等[3]。

圖1樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖

按照施工方法的不同，高層建筑樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)可以分為靜力壓樁施工技術(shù)和振動(dòng)沉樁施工技術(shù)。靜力壓樁施工技術(shù)是指靜力壓裝機(jī)江在自重和樁架配重作用下，利用反力將樁基礎(chǔ)壓入地基土層中，在應(yīng)用靜力壓樁施工技術(shù)時(shí)，由于作用力在破壞地基土層結(jié)構(gòu)的同時(shí)，地基土層也會(huì)產(chǎn)生一定的反作用力，因此應(yīng)盡量連續(xù)施工操作，這種施工技術(shù)在粘土層地基中應(yīng)用廣泛，具有質(zhì)量可靠、工藝簡(jiǎn)單、噪音小、造價(jià)低等特點(diǎn)。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)主要是將振動(dòng)器固定在樁頂部，使樁基礎(chǔ)在自身重力和振動(dòng)效果的綜合作用下，逐漸下沉到地基土層，施工操作比較簡(jiǎn)單，具有良好的打樁效果，可明顯提高高層建筑地基基礎(chǔ)施工效率，降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少施工成本。

在高層建筑樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，應(yīng)合理設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)的樁長(zhǎng)和樁型，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料中的相關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)多種的樁長(zhǎng)和樁型施工方案，再綜合考慮實(shí)際施工操作的切實(shí)可行性、樁基沉降量、地基承載力以及施工過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，選擇最佳的樁基礎(chǔ)施工方案。在樁基礎(chǔ)施工之前，要進(jìn)行試樁，確定合理的樁長(zhǎng)和樁型，并且采用科學(xué)合理的施工方法，例如增加承臺(tái)高度和拉梁高度、配筋等，解決樁基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)的偏心問(wèn)題，使樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量嚴(yán)格滿(mǎn)足高層建筑施工設(shè)計(jì)要求。

結(jié)束語(yǔ)：

地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工是高層建筑施工建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量直接影響著整個(gè)高層建筑的安全性，因此必須加強(qiáng)高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，結(jié)合高層建筑地基施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用科學(xué)合理的地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，有針對(duì)性地處理地基基礎(chǔ)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，減少地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中的安全隱患 ，提高高層建筑的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]余宏. 淺談高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)[J]. 科技風(fēng)，2011，22：169-170.

[2]姚樹(shù)太. 淺談高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)[J]. 中華民居（下旬刊），2012，12：67-68.

[3]胡裔賢，林海嵐. 高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)研究[J]. 硅谷，2013，05：133+148.