高層建筑工程基礎施工

向文超

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

高層建筑工程基礎施工

向文超

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

20世紀以來，隨著世界人口加速的增長，城市住房特別是是大城市住房緊張的問題越來越嚴重，傳統的多層住宅已不能滿足人們的住房需求。在這種情況下，高層建筑越來越受到人們的親睞。高層建筑成為城市發展的趨勢，其中最明顯的一個優勢就是提高了土地利用率，節約了土地資源。同時，對于居住在高層的人而言，能有一個良好的視野，而且通風和日照條件好。

高層建筑；發展趨勢

1 引言

高層建筑施工的特點可以歸結為：“高”，“深”，“大”，“長”，“密”等幾大特點。高，是指施工技術要求高，高層建筑以鋼筋混凝土為主，并逐步發展鋼和鋼混結構；深，是指基礎埋置深度深；大，是指高層建筑體量大，工程量大；長，是指高層建筑施工周期長，高層建筑平均施工的周期都在兩年左右；密，是指高層建筑施工條件復雜。而基礎施工也成為高層建筑工程不可或缺的重要組成部分。

2 基礎施工內容

2.1 基坑挖土

基坑挖土時是基礎工程的重要部分，對于土方量較大，基礎工程工期的長短在很大程度上土方開挖的速度，另外支護結構的強度和變形控制是否滿足要求、降水是否達到預期的目的，也要靠挖土階段的施工來滿足。

2.1.1 土方開挖方案

基坑土方開挖方案的選擇，首先要明確合理的技術標準、相關的規范和規程，并且要考慮基坑穩定性和支護結構的安全性，并結合當地的地質情況、氣候條件、施工的條件和周圍環境等確定合理、方便、安全和經濟的開挖方案。

2.1.2 開挖施工常見問題

挖掘前，要確定地址條件的穩定性，確認該土質是否適合展開施工，否則一些脆弱的土質，即使勉強完成挖掘也會造成地質損害，存在嚴重的安全隱患。要根據事前土質測量來制定嚴格的挖掘順序，否則會給土層造成嚴重的危害，導致事故的發生。挖掘中坡體的滑落一定要引起重視，否則會導致嚴重的基坑問題，發生安全事故，得不償失。

2.1.3 土方開挖施工

土方開挖的原則是分層挖掘，將基坑劃分為幾個重要的施工階段，按照層級進行挖掘才能保證基坑挖掘時的安全性，也有利于施工操作。在開挖時，應該考慮到土石的運輸問題，計劃好運輸土方的路線和方向，防止大量的土方堆積，給施工的后續工作造成不便。土方開挖過程中最重要的技術問題就是挖掘機械在作業過程中的路線和相互避讓的問題，這需要熟練的施工技術人員來操作和執行。

2.2 深基坑的支護

2.2.1 深基坑支護的設計

（1）基坑支護結構一般由垂直擋土結構和水平支撐結構組成，根據不同的建筑類型、基坑深度及重要性，基坑的支護設計也不盡相同。設計方案必須滿足以下兩方面要求：保證邊坡穩定及周圍建筑物設施、地下管線設施安全，不得引起擬建物周邊主路干道開裂，影響施工區交通；確保基坑開挖順利進行，并提供足夠的地下室施工作業空間。另外基坑支護設計方案還要適當考慮其經濟性。

（2）根據基坑的等級與重要性系數確定基坑的支護類型及合適的土體物理力參數是基坑支護設計的一大難點，土壓力的大小與基坑支護結構安全性能是緊密相連的，基坑開挖的一大特點是必須邊開挖邊支護，支護緊跟開挖，在開挖的過程中土體內的摩擦角、粘聚力、含水率等重要參數量都不是定值，在開挖的過程中是時刻變化的，因此增加了結構受力計算的難度。

（3）對基坑開挖后的空間效應考慮全面。比如在拐角1/3～1/5基坑邊長內，可以適當減少樁長與配筋，但拐角處應設置角撐與斜撐。同時要注意巖土地質不良的區域要適當加強支護。

2.2.2 深基坑支護施工的分類

深坑基支護結構形式類別常見的有以下幾種：

（1）水泥土墻支護。水泥土墻支護技術具有施工相對簡單、投資經濟等特點，適用于基坑開挖深度不超過7m、基坑周邊土體允許有較大位移、坡頂超載不大于20kPa的基坑支護。所以在建筑淺基坑支護上有著很廣泛的應用。

（2）深層攪拌水泥土樁支護。用水泥作為固化劑，用攪拌機將地基土和水泥進行拌合使兩者搭接，經過一系列物理化學反應后硬化，進而達到坑基支護墻的強度要求的過程就是深層攪拌。

（3）地下連續墻。地下連續墻適用于嚴格止水要求以及各類復雜土層的支護工程并能適用于任何復雜環境中，因此廣泛用于城市密集區基坑支護施工。

（4）土釘墻支護。這種支護方式主要用于土質情況較好的基坑支護，類似于邊坡掛網噴混凝土的支護形式，施工工藝簡單，操作方便。

（5）旋噴樁墻支護。旋噴樁墻支護屬于樁墻支護方式的類別，不同在于：一是利用旋轉噴嘴進入鉆桿端部，在地基上提升時把水泥固化劑等噴入于地基土混合一起形成擋土效果。

2.2.3 高層建筑深基坑支護安全施工技術

高層建筑深基坑支護工程非常復雜，為了保證施工安全，高層建筑工程的深基坑支護必須要有專項的施工方案，并且要對深基坑支護技術進行討論、研究，要有前期風險的預估與評測。具體應從以下幾個人方面入手：

（1）施工前，根據地質水文資料、基坑設計文件等完成對基坑降排水工程的檢查，確保其達到預定的要求之后，才可以進行深基坑土方的開挖。在基坑的合適位置設置積水井或排水溝進行地下水的引排，這樣可以及時抽出基坑內積水，使深基坑工程施工時不受積水的影響。在深基坑四周區域也要采取排水措施，杜絕地表水滲入基坑四周進而流進基坑內。

（2）高層建筑工程深基坑開挖時要遵循以下原則：自上而下，分層開挖、先撐后挖、邊挖邊撐以及嚴禁超挖，在此基礎上也要確保施工的連續性，確保基坑支護的暴露時間最少。

（3）在基坑邊緣盡量不要堆放施工建筑用材以及開挖的土石方，土石方要放到基坑邊緣的2m之外，高度也不能超過1.5m。同時支護好深基坑坡道位置，并且對其進行必要加固，確保挖土設備以及運輸車輛的進出安全。在坑內必須設置通道，這樣能夠使施工人員在緊急情況下迅速安全撤離現場。

（4）施工人員在平整場地、修整坡面或者清理坑底等施工內容需要使用機械設備時，注意操作安全要保持處于施工機械的回轉半徑之外。

2.3 樁基礎施工

2.3.1 施工準備

高層建筑樁基礎的施工，往往會遇到施工現場既有障礙物的問題。因此樁基礎施工時，應事先將施工現場所有可能影響生產操作的“障礙”清除，以此保障項目施工安全、有序的進行，提高施工效率。

2.3.2 施工放線

施工操作、機械運行、組織活動可能影響場地內各控制點的準確性，故應對軸線和實際位置進行復核。首先確定場內的控制線，為布樁位置的確定提供軸線、尺寸等數據參數。施工的過程中，嚴格控制成樁標高，樁體施工完畢后進行各位置標高的測量、記錄。施工所采用的水準點，應在3個以上，以高層建筑的高程加以控制。

2.3.3 樁基礎的施工技術要點

（1）預制樁的施工：是用錘擊、靜壓、振動或水沖等沉入方法將樁打入土中。

（2）灌注樁的施工：灌注樁則是在施工現場的樁位上成孔，然后在孔內放入鋼筋籠、灌注混凝土而成。

綜上所述，高層建筑樁基礎的施工，受地質結構、自然條件、周邊環境等多種因素影響，為保證施工質量及安全，必須事先深入工程現場進行全面、系統的勘察、測量、放線以及分析研究，以保證各項數據、參數、指標的準確性，綜合考慮項目自身的特點與要求，合理選擇具體的施工技術、工藝、方法，從而確保樁基礎的施工能夠滿足設計要求。

2.4 大體積混凝土工程

大體積混凝土施工灌注時可以采取階梯式的平面和跑道式的灌注方法，能有效地降低大體積混凝土的升溫，克服了混凝土中產生的冷縫現象，在施工中取得良好的效果。

2.4.1 施工前的準備

為了確保施工進度和施工質量，施工前我們在現場進行了認真的調查和對施工方案反復的進行了討論，并做出了充分大量的準備工作。如可能產生的道路堵塞、可能造成的停電、停水、及現場設備出現故障等均相應地做好了應急的準備工作。

2.4.2 施工過程控制

（1）混凝土的拌合

混凝土拌合是混凝土施工的第一個環節，也是十分關鍵的一個環節，只有生產出優質的混凝土，后期施工控制才有意義。①做好施工配合比設計、施工配合比換算。②配料稱量必須準確。③混凝土攪拌時間必須控制準確，不得過長、也不得太短。

（2）混凝土運輸

基坑混凝土澆筑方量一般都很大，施工持續時間較長，混凝土澆筑又必須連續，不得中斷，因此混凝土的運輸也至關重要。應該選擇最優線路盡量減少運距，避免因運距過長而影響混凝土質量，另外要提前規劃好交通高峰期的混凝土運輸工作，確保混凝土澆筑的連續不間斷。在高溫、降雨天氣施工時，在混凝土攪拌車的大罐上覆蓋濕草袋，起到降溫的作用，如果是敞篷自卸車需用彩條布遮擋。

（3）混凝土澆筑

澆筑是高層建筑大體積混凝土工程施工過程的重要環節。在大體積混凝土內部設置循環冷卻水管是一種十分有效的措施。在炎熱的夏季施工時應該采取遮陽、降溫措施。混凝土振搗應該快插慢拔，振搗必須密實分層振搗時振搗上一層混凝土時應該插入下一層混凝土5～10cm。

（4）混凝土養護

大體積混凝土在澆筑完成后應該及時養護，夏季施工時應該采取灑水濕潤養護，冬季施工時應該采取保溫保濕的養護措施。養護期間應該關注混凝土的內外溫差，確保內外溫差不得大于25℃。大體積混凝土養護時間不得少于14d。

3 結論

萬丈高樓從地起，可見基礎施工是高層建筑施工中非常關鍵的過程。基礎是整個房屋結構的重要組成部分，其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20～30％、總工期的30～40％左右。因此對基礎各個施工階段的控制及整個過程的施工技術要求，都要嚴格依據國家施工規范、行業技術標準及施工技術方案進行，并對之予以全面、細致、科學、切實的組織和管理，以期按時、高效、優質地完成高層建筑的施工任務。

[1]李文淵.土木工程施工（第三版）.華中科技大學出版社，2013，9.

[2]徐偉，胡曉依，劉勻.高層建筑施工.武漢理工大學出版社，2003，12.

[3]陶聿君；對深基坑工程支護技術的論述[J].四川建材，2006（4）.

[4]張雪松.建筑基坑支護工程安全的影響因素分析[J].黑龍江科技信息，2007（13）.

TU753

A

1004-7344（2016）02-0309-02

2015-12-30

向文超（1987-），助理工程師，本科，主要從事技術、質量管理工作。