城市高層建筑地基工程的施工技術及其處理分析

李金波 大元建業集團股份有限公司

一、城市高層建筑地基工程建設存在的主要問題

1.壓縮不均勻沉降的問題。房建不可避免的問題是沉降問題，這一直是專家學者研究的課題之一。當地基在上部結構的自重及外荷載作用下產生過大變形時，會影響建筑物的正常使用，特別是超過規范所容許的不均勻沉降時，結構可能會開裂。

2.強度及穩定性問題。地基的強度問題直接決定了房建的質量好壞，當地基的抗剪強度不足以支撐上部結構的自重及外荷載時，地基就會產生局部或整體剪切破壞。

3.由于動荷載引起的地基問題。當遇到不可避免的因素，例如地震或爆破等時，這種動載荷動力會引起地基土、特別是飽和無黏性土的液化、失穩和震陷等。

二、城市高層建筑地基工程主要的施工技術分析

1.樁基施工技術分析。樁基在城市高層建筑地基工程中適用于濕陷性黃土層厚度不小于10m，且當上部結構荷載大并集中的建、構筑物；對整體傾斜有嚴格限制的高聳結構；對不均勻沉降有嚴格限制的甲類建筑、塔型設備基礎等主要承受水平荷載和上拔力的建筑或基礎等，均應從完全消除濕陷性考慮，可選用樁基。濕陷性黃土場地采用樁基礎，樁端必須穿透濕陷性黃土層，并應滿足以下要求：在非自重濕陷性黃土場地，樁端應支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中；在自重濕陷性黃土場地，樁端應支承在可靠的巖（或土）層中；選用樁的類型時，應根據工程需要、場地濕陷類型、濕陷性黃土層厚度、樁端持力層的土質情況、施工條件和場地周圍環境等因素確定。單樁豎向承載力特征值的確定，除應滿足規范的要求外，還應在現場通過單樁豎向承載力靜載荷浸水試驗測定的結果確定。

2.換填地基施工技術分析。一般土體質地較軟、不能承擔建筑實體結構的施工地基可以采用換填地基施工技術進行處理。該施工技術主要是對地基工程中挖除一些軟弱土體，但是在作業面上回填強度很大、壓縮性很好、不含有腐蝕性成分的礦渣、粗砂、卵石、灰土等材料，最后進行夯實處理，從而替換不良地基土體，構成穩固、滿足施工標準的持力層，確保建筑工程實體結構的質量安全、施工安全。

3.預壓地基施工技術分析。城市高層建筑地基工程中軟地基的處理主要采用這種施工方法，預壓地基施工技術的實施要點包含在建筑物施工以前，在建設場地上面加負載，清除水分后會使土體中的空隙減少，進而增加土體的密度，保證了地基對建筑物的承載能力。這種施工技術能劃分為真空預壓法與堆載預壓法兩種。如果施工地軟土層的厚度不大于4 米，通常應該采取塑料排水帶進行處理，而進行堆載預壓法的處理深度可達到10 米左右，在真空預壓處理方法的施工過程中，應該在地基內部加排水豎井，這種地基處理方法的地基處理深度可滿足15米，并且可以有效避免地基產生沉降，同時可以保證地基的穩固性。

4.擠密法施工技術分析。城市高層建筑地基工程中擠密法的適用范圍是地下水位以上，Sr ≤65%的濕陷性黃土，可處理的濕陷性黃土層厚度為5m～15m。應用該方法時，對甲類、乙類建筑或在缺乏建筑經驗的地區，應于地基處理施工前，在現場選擇有代表性的地段進行試驗或試驗性施工，試驗結果滿足設計要求，并應取得必要的參數再進行地基處理施工。當擠密處理深度不超過12m 時，不宜預鉆孔；當擠密處理深度超過12m 時，可預鉆孔，擠密填料孔直徑（D）宜為0.50m～0.60m，孔位宜按正三角形布置。孔底在填料前必須夯實，孔內填料宜用素土或灰土，必要時可用強度高的填料如水泥土等。填料時，宜分層回填夯實，壓縮系數不宜小于0.97。成孔擠密，應間隔分批進行，成孔后應及時夯填，在基底下宜設0.50m 厚的灰土墊層。

5.振沖法施工技術分析。振沖法主要是在高壓水與振動的共同作用下，以機械鉆孔或者水力沖孔的方式來振密而形成的。因為擠密砂樁的強度要低于樁強度，所以振沖法是一種技術效果很好，不僅經濟而且很快速的加固方法。針對那些經過振沖法進行加固的地基，能夠將其當作復合地基。在平面布樁時振沖碎石樁大概會表現出三角形或者方形，然而為了防止產生不均勻沉降，需要注重樁的受力均勻性、樁的對稱性、荷載的對應關系等問題。控制樁長要以地基最大剪切破壞深度與壓縮層的深度來進行，壓縮層深度需要比最大剪切破壞深度深；樁距則能夠根據樁徑與樁數來確定；根據容許應力大小來確定樁的直徑。振沖樁的填料中需要添加部分中粗砂，大小要搭配，粒徑要不大于5cm，這樣做的目的主要是防止喪失排水滲水作用，起反濾作用。

三、城市高層建筑地基工程施工處理的分析

1.CFG 樁地基施工技術和碎石樁地基施工技術相結合。CFG 樁地基施工技術和碎石樁地基施工技術相結合的原因主要是單一的碎石樁的承載能力不夠，所以采用CFG 樁替代碎石樁為建筑物地基提供所需的承載能力，從而達到提升樁基承載能力的目的。

2.碎石樁地基施工技術和強夯地基施工技術相結合。在實際運用時強夯地基施工技術通常會與碎石樁地基施工技術相結合，這類技術的實施要點是在填土層對碎石的樁體進行處理（為了使地基堅固同時和適宜的夯實點相連接），然后把碎石樁用沖擊力擊破（致使碎石進入護土層），使地基形成硬殼層，從而滿足地基所需要的強度。

3.粉噴樁地基施工技術和CFG 樁地基施工技術相結合。粉噴樁地基施工技術和CFG 樁地基施工技術相結合的主要目的是要運用粉噴樁與CFG 樁的固結能力結合于地基的泥土來構成相滿足的地基，這兩種地基施工技術的結合不僅可以充分發揮CFG 樁的承載力，而且由于CFG 樁的嵌入而極大的增加粉噴樁的約束能力。

四、結語

綜上所述，城市高層建筑工程建設中的地基屬于地下隱蔽工程，在城市高層建筑工程建設過程中，提高地基工程質量是保障建筑工程安全的根本，因此必須選擇合適的地基施工技術與施工處理方案。