淺談高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)

連瑞

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 前言

作為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中最為普遍的建筑方式，高層建筑因其較高的利用率和相對(duì)偏低的占地面積比，成為城市高速發(fā)展模式下的必然產(chǎn)物。而隨著人們生活水平的顯著提升，對(duì)于高層建筑的質(zhì)量與安全要求也得到同步增長(zhǎng)。這也使得對(duì)于高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究，就成為時(shí)下高層建筑施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)的重要途徑。由此，也使得對(duì)于高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的研究，具有極為鮮明的實(shí)際意義。

1 地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)概述

1.1 地基基礎(chǔ)概念

作為建筑施工中常見(jiàn)的基礎(chǔ)性施工內(nèi)容，地基基礎(chǔ)施工關(guān)乎到建筑工程后續(xù)施工環(huán)節(jié)的穩(wěn)定，因此，需要建筑企業(yè)或施工單位加以關(guān)注。通常情況下，依照地基基礎(chǔ)所具備的特性，可將其劃分成天然與人工兩種地基形式。其中，天然地基是指具備堅(jiān)硬巖石結(jié)構(gòu)的區(qū)域。若在此地基基礎(chǔ)上施工，巖體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度已然能夠符合結(jié)構(gòu)分流要求，因而對(duì)其進(jìn)行加固的作業(yè)便相對(duì)較少。而人工地基基礎(chǔ)，需要通過(guò)大量人工施工作業(yè)予以實(shí)現(xiàn)，不僅成本偏高，且構(gòu)建的時(shí)間也更長(zhǎng)。

1.2 樁基礎(chǔ)概念

樁基礎(chǔ)施工是建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工中另一重要環(huán)節(jié)。樁基礎(chǔ)涉及的內(nèi)容為通過(guò)勘測(cè)、數(shù)據(jù)分析以及施工設(shè)計(jì)，在施工區(qū)域內(nèi)選取適宜成樁的固定位置，并通過(guò)對(duì)樁孔中進(jìn)行混凝土拌和料的澆筑與填充，使其形成混凝土灌注樁體，進(jìn)而為地基基礎(chǔ)起到良好的加固作用。對(duì)于樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)而言，構(gòu)成樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要為基礎(chǔ)樁結(jié)構(gòu)與承臺(tái)結(jié)構(gòu)兩種。其中，基礎(chǔ)樁結(jié)構(gòu)用來(lái)固定成樁結(jié)構(gòu)，而承臺(tái)結(jié)構(gòu)則用來(lái)進(jìn)行樁機(jī)械的穩(wěn)固[1]。

2 高層建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 土層處理技術(shù)

通常情況下，在高層建筑地基施工范圍內(nèi)，若存在高膨脹度及高濕度的情況，即高層建筑施工區(qū)域?yàn)檐浲恋鼗瑒t可通過(guò)土層處理技術(shù)予以解決。即在實(shí)際施工中，施工人員應(yīng)依照土方結(jié)構(gòu)所存在的缺乏穩(wěn)定性情況，利用具有較強(qiáng)夯實(shí)度及穩(wěn)定性的土體，對(duì)原土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行替換，此種技術(shù)也被稱為換填法。通過(guò)土層處理技術(shù)，雖然能夠解決軟土地基問(wèn)題，但涉及的運(yùn)輸成本、施工成本以及作業(yè)時(shí)間等，都相對(duì)較高，需依照施工區(qū)域的實(shí)際地基情況做選擇性應(yīng)用。

2.2 夯實(shí)碾壓技術(shù)

夯實(shí)碾壓技術(shù)，是在高層建筑地基處理過(guò)程中，利用打夯機(jī)、推土機(jī)以及碾壓機(jī)等機(jī)械設(shè)備，或強(qiáng)大的外力作用，對(duì)地基施以夯實(shí)作業(yè)。其目的在于逐步提升地基的重力承載能力，并使地基土層密度持續(xù)縮減，進(jìn)而達(dá)到符合后續(xù)施工要求的程度。此外，利用對(duì)地基土層的振動(dòng)方式，也能夠進(jìn)一步加深土層的嚴(yán)密程度。在實(shí)際施工中，建筑企業(yè)或施工單位為提高地基的穩(wěn)固程度，可利用碾壓設(shè)備對(duì)地基平面施以碾壓操作。待進(jìn)行2~3 次循環(huán)碾壓后，再對(duì)部分未夯實(shí)位置進(jìn)行分別垂直力變壓處理，使地基土層達(dá)到良好的夯實(shí)效果[2]。在這一過(guò)程中需要注意的是，單次落錘的高度與力度應(yīng)保持一致，以此減少或消除地基夯實(shí)作業(yè)后出現(xiàn)的局部區(qū)域坑洼現(xiàn)象。除此之外，還應(yīng)嚴(yán)格掌握落錘速度，使土層結(jié)構(gòu)密實(shí)度逐步提升，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基夯實(shí)效果。

2.3 土壤加固技術(shù)

地基基礎(chǔ)施工階段，對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)所實(shí)施的加固操作極為重要。通過(guò)土壤加固技術(shù)，能夠促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)得到改善。實(shí)際施工中，通過(guò)澆筑方式穩(wěn)定地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)時(shí)，會(huì)由于混凝土澆筑后的凝結(jié)階段，出現(xiàn)水化熱情況。但混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法對(duì)其內(nèi)部所含水分完全及時(shí)排出，這就會(huì)使得部分水分會(huì)在地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的下方堆積。而一旦出現(xiàn)此種堆積現(xiàn)象，則地基的抗浮問(wèn)題出現(xiàn)的概率便會(huì)由此提高。因而，施工過(guò)程中施工人員應(yīng)針對(duì)此施工環(huán)節(jié)，進(jìn)行排水設(shè)施的構(gòu)建，使混凝土澆筑過(guò)程中蒸發(fā)出的水分，能夠通過(guò)排水系統(tǒng)得到及時(shí)排出，進(jìn)而確保土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[3]。除此之外，在夯實(shí)碾壓作業(yè)時(shí)所擠壓而出的水分，也能夠通過(guò)排水系統(tǒng)得到及時(shí)排出，促使土層結(jié)構(gòu)的密實(shí)度得到進(jìn)一步提高。

2.4 添加劑加固技術(shù)

在一些較為特殊的地基基礎(chǔ)處理過(guò)程中，不僅需要以上施工技術(shù)的合理化應(yīng)用，有時(shí)還要將添加劑應(yīng)用到地基基礎(chǔ)的加固環(huán)節(jié)。通過(guò)添加劑的應(yīng)用，能夠起到改善混凝土結(jié)構(gòu)性質(zhì)的作用，進(jìn)而促使土層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。在實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)優(yōu)先對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)勘查與采樣分析，以此分析出土層結(jié)構(gòu)的酸堿程度和密實(shí)度情況，進(jìn)而為地基處理選取出適宜的添加劑。同時(shí)，為進(jìn)一步增強(qiáng)添加劑的應(yīng)用效果，施工人員需選取適宜的機(jī)械設(shè)備，對(duì)所需施工的地基位置實(shí)施鉆孔作業(yè)。并在注漿階段，合理添加添加劑，以此促進(jìn)漿液的理化性質(zhì)得到改變，并最終達(dá)到符合后續(xù)施工的目的。

3 高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)

樁基礎(chǔ)作為高層建筑中基礎(chǔ)性的支撐形式，其構(gòu)成部分分別為基樁與承臺(tái)。通過(guò)對(duì)樁基基礎(chǔ)實(shí)施施工作業(yè)，能夠?yàn)楦邔咏ㄖ_(dá)到良好的負(fù)載調(diào)節(jié)作用。而高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)及其要點(diǎn)，也在此做簡(jiǎn)要說(shuō)明：

3.1 重力壓樁技術(shù)

所謂重力壓樁技術(shù)，即采用壓樁等機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行樁基基礎(chǔ)的沉淀性作業(yè)。通常情況下，在對(duì)樁基基礎(chǔ)進(jìn)行施工過(guò)程中，為確保其經(jīng)過(guò)處理，且不發(fā)生樁基基礎(chǔ)變形，也不會(huì)造成壓樁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞等情況，就需要在實(shí)際施工中配以超孔隙水壓調(diào)節(jié)方式實(shí)施同步施工操作。例如施工人員在進(jìn)行樁基基礎(chǔ)施工作業(yè)時(shí)，可選擇細(xì)孔水壓調(diào)節(jié)技術(shù)和壓裝機(jī)同步調(diào)節(jié)法，進(jìn)行進(jìn)一步的重力調(diào)解。同時(shí)，可通過(guò)壓樁技術(shù)完成對(duì)樁基的夯實(shí)作業(yè)。現(xiàn)階段的高層建筑施工中，對(duì)于壓樁動(dòng)力有著明顯的限定標(biāo)準(zhǔn)，既非逐漸遞增，又非逐漸遞減。

3.2 沉樁處理技術(shù)

在高層建筑施工中所應(yīng)用到的沉樁處理技術(shù)，是利用樁基礎(chǔ)土建頂部固定振動(dòng)的方式，對(duì)樁基礎(chǔ)土建基層中土層實(shí)施下沉式夯實(shí)作業(yè)。通常情況下，沉樁處理技術(shù)所應(yīng)用到的機(jī)械設(shè)備為固定沉樁振動(dòng)儀。在實(shí)際施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)依照高層建筑施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，對(duì)樁基礎(chǔ)土建進(jìn)行范圍的設(shè)定，且需明確設(shè)定出實(shí)施沉樁處理的中心部分與邊緣部分。同時(shí)，以50m 作為單位長(zhǎng)度，進(jìn)行固定振動(dòng)點(diǎn)的設(shè)定。隨后，應(yīng)用固定沉樁振動(dòng)設(shè)備實(shí)施振動(dòng)下沉操作[4]。需要注意的是，初始振動(dòng)點(diǎn)的選取極為重要，振動(dòng)施工需隨初始振動(dòng)點(diǎn)的選定而呈現(xiàn)擴(kuò)散式展開(kāi)。

3.3 樁基礎(chǔ)加固技術(shù)

現(xiàn)階段，高層建筑施工中對(duì)于裝基礎(chǔ)土層所實(shí)施的常見(jiàn)性加固技術(shù)，即為樁基礎(chǔ)加固技術(shù)。此種加固形式可依照樁體類型，分為預(yù)定樁、灌注樁、鉆孔樁以及樹(shù)根樁等四類加固形式。其中，預(yù)定樁加固技術(shù)，需要根據(jù)基樁結(jié)構(gòu)，以鋼結(jié)構(gòu)形式設(shè)定直徑長(zhǎng)度為600mm，且長(zhǎng)度范圍處于7～15m 的輔助型樁體。灌注樁加固技術(shù)，需在地基基礎(chǔ)實(shí)施夯實(shí)作業(yè)后，利用振動(dòng)設(shè)備對(duì)周邊夯實(shí)程度不足的部分，施以局部加固處理。通常情況下，灌注樁加固技術(shù)所采用的樁體，其半徑范圍處于350~500mm 間，且長(zhǎng)度范圍處于20~30m 間，需運(yùn)用振動(dòng)加固并利用鋼管做集中加注處理。鉆孔樁加固技術(shù)，則是有限采用鉆孔設(shè)備，在樁基礎(chǔ)施工范圍實(shí)施鉆孔作業(yè)。隨后，再通過(guò)泥漿灌注方式，對(duì)樁基礎(chǔ)土建的局部區(qū)域進(jìn)行灌注性調(diào)節(jié)。此種技術(shù)形式與灌注樁加固技術(shù)存在明顯的相似形式。而樹(shù)根樁加固技術(shù)，即是依照樹(shù)根所具有的形狀做出設(shè)計(jì)，并在施工的基樁位置處，進(jìn)行排水管道的預(yù)留，以此防止基樁周邊出現(xiàn)局部變形或探討等情況。在采用樹(shù)根樁加固技術(shù)時(shí)，需要對(duì)整體重力支撐情況，做出細(xì)致的掌控，以此增強(qiáng)樁基礎(chǔ)土層的加固效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高層建筑逐漸增多的今天，基于地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)的重要程度，使得很多建筑企業(yè)或施工單位對(duì)于地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的土建施工技術(shù)愈發(fā)重視，而作為基礎(chǔ)工程中重要的組成部分，地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量占比份額也愈發(fā)提升，這自然也與高層建筑所具有的特殊建筑性質(zhì)息息相關(guān)。除此之外，在施工前做好技術(shù)交底工作、加強(qiáng)施工人員的崗位技能培訓(xùn)以及嚴(yán)格遵循地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工的技術(shù)要點(diǎn)，才能促進(jìn)高層建筑的基礎(chǔ)得以加固，也才能為高層建筑的質(zhì)量與安全，帶來(lái)必要的技術(shù)保障。