高層建筑工程施工中樁基礎施工技術淺析

饒杰明 云南天鴻化工工程股份有限公司

1 前言

隨著建筑工程施工技術的高速發展，鋼筋混凝土結構樁以及新型螺旋鉆孔壓漿成樁等樁基礎施工技術在建筑工程建設過程當中的應用也比以往更加廣泛，由于不同樁基礎形式自身各有利弊，在實際應用過程中必須充分結合施工場地的客觀情況，選擇合適的樁基礎施工方式來開展施工。本文以當前高層建筑樁基礎施工過程中的常用技術作為出發點，針對當前高層建筑工程施工中樁基礎的應用類別進行系統分析，并且結合筆者的實踐經驗來針對高層建筑工程施工過程中不同樁基礎自身的利弊，不同地質條件之下高層建筑建筑樁基礎的應用形式展開探討。

2 樁基礎的類型及常見樁基施工技術要點

2.1 樁基礎技術的類型

樁基礎是建筑物深基礎的一種常見形式，由基樁和與樁頂連接的承臺組成。如果樁身完全埋在土中，承臺底部與土接觸，則稱之為低承臺樁基礎。如果樁體高于地面，承臺底部高于地面，則稱為高承臺樁基礎。建筑物樁基礎一般為低承臺樁基礎，樁基礎的分類方法很多。根據受力原理，常用的樁型可分為摩擦樁和端承樁。

根據土體擠壓的情況，可分為非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁。按使用功能：受壓樁、抗拔樁、橫向受荷樁、錨樁；按截面形狀：圓樁、方樁、多邊形樁、異形樁、DX 樁；按施工方式可分為預制樁和灌注樁等。本文主要按樁基礎施工方式分類分析不同地質條件之下樁基礎自身的利與弊，便于在工程建設中更好地選擇合適的樁基礎類型。預制樁是指在工廠或施工現場制成的各種形式的樁，通過打樁機將預制的樁沉入地下。根據沉入土中的方法，可分打入樁（錘擊沉樁）、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等。

2.2 樁基施工技術要點

2.2.1 預制樁基施工技術要點

預制樁包括混凝土預制樁和鋼樁，施工的核心是利用打樁機將預制樁沉入地下進行標高設計。主要包括：錘擊沉樁法、靜壓樁法和振動沉樁法這幾種形式，其中錘擊沉樁法是一種利用樁錘落在樁頂的沖擊力克服樁土阻力，使樁沉降到預定深度或達到承載層的打樁施工方法。錘擊沉樁是預制混凝土樁常用的沉樁方法，具有施工速度快、機械化程度高、適用范圍廣等優點。但施工過程中對地面產生的噪聲和振動影響較大，在城市或者是夜間施工的時候會遇到一定的限制。

靜壓樁法作為一種重要的打樁技術，主要利用壓樁機的自重和重量。然而，由于存在一定的制約因素，靜壓樁施工技術在實際打樁過程中不可避免地會對土體造成相應的破壞。如果控制不合理，會影響壓實效果。

因此，在該技術的實際應用中，必須保證其技術操作的一致性，避免間歇性問題。由于該技術具有很強的應用優勢，不僅振幅相對較小，而且無噪聲污染，在質量控制和成本控制方面能夠取得良好的效果，該技術的應用不會增加成本。

2.2.2 灌注樁基施工技術要點

人工挖孔樁法即采用人工分段開挖、分段澆筑混凝土護壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。適用于樁徑大于800mm，一般粘土層、砂土及人工回填土地基。對于設計樁徑小于800mm 無地下水的也可采用螺旋鉆機成孔，成孔深度在10m、12m等均可。

人工挖孔樁具有經濟、設備簡單、噪音低、可同時施工現場所有樁、可直接觀測地層等優點。孔底清潔方便，樁徑大，適應性強。缺點是可能遇到地下水、流沙、塌陷坑、缺氧、有害氣體、電擊、地面重物等危險，造成人員傷亡。因此，施工人員必須熟悉開挖孔洞的地質情況，必須經常檢查，注意土層的變化，當流沙、大量地下水等對開挖安全造成影響時，要立即采取有效的防護措施，才能繼續施工。

尤其是下水位有必須有專家負責的觀測記錄的地下水位的變化，是否導致周邊基礎、建筑物安全隱患的沉降和位移等，樁基完成后要立即設置在泵孔灌溉點附近或開挖和使用已經未完成的灌注樁，以保持水壓平衡，土壤穩定。對于流體淤泥或流砂，孔壁應為鋼管，施工段易坍塌開挖，即校核驗收，即灌注墻混凝土，以保證混凝土密實度，避免滲漏。流砂樁基礎應在枯水期進行處理，以免因地下水位上升和雨季動水壓力高而增加施工難度。

沉管樁法包括錘擊沉管樁法和振動沉管樁法。較常用的方法是錘擊沉管灌注樁法，其施工要點是樁端與樁管接觸面應作為麻(或草繩)墊圈，以防止地下水滲入管內，并作為緩沖層。下沉管子時，先用低錘擊打，觀察無偏差，然后正常擊打。在拔出管子、錘子或振動套管之前，測量到混凝土已經流出套管時，再拔出管子。樁管內的混凝土應盡可能充填，拔管時也要控制拔管速度。一般土層不得超過1m/min，軟土層與硬、軟土層之間的界限應控制在0.8m/min以內。在將管底拉至樁頂設計標高之前，不得中斷倒打或攻絲。注意保持管道中的混凝土略高于地面，并保持直到整個管道被拔出。

鉆（沖）孔灌注樁法施工工藝是:定位放線、埋設護筒、定位樁機、配制泥漿、用機器（潛水鉆、沖擊鉆等）打孔、回收泥漿、排渣、清孔、放置鋼筋骨架、澆注水下混凝土。其原理是用鉆機（如螺旋鉆、振動鉆、沖擊鉆等）將土鉆入孔內（需要泥墻保護），然后將孔底殘渣清除，放入鋼籠，澆注混凝土。鉆孔灌注樁的優點是深入土層，可以進入巖層，剛度大，承載力高，樁身變形小，易于水下施工，缺點是需要專用設備（鉆機），難以清除孔洞，鉆孔灌注樁的混凝土澆筑是在水中或泥漿中進行的，因此稱為水下澆筑混凝土。灌注質量是評價灌注樁質量合格與否的重要指標。因此，水下混凝土應比設計強度提高一個強度等級，并具有良好的工作性能。水下混凝土澆筑常采用導管法。

澆筑時，先將管內及漏斗內充滿混凝土及其量，以保證管底0.8m以上，然后將混凝土刨切成懸掛式防水塞絲，混凝土摻量下的重量迅速排出水中的球塞，將澆筑管埋在混凝土表面0.8m以上，在澆筑過程中，始終保證澆筑管道始終浸沒在混凝土中，否則會產生斷樁等廢樁。

3 當前高層建筑工程施工過程中常用樁基礎的利弊分析

3.1 預制樁的相關利弊分析

與灌注樁相對比，預制樁的優點主要包括生產成本更低、比表面積更大、環保性能優良、直徑相對較小、配筋率相對較低、節約鋼材、施工技術難度相對較低、單方混凝土的整體承載能力明顯更大，而且整體施工更加便捷。而預制樁的缺點則主要受制于擠土效應，導致樁基礎出現縮頸以及斷裂等相關情況，不適合應用于飽和黏性土基之中。

3.2 灌注樁的相關利弊分析

鉆孔灌注樁的整體適應性更廣、樁徑選擇的整體范圍更大、單樁的整體承載能力相對較高、整體成本更低、樁長的選擇范圍相對較大、工程施工噪音相對較小而且整體成本較低等諸多優點，在建筑較為密集的區域進行各種地層施工其都較為合適。但是，其整體施工工藝相對較為復雜，對于質量造成影響的因素也相對較多，施工過程當中的排污量較大，在卵礫石以及大粒徑的巖石施工過程當中容易產生問題。另外，沉管灌注樁與預制樁相比較，整體成本明顯更低，施工過程中的噪音污染也相對更小。

與鉆孔灌注樁相比較，其施工效率更高而且施工過程更加的便捷，在施工過程當中無排污問題。但是，由于其整體樁徑相對較小，而且單樁的整體承載能力較為有限，因此通常應用于軟土基施工過程當中。

4 灌注樁施工方法分析

4.1 施工準備

具體施工開展過程當中，認真清理施工場地周圍的各種垃圾與雜物，確保施工場地干凈平整，更好的開展樁基礎施工工作，以免施工工作過程當中，場地過亂，或者存在大量雜物，對施工質量造成不利影響，更好地保證高層建筑樁基礎垂直平穩。平整完場地之后，開展放線施工，對施工現場各走線認真檢查，嚴格依照施工圖紙要求，準確定位控制線，同時依照圖紙要求，對各個樁位具體的位置進行檢查核對，以免發生錯誤。同時將施工工作開展過程當中的機械設備提前準備好，并在相應區域合理安裝，確保鉆孔機位置固定的合理性，提高樁基施工水平。

4.2 護筒埋設

只有做好護筒埋設工作，才能控制和減少孔壁坍塌問題，提高施工效率和質量，該工程主要應用鋼護筒。

4.3 泥漿制作

鉆孔施工過程當中，制作泥漿來有效冷卻鉆頭與潤滑鉆具，同時還能避免轉孔出現塌孔問題。按照相應比例合理配比粘土水添加劑等，達到理想的效果。

4.4 鉆孔施工

鉆孔施工工作開展過程當中，嚴格按照施工工序科學進行，確保鉆孔垂直，保證和中線相符合，以免出現成孔偏斜問題，鉆孔施工工作開展過程當中，將泥漿加入其中，及時開展出渣施工。

4.5 清孔施工

鉆孔作業過程當中，應當認真監測鉆孔的位置，深度，直徑等相關參數，符合設計參數標準之后及時進行清孔工作，以免長時間施工，引發泥漿沉淀問題，對施工質量造成不利影響，還會引發樁孔坍塌，此工程清孔施工過程當中主要運用真空吸泥機來完成，并檢查驗收灌注樁施工質量，符合質量標準之后，在開展下一階段施工。

4.6 鋼筋籠入孔安裝

完成清孔工作后，在孔內放入預制鋼筋籠，合理固定與定位，安裝時運用有效措施，避免鋼筋籠出現變形，確保和莊孔的垂直性，吊裝過程中不可碰壞孔壁，對吊筋長度科學計算，完成鋼筋籠安裝之后，測量孔內的深度與沉渣厚度，直至符合要求。

4.7 混凝土灌注

灌注混凝土過程中，為了控制斷樁問題，在灌注混凝土前，應當合理的配比與攪拌，確保混凝土水灰比、和易性、塌落度以及初凝時間與相關規定相符合，確保混凝土質量，使灌注樁質量大幅提升。

5 高層建筑工程施工中樁基礎施工技術強化措施

在樁基施工中，施工人員必須確保高層建筑工程的材料選用符合技術標準和質量標準，選用的材料能從根本上保證建筑物的質量和安全。樁基施工技術的實施效果直接關系到高層建筑工程的竣工質量，其施工質量也直接影響到工程的安全和進度。因此，有必要加強樁基施工的技術措施。樁基現場拼接施工內容主要包括。

（1）吊裝、拉固、鋼筋連接。

（2）袖注漿、后足鋼筋捆扎及支模。

（3）預埋件安裝、混凝土澆筑及后澆件維護。在這一過程中，高層建筑樁基施工管理人員需要進一步深化全體工作人員對現場拼接施工步驟的重視，以確保這一過程的正確性和嚴謹性，為后續裝配式建筑整體施工質量的提高打下良好的基礎。

在此期間，管理人員還可成立專門的管理小組，嚴格控制施工質量和進度，并不時檢查施工內容，確保其符合相關技術標準。

另外，樁基施工過程中的運輸和儲存也需要精心規劃，不僅需要事先選擇最佳的運輸路線，還需要盡可能選擇合適的運輸設備，以減少運輸過程中對工程材料的損害。同時，也能保證高層建筑工程中樁基技術的質量。

5.1 強化樁基礎施工安全的措施

確保樁基施工安全的措施包括以下幾個方面。

一是在施工現場的顯眼位置設置明確的警示標志或圍欄，并派專人防止非施工人員進入。

二是每隔10m～15m 在支撐架周圍和中間設置豎向斜拉桿，使空間結構層的剛度和變形受到較大限制。

第三，梁板模板的高支撐架可根據設計荷載采用單根或雙根豎桿，豎桿之間必須根據臺階間距充分設置雙向水平桿，以保證兩個方向的設計剛度。

第四，仔細設計混凝土澆筑方案，確保模板支撐施工過程中荷載均衡。最好采用從中間向兩側延伸的澆注方法。

第五，應盡量避免地基不均勻沉降。樁基礎底座應采取一定的固定措施，防止底座的移動。在樁基礎的安裝過程中，必須邀請經驗豐富的專業團隊。施工人員不僅要有高超的專業技能，還要有安全意識和危險意識。

施工應嚴格按照施工方案和規范進行，不得有疏漏。在工程施工中，是樁基施工的重要內容，由于作業風險較高，必須準備采取全面的安全防范措施，并為施工隊伍落實應加強安全管理，增強施工人員的安全意識和質量意識，對施工人員進行安全培訓、應急演練，此外，還應加強施工安全管理的實施，并根據現場條件加強安全管理措施，確保樁基施工過程中的人身安全和施工安全。

5.2 優化高層建筑工程樁基礎施工的措施

5.2.1 提高技術人員的綜合素質

技術人員的綜合素質高低，直接影響高層建筑工程樁基礎施工技術的應用效果，所以需要根據當前的發展現狀進行技術設計，從而保證技術的應用效果符合發展的要求。同時提高高層建筑工程樁基礎施工技術應用的廣泛應用。

5.2.2 提高高層建筑工程結構的安全性

建筑工程的最終目的是保證整個施工工程的質量安全，基于高層建筑工程基礎中樁基礎廣泛應用，為建筑施工帶來了極大的方便，但是還需對該技術的安全性進行進一步地加強，對整體建筑結構進行優化設計，在設計過程中，需要根據建筑地區的具體地理位置進行技術的改革，提高樁基礎建筑技術的應用強度，從而提高整個建筑工程的安全性。

5.3 樁根部位混凝土澆筑施工技術

樁基施工完成后，為了保證樁基與上部結構形成完美的整體，必須做好樁基與上部結構混凝土澆筑施工的質量保證工作，同時加深工作人員對混凝土澆筑施工過程的重視。項目管理人員在施工初期，有必要強調，所有步驟都必須符合相關規定，并按照模板、材料等的質量和規格適用，以滿足項目的實際需要，才能進行澆筑作業。在此過程中，項目管理人員還應清除模板內部可能出現的污染物和加固材料，并修復模板內部可能存在的缺口。

然后，根據不同材料的澆注要求，選擇合適的澆注方式，并利用Gks=γsGk公式做好脫模吸附力的計算。在該公式中，根據混凝土結構標準，將脫模吸附系統設置在1.5，可逐步計算最終脫模吸附力。然后，利用混凝土施工驗算公式σct＜1.0ftk得到混凝土正截面邊緣的正拉應力。該公式主要反映了標準荷載值聯合作用下高層建筑預應力混凝土構件正截面邊緣混凝土的正拉應力，用ftk表示預制混凝土立方體抗壓強度的標準值。

上述計算完成后，施工人員應先在樁頂和柱底澆筑30mm～50mm 厚的水泥砂漿，然后再澆筑整個構件的混凝土。此外，在這一過程中，有必要計算和控制的材料下層厚度提前。最好保持在40mm 的范圍內，但厚度較小的現象不應出現。為了從根本上避免混凝土離析或脫空問題，必須按照快插慢拔的原則完成混凝土振動作業，盡可能標明預埋件、鋼筋及其他材料的位置，做好預防工作。高層建筑工程混凝土澆筑完成后，還需要進行約一周的維修工作，混凝土的防水性能維修時間應在兩周以上。

6 結束語

在工程施工過程中，必須在施工部分引起足夠重視的基礎上，其中樁基施工技術的應用意義重大，通過樁基技術的合理應用，能夠承受更大的施工壓力，保證施工項目在施工和使用過程中具有一定的穩定性和安全性。

因此，在相關建筑技術的研究中，必須充分重視樁基礎施工技術，科學分析不同施工工藝的優缺點，結合當前技術的發展，促進其技術的順利應用。在應用過程中，應根據項目的實際情況和應用條件合理選擇技術，以確保技術應用的科學性，促進建設項目的順利施工，在一定程度上推動我國建筑業的可持續穩定發展。