土木工程高層建筑樁基施工要點分析

武兆榮

(寧夏路卓建設工程有限公司 寧夏銀川 750003)

對于土木工程而言，樁基施工是其建設過程中的重要施工環節，并且極易受到各種因素影響而導致一系列問題發生，例如施工環境或者某些客觀因素等，尤其是在實際施工過程中經常遇到軟弱土層或者土質不緊實等各種問題，一旦上述問題未得到及時有效處理，則會大大降低高層建筑的安全性及穩定性。

1 樁基類型及其施工特征

1.1 樁基類型

在對樁基進行分類時一般將承臺位置、承載性質以及施工方式為依據進行劃分，其中按照承臺位置進行分類的話，樁基可以分為高承臺樁基以及低承臺樁基，如果承臺里面設置于地面上或者局部沖刷線上的樁基通常為高承臺樁基，一般適用于橋梁工程或者港口工程，而承臺底面設置在地面或者局部沖刷線以內的樁基則為低承臺樁基，往往適用于房屋建筑當中[1]。以承載性質為依據樁基可分為摩擦樁以及端承摩擦樁，前者承載力主要源自于豎向荷載下的樁基，在摩擦阻力以及外部荷載的作用下，促使中線測表面與土層之間不斷摩擦，進而傳遞給土壤，通常情況下中間位置的荷載較小，為此摩擦樁運用在地基埋置較深的地方，值得注意的是這種樁基產生的沉降較大，需要穩定的時間也比較長。后者是在極限承載力的狀況下，樁基荷載受到摩擦阻力的影響，同時在外部荷載下促使樁端阻力以及摩擦力全部發揮作用，且摩擦力大于樁端阻力，這種樁基可以穿過軟土層。以施工方式為依據樁基可分為鋼柱樁基、混凝土預制樁基以及現澆混凈土灌注樁基這3 種，由于混凝土預制樁基不能有效滿足市場需求，再加上對周邊環境產生的影響較大，為此使用較少，而現澆混凝土灌注樁施工要求不高且承載能力強，幾乎不會對周邊環境產生不良影響，所以已經廣泛運用于樁基施工當中。

1.2 樁基施工的特征

1.2.1 尺寸特征

高層建筑層數越高則對其質量要求也就越高，在設計樁基過程中應該綜合地質勘探、施工技術要求及準備條件等相關資料，并在此基礎上確定地基的樁型、截面尺寸以及樁基基礎的長度等。高層建筑需要采用一樁一柱的基礎結構，以便從整體上提升樁基承載能力，并且樁結構的形狀由最初直桿、線形向三葉片狀、虛線及網格等不同柱體形狀的重力支撐樁基結構不斷過渡。

1.2.2 節能環保特征

高層建筑樁基施工過程中往往通過柴油機來錘擊鋼筋混凝土，這種方式可以更加直觀地掌握樁基與地面的實際狀況，但是也存在一定缺陷，噪音污染嚴重，對附近居民生活產生不良影響，為了有效彌補這一缺陷，絕大多數施工企業由靜壓式施工逐步取代柴油機錘擊鋼筋混凝土式樁基施工方式，降低噪音以外，減少能源消耗，節能環保特征十分明顯。

2 土木工程高層建筑樁基的施工要點分析

2.1 準備工作要點

2.1.1 對施工現場及附近環境進行勘測

第一，對施工現場的地形、土體條件、氣候以及相關自然條件進行實地勘察，同時根據以往地質勘察報告，準確掌握施工現場成樁深度范圍內土層分布狀況、形成時間以及不同土層物理力學性能方面的各項指標等。第二，掌握施工現場當前地下水水位、水體質量及其變化狀況，同時對施工現場一定范圍內的人為及自然地質現象進行調查，了解該區域內是否存在地震、熔巖、礦巖以及暗濱等不良土層，清楚地知道地下有哪些構筑物或者障礙物。第三，如果工程項目處于城市或者人口相對密集的地區，對施工出現場附近建筑物位置、距離以及結構性質進行調查，充分掌握這些建筑物現狀及使用情況，根據所明確的沉樁位置了解其地下天然氣管道、上下水管道以及電纜等管線鋪設狀況、管線之間的距離、鋪設深度、結構及年限等各種狀況[2]。

2.1.2 編制施工方案

在完成施工現場勘測作業后，結合收集的相關數據和信息設計切實可行的施工方案，同時依據樁基施工現場的實際地質條件選擇與之相施工的施工工藝、技術以及機械設備。需要注意的是，在正式進行樁基施工之前應該定期開展樁基試驗，對其操作、施工工藝以及各項參數進行全方位檢查，確保樁基施工符合相關規范要求，進一步提升施工質量水平。

2.1.3 準備充足的機械設備

在施工方案編制完成之后，需要以其內容為核心準備好樁基施工過程中用到的機械設備，確保機械設備類型及數量滿足施工方案中不同施工環節的要求，進一步強化施工質量及效果，當然還需要結合機械設備自身固有的性能與效用進行科學配置和調整。通常情況下，樁基施工過程中所需要的設備較多且具備良好的通用性，以其該方面特點為前提合理設置施工，既可以不斷擴大和延伸機械設備的使用范圍，同時還能實現施工效率最大化，例如：海亮新城一期的別墅施工組織滿足相關文件要求，施工技術達到技術標準的同時合理組織勞動力、機械設備以及施工材料等，并且在選擇機械設備的同時還應該綜合成樁的樁型、施工現場地質狀況等各方面因素，確保所使用的設備與施工要求相一致。

2.1.4 放線定位

放線定位工作主要包括明確找平點以及樁定位兩方面工作，其中明確找平點過程中應該按照設計圖紙要求嚴格進行，確保每根樁的高度都完整記錄下來，通過樁基對施工高度進行控制。另外，在進行樁定位時，一定要保證基礎面的平整度，結合設計圖紙中的尺寸要求，順著軸線方向對各個樁進行逐一編號，與此同時發揮打樁機的作用對各個樁的推進位置進行準確定位。

2.2 土木工程高層建筑樁基施工中各類沉樁技術的運用

2.2.1 振動沉樁技術

眾所周知，高層建筑的自身負荷就比較大，為此提升地基承載能力成為樁基施工過程中亟待解決的問題，其中振動沉樁技術就在提升地基承載能力方面發揮了重要作用。振動沉樁技術也就是利用電動振搗棒對土層施加垂直力，以便增強土層密實度，進而提升土質的承載能力，該項技術通常情況下運用于土壤不緊密或者濕度較大的土質中，在振搗棒產生的巨大外力下不斷振動進而增加土層密實度，但是在實際運用過程中，首要任務就是固定好振搗棒并放置于樁頂部位后即可啟動，樁基受到振動棒的重力影響逐步下沉，在達到一定深度后緊隨振搗棒共同振動，周邊土層自然而然會擠壓起來，達到提升其承載能力的目的[3]。

2.2.2 靜力壓樁技術

以往傳統的樁基施工技術有著較強經濟性且效率良好，但是施工過程中會產生嚴重噪聲，而靜力壓樁技術的出現可以有效解決噪音以及振動地面等問題，其實該項技術是充分利用樁架配重及其自身重量，二者結合后會產生反作用將樁基壓入土層中，而該技術的實施離不開液壓裝置提供的強大動力。盡管靜力壓樁技術可以有效解決噪音污染及地面振動等問題，但是在壓樁過程中對土層造成嚴重破壞，達到一定程度后形成水壓，所以要想避免這一問題產生應該確保靜力壓樁施工的連續性，中途不可中斷。

2.2.3 鉆孔灌注樁技術

高層建筑在樁基施工過程中無論選擇哪種技術都會對土層產生不同程度的破壞，大大增加后續施工的難度。而鉆孔灌注樁技術可以很好的應對土層破壞問題，也就是通過泥漿在樁基周邊形成孔壁，用以穩定已經被破壞的土層，鉆孔后立即灌注泥漿，而樁基附近已經坍塌的碎石渣也會隨著注入的泥漿不斷翻滾排出，待碎石渣全部排出干凈后將鉆孔進行清洗并加入混凝土[4]。鉆孔灌注技術除了運用于已經破壞土層的樁基以外，同樣適用于沙土比較多的樁基，但是這種施工技術存在非常明顯的缺陷，施工工序復雜，混凝土等相關材料的使用量較大。

2.2.4 預制樁沉樁技術

現代建筑工程在施工過程中鋼筋混凝土預制樁施工的類型有很多，其中鋼筋混凝土主體框架結構中的預制主體結構的構造樁往往通過沉樁施工在強大的外力作用下對沉陷材料進行擠壓或者錘擊，這種情況下就會用到打樁錘的不同類型擠壓設備來完成沉樁作業[5]。在施工中使用最多的樁錘由柴油錘以及氣錘等，但是受到樁錘自身重量比較大的影響，在對沉樁進行錘擊時可能對樁體產生一定破壞，所以在高層建筑樁基施工中運用錘擊沉樁技術時往往適用直徑比較小的鋼樁沉樁當中。

2.3 高層建筑樁基施工技術的控制

2.3.1 埋設護筒

以樁孔的實際情況為主制作出與之相適應的護筒，在高層建筑樁基施工過程中將加勁肋焊于護筒上旨在進一步提升樁基剛度，以便出現變形等問題。通常情況下護筒的內部直徑應該大于樁直徑，一般20 cm最佳，并且護筒頂端高出樁50 cm，這樣有助于避免漏水狀況，同時還需要根據施工現場實際狀況選擇相應措施對護筒起到相應的保護作用。

2.3.2 鉆孔

鉆機是開展鉆孔作業的重要設備，在投入使用之前進行全面檢查，保證設備可以良好運行，同時提前打開泥漿泵，待其工作一段時間后才能將泥漿輸入到泥漿泵中開展鉆進工作。一旦鉆孔形成立即采取低壓慢進的方式對鉆機鉆進速度及壓力進行有效控制，提升鉆進位置的準確性，如若在施工過程中需要停止鉆進工作，海亮新城一期別墅施工就非常注重成品保護，并且采取提前保護、包裹防污染、表面覆蓋以及局部封閉、防損及污染等措施，尤其是在完成鉆孔后，確保孔洞全面覆蓋，對孔口進行相應保護。

2.3.3 清孔

完成鉆孔作業后，施工人員將轉頭提起至孔底8～10 cm的地方進行一段時間的空轉，在孔壁達到安全條件后將泥漿進行稀釋并重新輸入到泥漿泵中，轉動30～60 min通過反復沖洗將孔洞中的雜質清理干凈。

2.3.4 混凝土灌注

在混凝土澆筑之前需要按照一定比例配置混合料，隨后通過導管開展灌注作業，這種情況下應該控制好導管之間的距離，通常在30～50 cm 之間最佳，需要注意的是開展水下混凝土灌注之前一定要把控好混跡凝土含水量[6]。除此之外，對鉆孔內容的狀況進行檢查，確保洞內雜質全部清除干凈，同時控制好混凝土澆筑的時間及速度，一旦水下混凝土灌注工作完成應立即將構建的臨時固定裝置拆除，同時清理干凈以免對混凝土產生不良影響。

3 提升土木工程高層建筑樁基施工質量的有效措施

3.1 確保計算準確性，做好樁位復核工作

對整個樁基施工而言，樁位的明確非常關鍵，為此一定要對樁位進行復核，切實提高樁基施工的精準度，確保其作用得到有效發揮。再次確認樁基位置時需要按照相關文件和資料內容嚴格執行，既要保證樁位布局滿足要求，同時也不會對后續施工產生影響，規避質量問題的產生。另外，由專門檢驗部門對樁位進行復核，以此保證施工人員不會對此項工作產生任何影響。施工期間密切觀察現場土質及其結構，如若遇到不良土質應該進行相應處理后并且達到要求方可進行后續施工。

3.2 采取一系列措施對樁基施工質量進行預控

樁基施工是土木工程的關鍵并且產生的影響也不容小覷，關乎工程的安全性及穩定性，為此在開展土木工程樁基施工之前需要采取一系列預控措施，以此確保施工方案的科學性。另外，在施工期間如若發現對工程質量產生影響的任何問題都應該及時上報并采取相應措施，避免完成施工后出現質量問題而返工，既延長施工周期，還會產生不必要的經濟損失。施工之前需要對樁基分布位置再次進行檢查核實，同時與相關資料進行對比，確保樁基位置準確無誤，同時做好樁底的清理工作。

3.3 準確設計承臺

承臺設計是樁基施工過程中的一項重要環節，影響樁基制定及穩定性，同時還與整個土木工程質量息息相關，為此在設計承臺的時候相關人員應該對施工現場進行系統檢查和勘驗，結合收集的相關數據信息準確計算出樁基的承重量，將偏差控制在最小。測出樁基承重量后將其作為施工的主要標準，并在此基礎上準確計算承臺的具體尺寸、面積以及高度，選擇最佳形狀，提升其穩定性。

4 結語

就當前情況而言，樁基是土木工程高層建筑中經常使用的基礎結構，為此樁基施工質量對整個高層建筑質量有著直接影響，施工企業一定要做好樁基施工的準備工作，同時掌握施工過程中的各項要點，通過各種措施提升施工質量。